双向耦合流化床

本案例演示利用Rocky DEM+Fluent双向耦合计算流化床问题。

计算结果如图所示。

注：本案例仅为演示，其中所涉及的众多参数需要经过试验标定方可用于真实工程。

1 问题描述

本案例计算的模型如图所示，几何尺寸为长100 mm，宽30 mm，高600 mm。

网格尺寸采用6 mm，生成全六面体计算网格，如图所示。

注：网格不能太密，网格尺寸需大于颗粒尺寸。

2 Fluent设置

以3D、Double Precision模式启动Fluent

读入计算网格

2.1 General设置

采用Transient瞬态计算

激活重力加速度，设置重力加速度为Z轴-9.81 m/s2

2.2 Models设置

选择使用Eulerian多相流模型

采用Stand k-epsilon湍流模型，注意如下图所示激活选项Dispersed

2.3 添加材料

增加材料particle，如下图所示

注：这里材料属性不用管，颗粒的材料参数在Rocky中设置。

2.4 设置相

设置主相为air

设置第二相为particle

注：这里第二相的属性不用管，相间作用也不用管，这些工作都在Rocky中完成。

2.5 边界条件设置

如下图所示，修改边界类型

1、入口设置

如下图所示设置入口气相速度为2.5 m/s

设置入口颗粒相体积分数为

2、出口设置

如下图所示设置出口气相参数

设置出口颗粒相参数

2.6 Methods设置

如下图所示设置求解算法

2.7 初始化计算

采用标准初始化，如下图所示设置参数，确保颗粒体积分数为

2.7 自动保存

如下图所示设置自动保持参数

2.8 设置迭代参数

设置时间步数与时间步长参数，如下图所示

保存cas文件，关闭Fluent

3 Rocky设置

启动Rocky

3.1 读入几何

如下图所示读取几何

删除多余的边界面

如下图所示创建inlet

设置inlet的几何参数，如下图所示

设置结束时间为1 s，如下图所示

创建完毕的inlet如下图所示。

3.2 材料与相互作用

修改颗粒密度为2000 kg/m3

本案例简单起见，材料相互作用采用默认参数

3.3 创建颗粒

如下图所示设置颗粒参数

3.4 创建颗粒入射

如下图所示设置颗粒入射参数

3.5 计算参数

指定计算时间为1.5 s，点击start按钮开始计算

3.6 计算结果

颗粒运动如下图所示

选择菜单File Save Project as…弹出下图所示对话框，选择最后一个选项另存工程文件

4 耦合计算

如下图所示选中节点CFD Coupling，属性框中选择选项Fluent Two Way，弹出对话框中选择前面Fluent中保存的cas文件

如下图所示设置颗粒受力

如下图所示设置Rocky Phase为particle

进入Solver节点，点击按钮Start开始计算

软件会自动启动Fluent并开始耦合计算。

计算时间超长，建议使用GPU计算颗粒，利用CPU计算流场。如果没有好的GPU就当我啥都没说，CPU慢慢等吧。

这里算了个把小时才计算了0.6s，计算结果如下图所示。

注：摸索了好久，Rocky应该给我加鸡腿。这软件连个tutorial都没有，真是难为那帮销售了。