万博Ansys si impegna在modo che gli studenti di oggi abbiano successo, fornendogli il software gratuito di simulazione ingegneristica。
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万博Ansys的博客
2019年9月11日
这个世界充满了粒子与流体的相互作用和流动。从片剂涂层,真空吸尘器和管道侵蚀,工程师需要研究这些应用,以确保他们的产品是优化的。万博网
传统的计算流体动力学(CFD)和离散元方法(DEM)软件假设粒子是球形的,这是一个挑战。世界很少有如此完美的。
粒子输运的模拟
管子可以用来评估侵蚀程度。
当工程师需要评估非球形颗粒-流体相互作用时,他们可以通过使用耦合CFD和DEM来创建多物理场模拟万博Ansys流利而且岩石民主党,从万博Ansys渠道合作伙伴ess.
耦合CFD-DEM模型有两种方法:使用单向通信或双向通信。
仿真显示了涂层的药效学
当热空气注入系统时,药片会变干
单向CFD-DEM耦合通常用于模拟稀流。在这种方法中,流场影响颗粒流动,但颗粒不影响流体流动。
在模拟密集流动时,采用双向CFD-DEM耦合。在这种情况下,流体流动影响颗粒的运动,而颗粒反过来又影响流体的运动。
在这两种方法中,所有的粒子都由一个使用拉格朗日方法的DEM求解器跟踪。DEM求解器明确地解决了控制粒子运动(平动和旋转)和能量平衡的方程。作为CFD-DEM耦合的一部分,这些方程考虑了流体施加在每个粒子上的合力和扭矩。
在双向耦合中,CFD和DEM之间的信息交换是双向的。Rocky DEM利用Ansys Fluent计算的压力和流体速度计算颗粒相体积分数以及颗粒万博与流体相之间的动量和能量交换。然后将这些值传输到CFD求解器,以便更新压力和流体速度。对于每个时间步骤,这种双向信息交换继续进行,直到收敛。
耦合Fluent和Rocky DEM的主要优势是,工程师可以准确地进行粒子具有独特的非球形形状的模拟。这些模拟能够更好地预测真实世界的行为,因为Rocky DEM的精确形状表示,结合它的定律来计算粒子上的流体力。
工程师可以建模各种形状,包括:
CFD-DEM模拟显示
药片怎么用
自定义形状,是涂层
类似地,工程师可以使用Rocky DEM的粘附模型之一来模拟粘合剂和内聚性材料。
此外,由于DEM求解器跟踪每个单独的粒子,在域内有一个完整的粒子运动历史。例如,Rocky DEM可以跟踪粒子:
当Rocky DEM的后处理工具集处理这些粒子历史时,工程师可以从耦合的CFD-DEM模拟中提取高水平的信息。这些信息提供了对应用程序问题的洞察,并最终减少了开发成本和上市时间。
对于有大量粒子的模拟,Rocky DEM可以结合多个图形处理单元(gpu)的处理能力。这意味着工程师还可以将多个gpu的处理能力与Fluent的分布式并行处理能力相结合,从而显著缩短CFD-DEM模拟的周转时间。
当将Rocky DEM与Fluent结合时,正在进行CFD-DEM模拟的工程师将可以访问Rocky DEM的所有功能。
CFD-DEM模拟可用于研究各种工业和商业应用。
例如,CFD-DEM可以模拟涂装设备。在这种应用中,球形颗粒在从底部流动的空气中流化。然后这些球形粒子相互碰撞,使环状粒子悬浮。这种模拟有助于工程师预测环不会悬浮,而是会落在进气口附近的情况。当这种情况发生时,这些环会阻塞气体流动,使床层坍塌。
仿真显示了环是如何成形的
颗粒悬浮在流化床中
CFD-DEM耦合模拟还可以模拟用于清理宠物毛发的旋风吸尘器。可以使用Fluent和Rocky DEM的柔性纤维粒子模型之间的单向耦合来模拟旋风中发丝的运动。该模拟可用于概念设备测试,从而减少了物理实验室测试的数量-最大限度地减少了开发时间和成本。
基于CFD-DEM的模拟
比斯尔旋风吸尘器
药物片剂涂层设备可以使用双向CFD-DEM耦合、多域和非保形移动网格建模。自定义颗粒形状可用于准确预测片剂温度,因为热风在设备内流动。该模拟使工程师能够预测不同操作条件下颗粒的停留时间和温度分布。
一种平板涂布装置的模拟
管道侵蚀也可以使用CFD-DEM耦合进行建模。在这种油气应用中,当管道弯曲时,流动中的沉积物会撞击管道。阻力是根据每个颗粒的形状、与流动的对齐以及与管道表面的相互作用来计算的。该模拟可用于确定管道中容易磨损的区域。
管道侵蚀模拟
这些耦合的CFD-DEM模拟为工程师提供了优化、预测和设计相关设备和工艺所需的理解。如果您想学习如何建模CFD-DEM模拟,请观看网络研讨会岩石DEM的颗粒建模或在我们的网站上观看其中一场网络研讨会万博Ansys Rocky系列网络研讨会.
我们在这里回答你的问题,期待与你交谈。我们Ansys销售团队的一名成员万博将很快与您联系。