
“Fluent颗粒流模型研究:从DPM到PBM的模拟与应用”
# Fluent 中颗粒流模拟的多面手
在CFD(计算流体动力学)领域,Fluent 可谓是一款应用广泛的软件,尤其是在处理颗粒流问题上,
有着多种实用的模型可供选择。今天咱们就来唠唠 Fluent 的颗粒流那些事儿。
## 稀疏颗粒:DPM 模型的主场
对于稀疏颗粒的情况,DPM(离散相模型)是个不错的解决方案。简单来说,当颗粒之间的相互作用相
对较弱,每个颗粒都能“自由地”在流体中运动时,DPM 模型就派上用场了。
比如在模拟烟囱排放的少量灰尘颗粒在大气中的扩散,这些灰尘颗粒彼此间距较大,相互影响较小
,DPM 模型就能很好地刻画它们的运动轨迹。在 Fluent 中使用 DPM 模型,核心代码片段大概长这样(以
下代码为示意,非完整可运行代码):
```cpp
// 定义颗粒属性
DEFINE_PROPERTY(diameter, cell, thread) {
return 1e-6; // 假设颗粒直径为 1 微米
}
// 定义颗粒初始速度
DEFINE_PROFILE(inlet_velocity, thread, position) {
face_t f;
begin_f_loop(f, thread) {
F_PROFILE(f, thread, position) = 1.0; // 假设入口速度为 1m/s
}
end_f_loop(f, thread)
}
```
上述代码中,`DEFINE_PROPERTY` 宏定义了颗粒的直径属性,`DEFINE_PROFILE` 宏则定义了颗粒
入口处的速度。通过这些设置,就为 DPM 模型模拟颗粒运动奠定了基础。
## 颗粒碰撞行为:欧拉颗粒流模型的舞台
要是不考虑颗粒碰撞变形,但又得考虑颗粒之间的碰撞行为,欧拉颗粒流模型就闪亮登场了。它将
颗粒相视为连续介质,与流体相类似地进行处理,这样就能较好地捕捉颗粒间的碰撞效果。
想象一下在一个流化床中,虽然颗粒之间会相互碰撞,但每个颗粒本身变形极小可以忽略不计,欧
拉颗粒流模型就能很好地模拟这种场景。在 Fluent 中启用欧拉颗粒流模型,关键设置可能像这样: