雾化模拟算例

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1、静电雾化模拟算例问题描述本文利用FLUENT的DPM模型对带电液体的雾化情况进行研究。计算区域是一个直径100mm，高70mm的圆柱，简化为二维模型为100mm×70mm的平面。喷头支撑结构分为上下两段，毛细孔径为0.5mm，带电液体从毛细管喷出。本题涉及到：一、利用GAMBIT建立静电雾化喷雾器计算模型（1）在GAMBIT中画出燃烧器的图形；（2）对各条边定义网格节点的分布；（3）在面内创建网格；（4）定义边界类型；（5）为FLUENT5/6输出网格文件。二、利用FLUENT-2D求解器进行求解（1）读入网格文件；（2）确定

2、长度单位：MM；（3）确定流体材料及其物理属性；（4）确定边界类型；（5）计算初始化并设置监视器；（6）启用DPM模型，先计算连续相，在利用UDF计算离散相；（7）利用图形显示方法观察流场、压力场与温度场。16一利用Gambit建立雾化模型第一步：启动gambit并选定求解器（FLUENT/UNS)第二步：创建雾化模型操作：Operation→Tools→CoordinateSystem在弹出的DisplayGrid对话框中，输入X,Y的值，分别是100，70，点击Apply。图1雾化区域计算图第三步：建立喷嘴喷嘴支撑结构分为

3、上下两部分，上段尺寸为5mm×5mm，下段为3mm×3mm,喷头直径为0.5mm，长10mm。按照点、线、面的顺序逐步生成，如图2所示。图2喷嘴及支撑结构第三步：划分网格网格划分采用TGrid类型，喷头附近网格划分密集Intervaisize为0.3，四周稀疏Intervaisize为1，这样可以减少计算量。划分后的网格如图3所示。16图3网格划分图第四步：设置边界类型操作：ZONES→SPECIFYBOUNDARYTYPES打开边界类型设置对话框如图4所示．边界名称边界类型液体进口inlet2VELOCITY-INLET支撑

4、结构及喷头WallWall接收板WallWall空气入口inlet1VELOCITY-INLET空气出口outletPRESSURE-OUT图4边界条件对话框图5边界条件设置第五步：输出2D网格操作：File→Export→Mesh．．．．．．输出3D网格，完成Gambit前处理．16二利用FLUENT-2D求解器进行模拟计算第一步：与网格相关的操作　　1．读入网格文件　操作：File→Read→Case．．．　　在读网格文件后，将在FLUENT的console窗口中，报告网格和其他一些相关文件信息．　　2．检查网格　　操作：

5、Grid→Check　　网格检查列出网格的最小和最大的x与y值，并报告其他许多关于被检查网格的特征或错误，比如，网格体积必须不为负。　　3．网格比例设置　　FLUENT的缺省单位是m．若网格是以cm单位建立的，在ScaleGrid面板中应选用相应的比例关系。　　操作：Grid→Scale．．．（１）在UnitsConversion中的下拉列表中选cm表示网格以厘米生成。　　（２）点击Scale．　　4．显示网格　　操作：Display→Grid．．．　16图6雾化模型的网格显示图第二步：设置求解模型　　1．定义计算域为2D，且

6、保持缺省的求解器　　操作：Define→Models→Solver．．．打开“Solver”对话框如图7所示．图7求解器对话框2．空气相选用层流模型　　操作：Define→Models→Viscous．．．　　打开“Viscous　Mode”对话框如图8所示．图8计算模型对话框第三步：流体材料设置操作：Define→Materials．．．16选择理想气体参数，点击Close关闭此面板。　图9材料对话框第四步：边界条件设置1．打开边界条件面板操作：Define→BoundaryConditions．．．打开“BoundaryC

7、onditions”对话框如图10所示．图10　边界条件对话框1.设定空气进口inlet1的边界条件16如图11所示，赋予如“VelocityInlet”面板所示的进口边界条件．图11　空气速度进口边界条件4．设定空气出口pressureoutlet边界条件，见图12所示．图12压力出口边界条件5.设定支撑结构和喷嘴外壁的边界条件。接收板Wall2的设定同上。16图13壁面边界条件第五步：初始化并求解1．设定初场操作：Sovle→Initialize→Initialize．．．见图14所示．图14　求解初始化（１）在Compu

8、terFrom下拉列表中选择inlet1．（2）点击Init设定变量初值，然后关闭面板．2．设定松弛因子操作：Solve→Controls→Solution．．．保持默认值。图15　求解控制对话框3．在计算期间打开残差的图形监视图16　操作：Solve→Monitors→Re