Добрый день! Встала задача смоделировать что-то вроде циклонного сепаратора, отбирающего воду из смешанного потока воздух-вода. Суть в том, что на входе подается воздух с капельками (расход воды примерно в 100 раз меньше, чем воздуха). Есть два выхода - в один сливается вода, в другой воздух максимально лишенный этих капелек. Каким образом это можно реализовать, чтобы можно было после решения вывести расход каждой фазы по отдельности на каждом выходе в calculations? Читал про модели эйлера-лагранжа и эйлера-эйлера (mixture, VoF, eulrian). Подскажите каким методом лучше решить данную задачу и имеет ли смысле решать ее в статике?
P.S. Появился интерес посчитать данную задачу всеми методами Эйлера - возможно ли это, чтобы в итоге можно было посчитать расход фаз? В данном случае это принципиально важно.
Здравствуйте, строго говоря, есть два пути решения этой задачи. Простой и сложный.
Самый простой - это решение однофазной задачи продувки воздухом с подключением модели DPM в стационарной постановке. То есть сначала вы запускате поток воздуха и сводите его, а затем, вы назначаете на стенки условие trap и запускаете капли как частицы DPM. Возможно одностороннее и двусторонне взаимодействие капель и воздуха, а также моделирование турбулентной дисперсии капель.
Таким образом можно будет посчитать сепарацию капель, однако выход для воды не будет иметь особого смысла, поскольку капли будут уничтожаться при попадании на стенку. Зато метод прост и дёшев! Плюс вы можете применить любое распределение диаметров по размеру без существенного прироста вычислительных затрат.
Второй вариант - это решение задачи в полностью Эйлеровой постановке. Здесь нужно будет решать только в нестационарной постановке, а также продумать то, как задать различные размеры капель (каждому диаметру отдельная фаза, либо модель Population Balance), а также то, как капли воды будут стекать по стенкам и становиться сплошной фазой перед их откачкой из системы по второму патрубку.
Второй вариант чрезвыйчайно сложен и требует огромных вычислительных ресурсов и времени.
Возможно, есть смысл решать сепарацию по первому сценарию, а откачку воды моделировать отдельно в постановке VOF, как бы сформировав ручьи воды по стенкам согласно информации об отложении капель.
Как я уже написал, принципиально важно снять значения фазы на выходе. Я хочу провести расчет, а после собрать установку и доказать, что расчет верен эмпирически (это студенческая работа). Второй описанный вами вариант мне отлично подходит, только после стекания капелькам не обязательно становиться сплошной фазой, воды там не много и капельки уносятся почти сразу в трубку отвода. Насчет эйлеровой постановки - вы имеете в виду модель Eulerian? Пробовал считать ею, но в выходных данных нет расхода совсем. Еще считал через VoF, там расход по фазе посмотреть можно, правда не понятно насколько он там точно считается (проверить не удалось, до вычислительного кластера руки не дошли пока, считаю на "калькуляторе".
Добавить комментарий