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【Polyflow】14:多孔介质流动

内容纲要

本案例利用Polyflow计算气体通过多孔介质区域的流场分布。

1 问题描述

考虑如下图所示的流动,计算区域由两个方向不同的多孔介质区域组成,其中上面区域角度为120°,下方区域角度为30°。

两个多孔介质区域均具有各向异性渗透性能。在笛卡尔坐标系(x,y)中,两层材料的渗透性用张量K表示,分别给出如下:

(1)区域I

(2)区域II

两区域内孔隙率均为0.3。两种介质的高度分别为2米和3米,宽度均为5米,气体粘度2E-5 Pa.s。

计算网格如下图所示。计算域包含两个子区域,每个子域对应一种多孔介质。计算区域中包含4个边界:左侧壁面(BS 1)、入口(BS 2)、右侧壁面(BS 3)和出口(BS 4)。入口边界宽度为0.5 m,指定压力为1.5e5 Pa。

2 Polyflow设置

2.1 创建Task

  • Read a meshdarcy.msh

  • Create a new task2D planar geometry, steady-state (default)

2.2 创建子任务

  • Create a sub-taskDarcy isothermal flow problem

  • Titletheta=30

  • Domain of the sub-taskSubdomain 1

2.3 定义材料参数

鼠标双击模型树节点Material data进入材料编辑面板

  • 点击选项Porous media and fluid viscosity

  • 选择选项Switch to tensor mode

设置材料参数:

  • fluid viscosity2E-5

  • Pxx0.775E-11

  • pxy0.389E-11

  • pyy0.325E-11

  • void fraction0.3

2.4 定义边界条件

鼠标双击模型树节点Pressure boundary conditions设置边界条件。

  • S2Interface between porous media

  • BS1Wall

  • BS2Pressure imposed,P=1.5E5

  • BS3Wall

2.5 创建子任务

  • Create a sub-taskDarcy isothermal flow problem

  • Titletheta=120

  • Domain of the sub-taskSubdomain 2

2.6 修改材料参数

双击模型树节点Material data进入材料设置面板

  • 选择选项Porous media and fluid viscosity

  • 选择选项Switch to tensor mode

设置材料参数:

  • fluid viscosity2E-5

  • pxx0.325E-11

  • pxy-0.389E-11

  • pyy0.775E-11

  • void fraction0.3

2.8 定义边界条件

鼠标双击模型树节点Pressure boundary conditions

  • S1Interface between porous media

  • BS1Wall

  • BS3Wall

  • BS 4Pressure imposed,P = 0

2.9 定义输出

鼠标双击模型树节点Outputs,设置计算单位。

  • System of units for CFD-Post: metric_MKSA+Celsius

  • Save and Exit

3 计算结果

  • 压力分布

  • 流函数分布

  • 流线分布

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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文章名称:《【Polyflow】14:多孔介质流动》
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