旋风分开器的建模及fluent模拟

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Gambit建模部分

本次模拟为一旋风分开器，具体设置尺寸见建模过程，用空气作为材料模拟流场。为便利图形截取，开始先设置界面为白色窗体，依次点击“Edit〞，“Defaults〞，“GRAPHICS〞，选择“WINDOWS_BACKGROUND_COLOR〞设置为“White〞，点击Modify。关闭对话框。

一．利用Gambit建立几何模型

1.双击开启Gambit2.4.6，2.先创立椭圆柱

依次点击“Operation〞下的“Geometry〞创立体“Volume〞，点击“CreateRealFrustum〞，输入数据基于Z轴正方向创立“height475；radius136.25；radius395〞，点击Apply，生产椭圆柱体。如图1-1，图1-2。

图1-1椭圆柱设置对话框

图1-2椭圆柱生成图

3.创立圆柱体

再次利用创立椭圆柱按钮，输入数据基于Z轴正方向创立“height285；radius195；radius395〞，点击Apply。

移动刚刚创立的圆柱体，依次点击“Geometry〞，“Volume〞，点击“Move/copy〞，选择刚刚创立的圆柱体，点击“Move——>Translate〞，输入移动的数据“X=0，Y=0，Z=475〞，并选择ConnectedGeometry，点击Apply。如图1-3，1-4所示。

图1-3圆柱体移动设置对话框

图1-4圆柱体生成图

图1-5生成小圆柱体

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同样的方法创立小圆柱体，输入数据基于Z轴正方向创立“height150；radius132；radius332〞，点击Apply。

同样的方式移动小圆柱体，点击“Move——>Translate〞，输入移动的数据“X=0，Y=0，Z=665〞，不选择ConnectedGeometry，点击Apply。如图1-5，图1-6，图1-7所示。

图1-6小圆柱体移动命令对话框

图1-7小圆柱体移动生成图图1-8实体图

显示实体图，如图1-8。

4.将小圆柱体进行分割，分成上下两个圆柱面，点击“SplitVolume〞，选择被分割的圆柱体Volume2，选择下部组合体为分割体，点击“Bidirectional和connected〞，点击Apply。删除Volume3。如图1-9，图1-10所示。

图1-9实体分割命令对话框

图1-10生成实体图

5.创立旋风分开器进风口，点击依次点击“Geometry〞，“Volume〞，“createrealbrick〞，基于中心，输入数据“width140，depth38，height95〞，点击Apply。如图1-11，图1-12所示。

移动矩形风口，依次点击“Geometry〞，“Volume〞，“Move/copyVolumes〞，选择“Move——>Translate〞，输入“X=70，Y=-76，Z=712.5〞，点击Apply。如图1-13所示。

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将矩形与旋风分开器体使用布尔运算合为一体，依次点击“Geometry〞，“Volume〞，“UniteRealVolume〞。

图1-11创立长方体命令对话框

图1-12生成长方体图图1-13移动长方体图

6.创立分割圆柱体，基于Z轴正方向，输入圆柱体尺寸“height1000，radius195，radius395〞，点击Apply。如图1-14所示。

分割旋风分开器主体，点击“Geometry〞，“Volume〞，“SplitVolume〞，选择被分割体旋风分开器主体，选择分割体刚刚创立的大圆柱体，选择连接“connected〞，点击Apply。

则旋风分开器上部进风口与本体分成相连的两部分。

图1-14创立分割体图

图1-15创立分割面图图1-16分割命令对话框

7.创立矩形分割面。直接点击“Geometry〞，“face〞，“createRealRectangularFace〞，基于Z轴正方向，输入矩形面尺寸“Width400，Height400〞，点击Apply。

移动刚刚生成的面，点击“Geometry〞，“face〞，“Move/CopyFace〞，选择“Move——>Translate〞，输入“X=0，Y=0，Z=665〞，点击Apply。如图1-15所示。

利用刚刚生成的分割面分割旋风分开器柱体上半部分。点击“Geometry〞，“Volume〞，“SplitVolume〞，选择被分割体，选择刚刚建立的分割面，点击Apply。如图1-16。至此生成了几何模型。如图1-17所示

。图1-17实体模型

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二．划分实体网格

1.划分进风口位置网格。

依次单击Operation下的“Mesh〞，“Volume〞，“MeshVolume〞，选择Volume1，选择元素“Hex/Wedge〞，类型“Cooper〞，选择源面“Face18，Face19〞，选择Spacing网格个数“Intervalcount20〞。生成如图2-1所示。

2.划分出上部出风口柱体网格。

在上面操作基础上，选择Volume1，选择元素“Hex/Wedge〞，类型“Cooper〞，选择源面“Face7，Face9〞，选择Spacing网格个数“Intervalcount30〞。生成如图2-1，图2-2所示。

图2-1划分网格对话框

图2-2生成实体网格

3.划分旋风分开器上部柱体网格。

在以上操作基础上，选择Volume7，选择元素“Hex/Wedge〞，类型“Cooper〞，选择源面“Face23，Face25〞，选择Spacing网格个数“Intervalcount40〞。生成如图2-3，图2-4所示。

图2-3划分网格对话框图2-4生成实体网格图

4.划分旋风分开器下部圆柱柱体及圆台网格。

在以上操作基础上，选择Volume5，选择元素“Hex/Wedge〞，类型“Cooper〞，选择源面“Face1，Face25，Face11〞，选择Spacing网格个数“Intervalcount40〞。生成如图2-5，图2-6所示。

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图2-5划分网格对话框图2-6生成实体网格图

5.网格检查，依次点击“Examinemesh〞，“Range〞，“3DElement〞，滑动水平滚动条检查网格质量。

三．定义边界

1.定义速度入口边界。

依次单击“ZoneCommandButton〞，“SpecifyBoundaryTypes〞，选择“Add〞，输入Name“velocity_inlet.1〞，选择速度入口，选择进口面，点击Apply，成功定义速度入口面。如图3-1所示。

2.定义出口边界。

同样的方法，依次单击“ZoneCommandButton〞，“SpecifyBoundaryTypes〞，选择“Add〞，输入Name“outflow.2〞，选择OUTFLOW，选择出面，点击Apply，成功定义出口面。如图3-2所示。

3.定义交界面。

同样的方法，定义位于旋风分开器内部小圆柱面的下圆面为INTERFACE面。如图3-3所示。

保存文件，点击“File〞，“Save〞。输出网格，点击“File〞，“Export〞，“mesh〞，不选择“Export2-D(X-Y)〞，输入文件名“cyclone〞，点击“Accept〞，则在默认保存位置生成一个cyclone.msh文件。至此完成Gambit建模。

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图8-4Z=645截面矢量图

图8-5Z=360截面矢量图

3．查看压力图。依次点击“Display〞，“Contours〞，选择“ContoursOf〞“Pressure下的“StaticPressure〞，选择X=0，Z=360，Z=645面，点击Display，可以查看不同分割面的静压图或者单项选择某一截面查看。如图8-7，图8-8，图8-9,8-10,8-11所示。

图8-7显示压力图对话框

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图8-8不同截面静压图

图8-9x=0截面静压图

图8-10Z=360截面静压图

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