学习汇报

汇报人：吴华帅 日 期： 20120913

主要内容• 1 、 RS 中 PBM 模拟

• 2 、 vavle 中 single phase 模拟

• 3 、 RS 中 single phase 模拟

• 4 、下一步学习计划

Fluent 中 Luo 模型：基于各向同性湍流的假设

破碎，无聚并

Bubble size distribution at outlet,6000rpm, bubbles at inlet are specified as 200um

破碎，有聚并

Bubble size distribution at outlet,6000rpm, bubbles at inlet are specified as 200um

0 100 200 300 400 500 600 700 8000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

bin-

i fra

ctio

n

bubble size (um)

0 100 200 300 400 500 600 700 8000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

bin-

i fra

ctio

n

bubble size (um)

小结• 1 、 Luo 模型由于是基于各向同性湍流假设

之上构建的。

• 2 、经过文献调研，认为 RS 构体中气泡破碎为剪切流中的粘性破碎，因此，需要构建新的破碎核函数。

UDF:breakup kernel

Bubble size distribution at outlet,400rpm, bubbles at inlet are specified as 200um

0 100 200 300 400 500 600 700 8000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

bin-

i fra

ctio

n

bubble size (um)

Breakup probability (viscous force dominated)

Breakup criterion ： /c b crGr Ca

Breakup time ： 2 / ( / )b c b d ct r f

Breakup probability ：

bP

0

/ bt crCa Ca

crCa Ca

( ) bg V P α is an adjustable parameter.

High Pressure Vavle5 Single Phase

压力入口： 300bar , 压力出口： 30bar, 得到速度入口：85m/s

Contour of static pressure

速度入口： 2.77m/s , 压力出口： 30bar, 得到压力入口：30.3bar

Contour of static pressure

RS Single phase 模拟

-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0

10

100

1000

K

p(n)

n-1

Kp(n)

Equation y = a*exp(b*x)

Adj. R-Square 0.99999

Value Standard Error

Kp(n) a 995.00289 0.85032

Kp(n) b 3.15188 0.00569

Ks=23.4

剪切分布的比较

• 非牛顿流体：k=110,n=0.26

• 定义表观粘度为10pa.s

• 1.09rpm ，层流

• 牛顿流体

• 粘度为 μ=10pa.s

• 1.09rpm ，层流

x=0,contours of strain rate非牛顿流体 牛顿流体

y=0,contours of strain rate非牛顿流体 牛顿流体

z=0.072(rotor)contours of strain rate

非牛顿流体 牛顿流体

z=0.074(neither stator nor rotor),contours of strain rate

非牛顿流体 牛顿流体

z=0.078(stator),contours of strain rate

非牛顿流体 牛顿流体

结论1 、在定义的非牛顿流体表观粘度与牛顿流体粘度相同，功耗相同的情况下，在 RS 构体中非牛顿流体的 strain rate 要比牛顿流体的大。

2 、通过三种不同牛顿流体与五种非牛顿流体模拟计算验证了 Metzner and Otto 假设：γ=KsN ，算出 Ks=23.4 。

下一步学习计划1 、学习关于 UDF 的内容，同时修改 breakup kernel ；

2 、进一步解决 Valve5 中单相模拟遇到的问题，之后进入气液两相流模拟；