آموزش شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل

آموزش شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل


500,000 تومان

آخرین بروزرسانی : 30 آذر, 1400

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.


تمامی محصولات شامل فایل های Geometry و Mesh بوده و آموزش محصولات به صورت یک جلسه آنلاین یک ساعته خواهد بود.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. جریان آب با فشارنسبی برابر با 100000 پاسکال و دمای برابر با 288.15 کلوین به صورت عمودی از بالای یک ستون قائم وارد می شود و در بخش انتهایی ستون، وارد یک محیط متخلخل می شود. این محیط متخلخل از جنس آلومینیوم بوده و دارای ضریب تخلخل (نسبت حجم حفره ها یا فضای خالی به حجم کل) برابر با 0.6 می باشد. مدل به صورت دو قسمتی طراحی شده است؛ به طوری که در قسمت بالایی ستون، ذرات محلول در آب قرار دارد و در قسمت پایینی ستون، محل قرارگیری محیط متخلخل است. در حالت ابتدایی، محلولی با کسر حجمی 0.185 از ذرات درون آب وجود دارد. با ورود جریان آب از بالای ستون مورد نظر و اعمال فشار به مخلوط موجود درون ستون و عبور از حفره های محیط متخلخل، ذرات محلول از جریان آب جداسازی می شوند. از آنجایی که در این پروژه، دو فاز با یکدیگر مخلوط می شوند، باید یک جریان چندفازی تعریف گردد. بنابراین در شبیه سازی حاضر، از مدل چندفازی (multiphase) استفاده شده است؛ به طوری که فاز اولیه آن، آب مایع و فاز ثانویه آن، ذرات محلول در جریان آب (sludge) تعریف شده است. فاز ثانویه بدین ترتیب تعریف شده است که دارای چگالی برابر با 2400 kg.m-3 و ظرفیت حرارتی مخصوص برابر با 4180 j.kg-1.K-1 و رسانایی حرارتی برابر با 0.0454 W.m-1.K-1 و ویسکوزیته آن براساس power law می باشد. برای تعریف مدل چندفازی، از مدل eulerian استفاده شده است. این مدل به عنوان پیچیده ترین مدل چندفازی نرم افزار شناخته می شود و می تواند مجموعه ای از معادلات مومنتوم و انرژی را برای هر یک از فازها به صورت جداگانه حل نماید. مدل چندفازی اویلرین برای شبیه سازی مواردی مانند جریان های حبابی، جریان های قطره ای، بالا برنده های عمودی، سیکلون ها، بسترهای سیالاتی، ستون های حبابی، جریان های دوغابی، پدیده رسوب گذاری و پدیده تعلیق ذرات دارای کاربرد می باشد.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل به صورت یک ستون به ارتفاع 0.08 متر و عرض 0.0125 متر طراحی شده است. ناحیه محاسباتی به دو قسمت تقسیم شده است؛ به طوری که بخش پایین ستون مربوط به محیط متخلخل می باشد. همچنین به دلیل ساختار متقارن هندسه مدل، فقط نیمی از آن ترسیم شده است و از یک شرط مرزی تقارنی استفاده شده است.

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت سازمان یافته انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 572852 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت ناپایا (unsteady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله در نظر گرفته شده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل لحاظ شده است و مقدار شتاب گرانشی معادل با 9.81- m.s-2 در راستای قائم تعریف شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار مخلوط، سرعت فاز اولیه، دمای فاز اولیه، کسر حجمی فاز اولیه، سرعت فاز ثانویه، دمای فاز ثانویه و کسر حجمی فاز ثانویه به دست آمده است. از تصاویر نتایج مشخص می شود که وقتی جریان آب درون ستون به سمت پایین حرکت می کند، جریان مخلوط به سمت محیط متخلخل حرکت می کند. رفتار مخلوط نشان می دهد که ذرات محلول در آب از محیط متخلخل عبور نمی کنند و فقط جریان آب عبور می یابد و درنتیجه، جداسازی ذرات محلول از جریان آب صورت می گیرد. لازم به ذکر است که با توجه به هندسه متقارن مدل، کانتورها براساس محور تقارن به صورت کامل نشان داده شده اند.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان چندفازی درون محیط متخلخل”