Simcenter STAR-CCM+ Mixing Vessel Workflow(一)

 

Simcenter STAR-CCM+ Mixing Vessel Workflow (以下简称Mixing Vessel Workflow”)是一种搅拌容器混合工具,它提供了一种简化和集成的方法来模拟混合过程——从设置到最终解决方案。该工具是Simcenter STAR-CCM+的插件。

img1

混合的发生是由于两个或两个以上分离的组分的随机分布。有效和高效的混合在许多行业中都很重要。例如:

l                      石油:将可混溶添加剂混合到燃料中

l                      酿造:发酵过程中在酿酒壶中分散气体

l                      陶瓷:保持粘土悬浮

l                      水处理:化学物质快速混合

流体的平均速度对混合时间有显著影响,混合时间是将各组分混合到95%均匀性所需的时间。通过在混合容器中使用叶轮诱导运动来增加组分的搅拌,可以减少混合时间。然而,搅拌的最佳水平取决于应用程度

Mixing Vessel Workflow允许用户模拟混合场景,目的是减少混合时间:

l                      在液体中分散悬浮的固体或气体

l                      混合两种或两种以上的液体

l                      稳定悬浮物(使悬浮物从悬浮物中脱落

目前,Mixing Vessel Workflow不能模拟混合组件参与化学反应或物理状态变化的混合场景。该工具使用自动化设置流程,快速且完整的引导用户在仿真流程的每一个环节设置输入量。Mixing Vessel Workflow还可以自动执行后处理工作,即使没有CFD工具也可以使用。使用Mixing Vessel Workflow可以直接不同工况下的混合操作,帮助用户在设计阶段找到最佳方案,节省时间和材料浪费的比例;减少不必要的浪费将带来非常显著的经济效益。Mixing Vessel Workflow的具体使用流程包含以下几步:

CAD Operations

用户无需手动创建复杂的混合容器CAD模型,Mixing Vessel Workflow包含常用预设模型,指导用户通过基本步骤来定义混合容器的几何形状,并在一个窗口中可视化的显示。在STAR-CCM+中自动创建对应的几何,且这个模型是参数化建模,可进行参数优化。可以自动创建的组件包括:

l                      Mixing Vessel tank

l                      Baffles

l                      Impellers

l                      Heating Coil

img2img3

Mesh Settings

Mixing Vessel Workflow中输入最少的基本参数,以创建适当的细化和详细的多面体或裁剪网格,每次更改设计参数,都需要点击“Mesh Now”,STAR-CCM+中会自动重新生成网格网格的大小是通过滑条设置的,无需人工指定具体数值,简单易用。

img4

Time Domain Settings

时间域的设置要充分考虑分析类型和模型的兼容性,该设置会更新STAR-CCM+中的物理模型,下表工参考:

img5

System Settings

系统设置指定叶轮的转速、旋转方向,容器内液体的初始条件,指定物理模型。如何做稳态计算,则只能指定单相流。

img6

Fluid Settings

上述步骤完成之后,系统设计选项被激活,我们首先完成流体的选择。默认为单向流,考虑多相流需要增加流体类型,且指定初始比例;允许增加固体颗粒,需要指定初始质量分数。

img7

Show Preliminary Analysis

显示基本分析对话框中,检查初步参数。这些参数是根据行业标准解析表达式自动计算的。

img8

Prepare Post Processing

准备后处理对话框允许用户选择在运行模拟时创建哪些情节、报告和场景。可以使用箭头按钮选择或取消选择所需的输出。用户可以使用跟踪器和探针来可视化颗粒的运动或混合模拟过程中流体的一般流动模式。

l                      单击设置跟踪程序将显示被动跟踪程序注入选项对话框,该对话框允许用户设置跟踪程序。

l                      单击设置探测将显示监视器探测选项对话框,该对话框允许您设置探测。

img9

img10

 

以上就是使用Mixing Vessel Workflow的基本步骤,设置完成后会在STAR-CCM+主界面中生成对应模型,用户可以根据需要增加或者修改参数,然后直接执行运算。下一期我们将进行实际操作。

2020年8月10日 15:21
浏览量:0
收藏