1、Revision 2.1/1 EDEM-FLUENT教程 : 两相欧拉模拟 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 2 of 10 介绍 该教程描述了如何设置 EDEM Fluent耦合模拟。模型描述了在管道中的矩形交叉。是一个 Eulerian-Eulerian模拟的例子。 此教程默认你已经有对 Fluent使用经验。 Fluent: 建立模型 步骤 1: 建立模型的液相 导入、扫描网格文件 1. 启动 Fluent3D。 2. 选择 File Read Case，选择 intersection_vertical.msh.
2、。单击 OK 导入网格文件。 3. 选择 Grid Scale。确保 B “Grid Was Created In” 单位为 m。显示最大和最小的网格体积 为 8.6e-8 m3 、 1.3e-6 m3。 Lagrangian模型可以用于固体相少于 10%的情况。该例子中固体颗粒体积远大于 10%，因此我们选择使用 Eulerian模型。对于 Eulerian模型，颗粒体积如果大于 50%，那么需要减小 动量和体积分数 (momentum and volume fraction relaxation)。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simula
3、tion Page 3 of 10 设置 General和 Materials 1. 设置 Time为 Transient。 2. 在 z轴方向设置 Gravity to -9.81 m/s2 。 3. 选择 Define Materials。 4. 单击 Fluent Database选择 water-liquid。单击复制并关闭。 设置 Cell Zone Conditions和 Boundary Conditions 1. 选择 Define Cell Zone Conditions。 2. 单击 fluid 设置。 3. 从材料名字的下拉菜单中选择 water-liquid ，单击 O
4、K。 4. 在 Boundary Conditions中选择 velocity-inlet ，点击设置。 5. 设置 Velocity Magnitude to 5 m/s点击 OK。 设置 Models 1. 选择 Define Models Viscous。 2. 选择 k-epsilon单击 OK。 3. 选择 File Write Case保存文件名为 vertical_intersection.cas。 设置 EDEM 1. 在 Fluent菜单栏中选择 EDEM。 2. 单击 New新建一个 EDEM文件。保存为 vertical_intersection.dem。 3. 会自动导
5、入 EDEM软件中，设置单位 meters。 只有壁面从 fluent中导入，速度和出口没有显示出。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 4 of 10 EDEM Creator: 设置模型 步骤 1: 设置模拟中的固相 输入模型题目和描述 模型的题目和描述将出现在 Data Browser窗口。 1. 单击 Globals标签。 2. E输入题目 2-Phase Eulerian 。 设置材料 1. 创建新的材料 particle。设置材料属性如下： 2. 单击 Transfer按钮打开 Material/Intera
6、ctions Transfer对话框 . 3. 从材料数据库中 Transfer steel到 simulation。 4. 设置 material interactions， particle particle和 particle steel，使用默认值。 步骤 2: 定义颗粒 创建颗粒 1. 单击颗粒标签。 2. 单击 + 按钮输入名字 Eulerian particle。 3. 设置半径 2mm。 4. 设置 X 为 -0.5 mm。 5. 单击 +创建一个新的表面。 6. 设置半径为 2mm。 7. 设置 X 为 0.5 mm。 8. 颗粒的材料为 particle。 9. 点击 lc
7、ulate Properties，自动计算出颗粒的质量、体积等属性。 步骤 3:定义几何 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 5 of 10 定义几何材料 1. 打开 Geometry标签。网格已经自动导入到 EDEM中。 2. 更换几何的名字。 3. 在 Details标签中，选择材料为 steel。 创建颗粒工厂几何 在模拟两相流时，颗粒工厂必须在几何体中。如果颗粒工厂在定义域边界（换句话说，z=0）， 颗粒将在边界上面生成，在 EDEM中，这个是没有问题的，然而定义域外，Fluent看到颗粒的截面并且试图发现网格去
8、包含体积。这将会降慢模拟速度。 1. 单击 +按钮 选择 polygon，命名 “factory”。 2. 在 Details中选择 Virtual。 3. 选择 Polygon按钮，设置如下： 步骤 4: 创建颗粒工厂 创建颗粒工厂、设置颗粒工厂类型 1. 点击 Fcatories标签。 2. 点击 +按钮，添加一个新的颗粒工厂。 3. 设置工厂类型为 Dynamic。 4. 选择 Unlimited Particles。 5. 选择速率 to 2.5e3 particles/s。 设置初始条件 1. 在下拉菜单中确定选择 factory 。 2. 选择速度为 linear或者 spray点
9、击设置按钮。 3. 设置速度大大小 z=5m/s。 固相的设置已经完成。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 6 of 10 EDEM求解器（ Simulator） 步骤 1: 设置时间步长和网格 设置时间步长 1. 点击 Simulator标签。 2. 设置时间步长为 39%。 这个能调整时间步长为 8e-5s。 EDEM里面的时间步长与 Fluent里面的时间步长比例一般在 1:1到 100:1之间。 EDEM时间步长不能大于 Fluent的时间步长。 设置 data write-out frequency 1. 设
10、置 write out frequency为 0.01s。 如果有必要按时返回，从一点重新进行模拟，自动保存 case和 data必须在 fluent选择。 设置网格 1. 设置网格尺寸为 3.5 Rmin。这将生成约 60,000 网格。 跟踪碰撞 1. 标记 Track Collisions 。 Fluent: 完成剩余步骤、模拟 步骤 1: 设置耦合方法 选择耦合方法，设置 sample points大小和 松弛因子 。 设置 2-phase模拟 1. 选择 Eulerian作为耦合方法。 2. 选择 fluid 。 在这个模拟中，仅有一个液相 fluid.。较复杂的模型会有不止一个液相
11、区域；只有那些含有颗粒的液相区域需要与 EDEM耦合。每一步， fluent模拟结束进入到EDEM中模拟，所有相关的数据传递到 EDEM中。减少链接区域的个数，减少数据在俩个 软件之间的传输，从而提高仿真速度。 3. 设置 sample points为 10。 如果 sample points为 10， 一个大的颗粒可以在 10个网格中传输。增加 sample points的大小，增加了模拟的稳定性但是减少了速度。 4. 设置 momentum (MTM) under-relaxation为 0.7。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulat
12、ion Page 7 of 10 减少松弛因子增加了模拟的稳定并且更加容易收敛。然而可能会使用到更多的迭代来实现收敛 。 5. 设置 volume under-relaxation为 0.6。 6. 点击 OK。 初始化、设置文件选项 1. 初始化。 a) 选择 Solve Initialize Initialize。 b) 选择 Compute from Inlet, 单击 Init t。 2. 设置 autosave case and data option为 25。 a) 选择 File Write autosave。 b) 设置为 25。时间步长为 2e-3 s，即数据文件每隔 0.0
13、5s保存一次。 3. 点击 File Write Case & Data保存 case(.cas)和 data (.dat)文件。 .dat文件包含了在 0s点的几何、边界条件和其他液相（固相）信息。这个文件包含了几何、边界条件和其他仿真参数。 在仿真过程中， case和 data自动保存， EDEM的文件也自动保存。 在 Fluent设置时间 1. 选择 Solve Iterate，设置时间步长为 2e-3. 。这个味 EDEM的时间步长的 25倍。 2. 设置时间步数为 500步。也就是说仿真一共进行 1s。 3. 设置每个时间步长的迭代步数为 60.对于 Eulerian-Euleria
14、n仿真，步数为 50-200。 4. 选择 Iterate开始模拟仿真。 EDEM将会自动运行。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 8 of 10 EDEM Analyst: 后处理 步骤 1:创建图片 创建一个关于颗粒 -颗粒速度的直方图 1. 点击 Analyst。 2. 点击 3. 在直方图标签中，设置元素选项如下： 4. 在 X-axis标签： a. 设置 Attribute 为 Relative Velocity。 5. 在 Y-axis 标签： a. 设置 Primary Attribute为 Number
15、 of Collisions。 b. 设置 Component 为 Total。 6. 点击 Create Graph按钮。一旦 EDEM完成生产图片数据，直方图将显示出来。创建颗粒 -几何体碰撞直方图 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 9 of 10 1. 在直方图标签中，设置 Select Element选项如下： 2. 在 X-axis标签： a. 设置 Attribute为 Relative Velocity。 b. 设置 Component为 Magnitude。 3. 在 Y-axis标签： c. 设置 P
16、rimary Attribute为 Number of Collisions。 d. 设置 Component为 Total。 4. 单击 Create Graph按钮。一旦 EDEM完成生产图片数据，直方图将显示出来。 EDEM-FLUENT Tutorial: 2-Phase Eulerian Simulation Page 10 of 10 创建几何体受到总力的直方图、 1. 选择 Line Graph标签。 2. 设置 Select Element如下： 3. 在 X-axis标签中，设置 Number of Intervals为 50。 4. 在 Y-axis 标签中： e. 设置 Primary Attribute为 Total Force。 f. 设置 Component为 Magnitude Total。 5. 单击 Create Graph按钮。一旦 EDEM完成生产图片数据，直方图将显示出来。 当分析破碎颗粒时，颗粒 -颗粒碰撞数据可以 使用。几何体上面的总力常用语磨损计算。 所有数据可以以图片形式显示，如上面所示或者以 text格式导出。
