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[分析实例] 平板间油墨转移Fluent仿真

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发表于 2013-5-3 16:42:50 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
本帖最后由 coolwolf0100 于 2013-5-14 09:09 编辑

帖子来源:http://forum.simwe.com/thread-1076652-1-1.html
里面有背景说明。

下面是我仿真的结果,由于制作gif时间长度有限制,截取了最后的10S钟。


游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复


这个是一个非常典型VOF多相流问题,难点应该在如何确定材料的物性的上,但这又是现成的东西,所以这么一说就没有难点了哈。

总结几点经验吧:

首先是网格,因为油墨的自由液面是随时间发生变化的,所以在有油墨的整个区域内,都应该适当的加密。

因为模型具有对称的特性,这里选择了模型的一半。
在网格准备里,还有一点。文献中使用的方法是计算域的初始化,简单说就是把油墨初始时刻所占的计算域单独拿出来,初始化的时候是将这个计算域初始化为油墨,之外的计算域为空气,这种方法就需要我们创建的模型足够精确。我使用的方法是用udf初始化,也就是说整个模型在同一个计算域下面,这样,加密的区域不必太过精确,大体把油墨区域包围就可以了。

其次是fluent模型的设置,因为不涉及湍流问题,所以湍流模型就不必打开了。我们把vof模型打开就够了。

如果是用文献里面捕捉自由液面的方法,我们需要把level set 打开,还有如果涉及到重力选项的话,我们需要把implicit body force选项打开。上面图片的这个界面是我初始调试的一个界面,没有打开太多的设置,比较简单。

接下来是添加材料,这个不用多说,按照文献里面的参数给定就好。

对于油墨和空气的interaction,我们需要指定表面张力,并且要考虑壁面接触角的影响。相应的设置如下图所示

要把wall adjacent选项打开,这样在wall边界上就可以设置接触角了。

在上壁面和下壁面上,有关于接触角的设置,我这里全部设置为45度,

右面边界设置为对称面,左侧边界设置为压力入口,压力值给定为0即可(大气压力)。
回流条件给定为回流只有空气,既油墨的回流量为0.

操作条件的指定:



接下来,动网格的设置。
这里的网格运动形式比较简单,在结合我们使用的四边形网格,所以这里可以使用layering选项进行动网格设置。指定动网格的方法有很多,可以使用udf,也可以使用分布式文件。


不要忘了给定网格的高度


下面就是求解器的选择了,因为我个人用cfx用的比较多,所以比较喜欢couple求解器,设置起来也比较顺手。这个case我用的couple求解器,其它的没有比较。


在求解控制里,刚开始不要给太大的库郎数,把松弛因子调的小一些,如果收敛的比较好,可以适当的放大这些值。

接下来的工作就是初始化了,我们使用的udf初始化

         begin_c_loop(c,t)
           {
              C_CENTROID(xc,c,thread_name);
              if (((xc[0]-x0)*(xc[0]-x0)+(xc[1]-y0)*(xc[1]-y0)<R*R)||(xc[0]<-CF))
                C_VOF(c,t) = 0.;
              else
                C_VOF(c,t) = 1.;
           }
         end_c_loop(c,t)

把油墨区域的单元初始化为油墨,其它区域为0即可。
不要忘了把初始化的宏勾上。



另外还有一点关于制作动画的,按照下面的顺序





不要忘了第6步的操作,点击以下set命令,这个容易被忽略。

要制作动画,进入后处理模块,按照下面的顺序来就ok


剩下的工作就是计算了。




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评分

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发表于 2013-5-3 21:50:06 | 显示全部楼层 来自 武汉大学工学部
Simdroid开发平台
貌似我看不了隐藏的内容……只能看到GIF图片。可以发我么1293709445@qq.com
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 楼主| 发表于 2013-5-4 07:25:50 | 显示全部楼层 来自 北京
凝ziyan 发表于 2013-5-3 21:50
貌似我看不了隐藏的内容……只能看到GIF图片。可以发我么

我给你发过去了,我用14.5调试的,你试试
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发表于 2013-5-4 09:42:31 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
coolwolf0100 发表于 2013-5-4 07:25
我给你发过去了,我用14.5调试的,你试试

谢谢。收到了。我用的6.3,难怪打不开。
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发表于 2013-5-4 09:44:26 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
coolwolf0100 发表于 2013-5-4 07:25
我给你发过去了,我用14.5调试的,你试试

谢谢。收到了。我用的6.3,难怪打不开。
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发表于 2013-5-4 19:47:23 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
有斑竹出马肯定能解决了,感觉咱们fluent这块的大牛还是不少,ansys板块人少点。
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发表于 2013-5-5 00:48:16 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
求教程……
想问下那个Gambit中的两版的边和边界条件是什么样的?网格?如果要计算转移率的话是不是还要写UDF呢?校园网的速度实在是太可怕了,不晓得何年何月才能下好14.5打开cas……如果要改变接触角是不是一定要重画网格?

研究表明拉丝断裂后中间会有小液滴产生,称卫星液滴。
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发表于 2013-5-5 01:06:36 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
allander 发表于 2013-5-4 19:47
有斑竹出马肯定能解决了,感觉咱们fluent这块的大牛还是不少,ansys板块人少点。 ...

ANSYS14.5用起来是不是和Fluet6.3很不一样啊?版主貌似用ANSYS做的,我才刚学Fluent。
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 楼主| 发表于 2013-5-5 07:36:03 | 显示全部楼层 来自 北京
凝ziyan 发表于 2013-5-5 01:06
ANSYS14.5用起来是不是和Fluet6.3很不一样啊?版主貌似用ANSYS做的,我才刚学Fluent。 ...

一样的用,只是界面不太一样。我这个是按着你的文章里面做的,那个卫星液滴确实没有模拟出来,另外,文献里面考虑重力项了吗?我看他设置为0了,实际是否要考虑呢
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发表于 2013-5-5 09:34:32 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
在不同实验里面,G有取0,也有取10的;计算了转移率与接触角、张力、粘度、速度等的关系。甚至还研究了拉丝最细处的宽度和位置随变量的变化!感觉要编好多程序。我后来加的那个英文文献截图你看了么?里面是最新2010年末的模拟研究的设置。
那个你的cas还没能打开。里面初始化、油墨运动貌似都是用C做的?初始化不能直接设置么?
可不可以先把重要的设置(与最简单的射流VOF模型运用参数不同的地方)介绍一下?用的是Dynamic Mesh么?mesh文件可以发一下么
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 楼主| 发表于 2013-5-5 09:51:49 | 显示全部楼层 来自 北京
凝ziyan 发表于 2013-5-5 09:34
在不同实验里面,G有取0,也有取10的;计算了转移率与接触角、张力、粘度、速度等的关系。甚至还研究了拉丝 ...

周一的时候把文件发给你,顺便把思路在这里写一下。这个问题的关键部分其实就是初始化设置
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发表于 2013-5-5 10:38:40 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
看一下,怎么回事
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发表于 2013-5-5 11:18:58 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
我也关注下~
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发表于 2013-5-5 11:21:53 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
coolwolf0100 发表于 2013-5-5 09:51
周一的时候把文件发给你,顺便把思路在这里写一下。这个问题的关键部分其实就是初始化设置 ...

呵呵。静候
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发表于 2013-5-5 20:50:11 | 显示全部楼层 来自 广东广州
学习一下  
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发表于 2013-5-6 23:09:00 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
求教程。最好先说下Gambit中的边界问题
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发表于 2013-5-13 23:06:11 | 显示全部楼层 来自 武汉大学工学部
再次求教程啊。。。。。有人说画网格的时候只画个框框,然后再Fluent里面patch?
Fluent中过程是什么样的啊?可不可以仔细点
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 楼主| 发表于 2013-5-14 09:11:29 | 显示全部楼层 来自 中国
凝ziyan 发表于 2013-5-13 23:06
再次求教程啊。。。。。有人说画网格的时候只画个框框,然后再Fluent里面patch?
Fluent中过程是什么样的啊 ...

这个方法就是把油墨的计算域单独拿出来,先对整个计算域初始化,然后在对油墨的计算域追加初始化。思路就是:把整个计算域初始化为空气,然后单独拿出油墨计算域,初始化为油墨。
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发表于 2013-5-17 19:44:03 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
谢谢。我来试试。
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发表于 2013-5-21 11:15:23 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
好东西,学习学习。。。
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