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Rocky DEM+Fluent单向耦合计算

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2月前浏览11938

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了Rocky DEM软件与ANSYS的亲密关系,以及如何利用Rocky DEM与Fluent进行耦合计算。文章以简单的案例描述了利用Rocky DEM与Fluent耦合计算的过程,包括非耦合计算、创建材料、创建颗粒、创建粒子注入、开始计算等步骤。单向耦合计算意味着颗粒在流体作用下运动,而颗粒并不对流体流场产生影响。单向耦合需要先在Fluent中计算流程,Fluent中设置的计算条件包括读取网格文件、采用Realizable k-epsilon湍流模型、重力加速度、流体密度、流体粘度、入口速度等。单向耦合计算完毕后,计算完毕后保存cas及dat文件,并输出rocky文件。最后,打开Rocky DEM,读取PIPE.rocky30,选择菜单File → Save project as…另存为工程pipe_couple.rocky30,选择节点CFD Coupling,下方属性窗口中设置Coupling Mode为Fluent One Way Steady State,在自动打开的文件选择对话框中选择文件fluent_for_rocky.f2r,选择Solver节点,点击按钮Start Simulation开始计算。

Rocky DEM是一款离散元计算软件,用于颗粒流计算。该软件与ANSYS关系亲密,可以很方便地实现与Fluent耦合计算 。本文以简单的案例描述利用Rocky DEM与Fluent耦合计算过程。

1 案例描述

耦合计算结果如下图所示。

1.gif

颗粒初始速度1 m/s注入计算区域,流体入口速度5 m/s,重力加速度方向竖直向下。当不通入流体时,颗粒在初始速度作用下会上升一段距离,之后在重力加速度的作用下掉下来。上图所示为流体驱动下固体颗粒的运动,可以看出大部分的固体颗粒可以被流体带至出口。

2.jpg

2 非耦合计算

启动Rocky DEM

保存工程文件为pipe。

点击节点Physics,如下图所示设置重力加速度Z方向-9.81 m/s2

3.jpg

2.1 导入几何模型

右键选择节点Geometries,点击弹出菜单项Import → Custom Geometry打开文件选择对话框

4.jpg

如下图所示选择打开文件intersection_vertical.cas

5.jpg

注:Rocky DEM可以导入多种格式文件,如stl几何文件以及Fluent类型的cas与msh文件。

如下图所示选择几何尺寸单位,点击OK按钮导入模型

6.jpg

如下图所示,删除多余的几何面inlet<01>及outlet<01>

7.jpg

如下图所示,在图形窗口中显示几何模型

8.jpg

几何模型如下图所示。

9.jpg

如下图所示创建inlet,该inlet用于颗粒注入

10.jpg

选择节点inlet<01>,下方属性窗口如下图所示设置

11.jpg

如下图所示设置颗粒入射速度为1 m/s

12.jpg

2.2 创建材料

如下图所示操作创建新材料

13.jpg

如下图所示,修改材料名称为particle,并设置其密度为1200 kg/m3

14.jpg

2.3 创建颗粒

如下图所示,新建颗粒

15.jpg

如下图所示,设置颗粒材料为partilce,并设置颗粒粒径为4 mm

16.jpg

2.4 创建粒子注入

如下图所示,创建颗粒入射

17.jpg

如图所示,设置颗粒入射位置为Inlet<01>,并设置颗粒为Particle<1>,设置其质量流量为50 g/s

18.jpg

2.5 开始计算

如下图所示,设置计算时间为5 s,输出频率为0.005 s

19.jpg

切换至标签页General Settings,设置并行CPU数量,点击按钮Start Simulation

20.jpg

注:官方宣传使用GPU效率更高,然而本机上只有一台破卡卓K4200,计算起来完全不给力。

颗粒运动轨迹如下图所示(截取一段时间)。

21.gif

3 单向耦合计算

单向耦合计算意味着颗粒在流体作用下运动,而颗粒并不对流体流场产生影响。单向耦合需要先在Fluent中计算流程。

Fluent中设置的计算条件包括:

读取网格文件intersection_vertical.msh

采用Realizable k-epsilon湍流模型

重力加速度:[0 0 -9.81]

流体密度:1000 kg/m3

流体粘度:0.001 kg/m-s

入口速度:5 m/s

具体设置过程这里就不详细描述了。

Fluent计算完毕后,计算完毕后保存cas及dat文件,并如下图所示输出rocky文件。

22.jpg

输出完毕后在当前路径下生成了一大堆文件,如下图所示。

23.jpg

打开Rocky DEM,读取PIPE.rocky30,选择菜单File → Save project as…另存为工程pipe_couple.rocky30

24.jpg

选择节点CFD Coupling,下方属性窗口中设置Coupling Mode为Fluent One Way Steady State,在自动打开的文件选择对话框中选择文件fluent_for_rocky.f2r

25.jpg

选择Solver节点,点击按钮Start Simulation开始计算

26.jpg

颗粒轨迹如下图所示。

27.gif

本案例仅为尝试,软件可以在网上自行搜索。目前Rocky DEM只找到了3.11版本,只能与Fluent 17.2以下版本耦合。本案例仅为单向耦合,利用Rocky DEM也能够很方便地与Fluent实现双向耦合,以后有时间再更新。话说这软件资料可真少。

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首次发布时间:2019-07-25
最近编辑:2月前
CFD之道
博士 | 教师 探讨CFD职场生活,闲谈CFD里外
获赞 2473粉丝 10572文章 667课程 27
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7条评论
H.J.Quan
签名征集中
2月前
单向耦合fluent可以用vof模型吗,昨天试了一下提示在执行脚本命令时出错了,多相流模型里的主相液体没有对应的附加变量
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CFD er
无惧无畏
1年前
为什么我一点输出数据到Rocky就闪退
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长乐未央
签名征集中
2年前
我按照你的设置做,结果跟你展示的完全不同
回复
俾斯麦上的奥斯卡
不能改变无法预知的未来
3年前
谢谢分享
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别说等等
签名征集中
3年前
谢谢分享
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仿真秀0929094403
签名征集中
4年前
rocky安装好了后,ansys要进行什么设置吗?我rocky可以用,但是fluent里面找不到输出rocky参数这一项,请指点
回复 2条回复
mmmk
签名征集中
4年前
谢谢分享,这款软件的资料确实很少
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