 |
مدلسازی جریان دو فازی تعلیق متراکم
معرفی
مخلوط‌های جامد و مایع (سوسپانسیون‌ها) در زمینه‌های مختلف صنعتی مانند پالایش نفت و گاز، تولید کاغذ، پردازش مواد غذایی، انتقال دوغاب و تصفیه فاضلاب مهم هستند. چندین رویکرد مدلسازی مختلف، از روش‌های گسسته، مبتنی بر ذرات تا توصیف‌های دو فازی نیمه تجربی و ماکروسکوپی توسعه یافته‌اند. روش های مبتنی بر ذرات زمانی مناسب هستند که تعداد محدودی از ذرات جامد وجود داشته باشد. از طرف دیگر، وقتی ذرات زیادی وجود دارد، بهتر است از یک مدل ماکروسکوپی یا متوسط استفاده شود که کسر حجمی فازها را ردیابی کند.
مثال زیر نشان می دهد که چگونه می توانید یک مدل جریان دو فازی ماکروسکوپی را در COMSOL Multiphysics با استفاده از Phase Transport Mixture Model، رابط چندفیزیکی جریان لایه ای تنظیم کنید. این مدل بر اساس مدل “شار انتشاری” است که در Ref. 1 ، ر. 2 و رفر. 3 ، مناسب برای مخلوط مایع و جامد با غلظت بالایی از ذرات جامد. این نه تنها اثرات شناوری بلکه مهاجرت ناشی از برش را نیز در بر می گیرد. یعنی تمایل ذرات به مهاجرت به سمت مناطقی با نرخ برش کمتر.
این مدل جریان یک تعلیق متراکم متشکل از ذرات سبک و جامد را در مایعی که بین دو استوانه متحدالمرکز قرار گرفته است، شبیه‌سازی می‌کند. سیلندر داخلی می چرخد در حالی که استوانه بیرونی ثابت است.
تعریف مدل
سوسپانسیون مخلوطی از ذرات جامد و مایع است. دینامیک یک تعلیق را می توان با یک معادله انتقال تکانه برای مخلوط، یک معادله پیوستگی و یک معادله انتقال برای کسر حجمی فاز جامد مدلسازی کرد. مدل مخلوط انتقال فاز، رابط چندفیزیکی جریان آرام به طور خودکار این معادلات را تنظیم می کند. از معادله زیر برای مدل سازی انتقال تکانه استفاده می کند:
که در آن u میانگین جرمی سرعت مخلوط (m/s)، p نشان‌دهنده فشار (Pa)، g به شتاب گرانش (m/s 2 ) اشاره دارد، و u لغزش سرعت نسبی بین جامد و مایع را نشان می‌دهد. فازها (m/s). علاوه بر این، 
چگالی مخلوط است، که ρf و ρs به ترتیب چگالی فاز خالص (kg/m3) مایع و جامد هستند ، و کجا کسر حجمی فاز جامد (m 3 / m 3 ) است. کسر جرمی ذرات بدون بعد است.
چگالی مخلوط است، که ρf و ρs به ترتیب چگالی فاز خالص (kg/m3) مایع و جامد هستند ، و کجا کسر حجمی فاز جامد (m 3 / m 3 ) است. کسر جرمی ذرات بدون بعد است.
در نهایت، μ ویسکوزیته مخلوط (Ns/m 2 ) را با توجه به عبارت کریگر نشان می‌دهد.
(1)
که در آن μ f ویسکوزیته دینامیکی سیال خالص و 
حداکثر غلظت بسته بندی است.
حداکثر غلظت بسته بندی است.مدل مخلوط از شکل زیر از معادله پیوستگی استفاده می کند
(2)
معادله انتقال برای کسر حجمی فاز جامد است
(3)
سرعت فاز جامد، u s ، با u s = u + ( 1 – c s ) u لغزش داده می شود . با فرض ثابت بودن ρs ، به این معنی است که معادله 3 معادل است
(4)
رائو و دیگران ( مراجعه 2 ) معادله تداوم و انتقال ذرات را به روشی کمی متفاوت فرموله می کنند. به جای سرعت لغزش، u لغزش ، آنها یک شار ذره را تعریف می کنند، Js (kg /(m2 · s))، و انتقال فاز جامد را مطابق با آن می نویسند .
(5)
با مقایسه معادله 5 با معادله 4 ، مشخص می شود که آنها معادل هستند اگر
در این مثال شما از مدل برای شار ذرات، Js استفاده می کنید ، همانطور که توسط Subia و دیگران پیشنهاد شده است ( مرجع 3 ) و Rao و دیگران ( مرجع 2 )، اما فرمت باز و قابل ویرایش COMSOL Multiphysics این امکان را فراهم می کند که مشخص شود. بیان خودسرانه
به دنبال رائو و دیگران، شار ذرات است
در اینجا، u st سرعت ته نشینی (m / s) یک ذره است که توسط سیال احاطه شده است و D φ و D η پارامترهای تجربی برازش (m 2 ) هستند که توسط
که در آن a شعاع ذره (m) است.
تانسور نرخ برشی، 
(1/s)، توسط
(1/s)، توسط
و بزرگی آن توسط
که برای یک مسئله 2 بعدی است
سرعت ته نشینی، u st ، برای یک ذره کروی منفرد که توسط سیال خالص احاطه شده است با
برای چند ذره در یک سیال، سرعت ته نشینی کمتر است. برای محاسبه ذرات اطراف، سرعت ته نشینی یک ذره در تابع بازدارنده، f h ، ضرب می شود که به صورت تعریف شده است.
جایی که 
میانگین کسر حجمی فاز جامد در سوسپانسیون است، μf ویسکوزیته دینامیکی سیال خالص (Ns/m2 ) و μ ویسکوزیته مخلوط است ( معادله 1 ).
میانگین کسر حجمی فاز جامد در سوسپانسیون است، μf ویسکوزیته دینامیکی سیال خالص (Ns/m2 ) و μ ویسکوزیته مخلوط است ( معادله 1 ).جدول زیر خواص فیزیکی فاز جامد و مایع را نشان می دهد:
نام | ارزش | شرح |
ρ s | 1180 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی ذرات |
r f | 1253 کیلوگرم بر متر مکعب | چگالی سیال خالص |
آ | 678 میکرومتر _ | شعاع ذرات |
μ f | 0.589 پاس | ویسکوزیته سیال خالص |
شرایط مرزی
سیستم تعلیق در دستگاه کوئت یعنی بین دو سیلندر متحدالمرکز قرار می گیرد. سیلندر داخلی می چرخد در حالی که استوانه بیرونی ثابت است. شعاع دو استوانه به ترتیب 0.64 سانتی متر و 2.54 سانتی متر است. سیلندر داخلی با سرعت ثابت 55 دور در دقیقه می چرخد. با استوانه در مرکز (0,0)، این مربوط به سرعت است
حرکت سیال و ذرات در امتداد جهت محور سیلندر کوچک است. بنابراین می توانید از یک مدل دو بعدی استفاده کنید. شکل 1 هندسه مربوطه را نشان می دهد.
شکل 1: هندسه دستگاه Couette. سیلندر داخلی می چرخد، بیرونی ثابت است.
هیچ شار ذرات از طریق مرزها وجود ندارد و سرعت تعلیق هیچ شرایط لغزشی را در تمام دیوارها برآورده نمی کند.
شرایط اولیه
دو توزیع اولیه ذرات مختلف وجود دارد. در مثال اول، ذرات به طور مساوی در داخل دستگاه توزیع شده اند. در مثال دوم، ذرات ابتدا در بالای دستگاه جمع می شوند.
نتایج
مورد 1 – ذرات در ابتدا به طور مساوی توزیع شده اند
یک سوسپانسیون با ذرات سبک تر از سیال در یک دستگاه کوئت متحدالمرکز قرار می گیرد. در ابتدا، ذرات به طور مساوی با کسر حجمی ثابت 0.35 توزیع می شوند. نرخ برش در دستگاه به صورت شعاعی در سراسر شکاف تغییر می کند و بنابراین انتظار می رود که ذرات (مهاجرت ناشی از برش) از مناطق با برش زیاد به مناطق با برش کم (به سمت دیوار بیرونی) مهاجرت کنند. از آنجایی که ذرات سبک تر از سیال هستند، آنها نیز بالا می روند.
شکل 2: غلظت ذرات در زمان های مختلف. ذرات به مناطقی با سرعت برش کمتر حرکت می کنند و به دلیل شناوری بالا می روند.
در زمان های مختلف. ذرات به مناطقی با سرعت برش کمتر حرکت می کنند و به دلیل شناوری بالا می روند.شکل 2 غلظت ذراتدر دستگاه را در t = 0 s، t = 30 s، t = 100 s و t = 1000 s نشان می دهد. مهاجرت ذرات به سمت دیواره بیرونی آشکار است. در نتیجه مهاجرت و گرانش ناشی از برش، کسر حجمی فاز جامد به مقدار حداکثر بسته‌بندی نزدیک به دیواره بیرونی بالا سمت راست نزدیک می‌شود. بنابراین ویسکوزیته تعلیق در این ناحیه بالا می رود. نتایج به خوبی با نتایج ارائه شده در Ref مقایسه می شود. 2 .
در دستگاه را در t = 0 s، t = 30 s، t = 100 s و t = 1000 s نشان می دهد. مهاجرت ذرات به سمت دیواره بیرونی آشکار است. در نتیجه مهاجرت و گرانش ناشی از برش، کسر حجمی فاز جامد به مقدار حداکثر بسته‌بندی نزدیک به دیواره بیرونی بالا سمت راست نزدیک می‌شود. بنابراین ویسکوزیته تعلیق در این ناحیه بالا می رود. نتایج به خوبی با نتایج ارائه شده در Ref مقایسه می شود. 2 .مورد 2 – ذرات در ابتدا در بالای دستگاه جمع شده اند
در این حالت ذرات ابتدا در بالای دستگاه جمع می شوند. کسر حجمی ذرات در ابتدا در قسمت پایین صفر است، در حالی که در بالا 0.59 است.
شکل 3: غلظت ذرات برای t = 0 s، 10 s، 20 s و 100 s با ذرات در ابتدا در بالا. توجه داشته باشید که مقادیر محدوده رنگی یکسان در هر یک از نمودارها استفاده می شود.
شکل 3 غلظت ذرات پیش بینی شده عددی را در زمان های 0 ثانیه، 10 ثانیه، 20 ثانیه و 100 ثانیه نشان می دهد. در ابتدا، حرکت ذرات تحت سلطه اینرسی است و اثر مهاجرت ناشی از برش قابل مشاهده نیست. در زمان های بعدی، مهاجرت ناشی از برش باعث می شود که ذرات به سمت مرز بیرونی حرکت کنند. در این مورد نیز نتایج به خوبی با نتایج Ref. 2 .
منابع
1. RJ Phillips، RC Armstrong، RA Brown، AL Graham و JR Abbot، “یک معادله سازنده برای تعلیق های متمرکز که مهاجرت ذرات ناشی از برشی را به حساب می آورد”، فیزیک . Fluids A , vol. 4، صص 30-40، 1992.
2. R. Rao, L. Mondy, A. Sun, and S. Altobelli, “A Numerical and Experimental Study of Batch Sedimentation and Viscous Resuspension” Int. J. شماره Methods in Fluids , جلد. 39، صفحات 465-483، 2002.
3. SR Subia، MS Ingber، LA Mondy، SA Altobelli، و AL Graham، “مدل سازی تعلیق های متمرکز با استفاده از یک معادله سازنده پیوسته”، J. Fluid Mech. ، جلد 373، صص 193-219، 1998.
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
نرخ برش به عنوان یک معادله اضافی برای بهبود دقت گسسته می شود زیرا شار ذره مشتقاتی از این کمیت دارد که به نوبه خود به مشتقات سرعت بستگی دارد.
مسیر کتابخانه برنامه: CFD_Module/Verification_Examples/dense_suspension
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard روی  2D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Fluid Flow > Multiphase Flow > Phase Transport Mixture Model > Laminar Flow را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در درخت رابط های فیزیک افزوده شده ، Phase Transport (phtr) را انتخاب کنید . |
5 | در جدول کسرهای حجمی تنظیمات زیر را وارد کنید: |
عکس |
phd |
6 | در درخت انتخاب فیزیک ، ریاضیات> رابط های PDE> فرم عمومی PDE (g) را انتخاب کنید . |
7 | روی افزودن کلیک کنید . |
8 | در جدول متغیرهای وابسته ، تنظیمات زیر را وارد کنید: |
گاما_نقطه |
9 |  روی تعریف واحد متغیر وابسته کلیک کنید . |
10 | در جدول کمیت متغیر وابسته ، تنظیمات زیر را وارد کنید: |
کمیت متغیر وابسته | واحد |
واحد سفارشی | 1/s |
11 |  روی تعریف واحد اصطلاح منبع کلیک کنید . |
12 | در جدول مقدار واژه منبع ، تنظیمات زیر را وارد کنید: |
مقدار اصطلاح منبع | واحد |
واحد سفارشی | 1/s |
13 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
14 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
15 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل dense_suspension_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
هندسه 1
دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.0064 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
دایره 2 (c2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.0254 را تایپ کنید . |
4 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی c2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط شی c1 را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تعاریف
متغیرهای 1
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  متغیرها کلیک کنید و متغیرهای محلی را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل dense_suspension_variables.txt دوبار کلیک کنید . |
جریان آرام (SPF)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Laminar Flow (spf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان آرام بخش Physical Model را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Include gravity را انتخاب کنید . |
محدودیت نقطه فشار 1
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Points کلیک کنید و محدودیت نقطه فشار را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 1 را انتخاب کنید. |
دیوار 2
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Boundaries کلیک کنید و دیوار را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 3، 4، 6 و 7 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات دیوار ، برای گسترش بخش جنبش دیوار ، کلیک کنید . |
4 | از لیست سرعت ترجمه ، دستی را انتخاب کنید . |
5 | بردار u tr را به صورت مشخص کنید |
c_vel*y | ایکس |
-c_vel*x | y |
انتقال فاز (PHTR)
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Phase Transport (phtr) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متنی s 0، phid ، phi0 را تایپ کنید . |
فرم عمومی PDE (G)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی General Form PDE (g) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فرم عمومی PDE ، برای گسترش بخش Discretization کلیک کنید . |
3 | از لیست ترتیب عناصر ، خطی را انتخاب کنید . |
فرم عمومی PDE 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>General Form PDE (g) روی General Form PDE 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فرم عمومی PDE ، بخش Conservative Flux را پیدا کنید . |
3 | بردار Γ را به صورت مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
4 | قسمت Source Term را پیدا کنید . در قسمت متن f ، gamma_dot-sqrt(0.5*(4*ux^2+2*(uy+vx)^2+4*vy^2)+eps) را تایپ کنید . |
5 | قسمت Damping یا Mass Coefficient را پیدا کنید . در قسمت متن d a ، 0 را تایپ کنید . |
شار/منبع 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Flux/Source را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Flux/Source ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه مرزها را انتخاب کنید . |
چند فیزیک
مخلوط مدل 1 (mfmm1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Multiphysics روی Mixture Model 1 (mfmm1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مدل مخلوط ، بخش Physical Model را پیدا کنید . |
3 | از لیست مدل Slip ، User defined را انتخاب کنید . از لیست مدل ویسکوزیته مخلوط ، نوع کریگر را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن φ max ، phi_max را تایپ کنید . |
5 | قسمت Continuous Phase Properties را پیدا کنید . از لیست ρc ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_f را تایپ کنید . |
6 | از لیست μ c ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، eta_f را تایپ کنید . |
7 | قسمت Dispersed Phase 2 Properties را پیدا کنید . از لیست ρ phid ، User defined را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، rho_s را تایپ کنید . |
8 | بردار u slip,phid را به صورت مشخص کنید |
J1/(phid*rho_s*(1-cd)) | ایکس |
J2/(phid*rho_s*(1-cd)) | y |
مش 1
مثلثی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Triangular کلیک کنید .
Free Triangular کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Size کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | از فهرست Calibrate for ، Fluid dynamics را انتخاب کنید . |
4 | از لیست Predefined ، Finer را انتخاب کنید . |
5 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
6 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 0.0012 را تایپ کنید . |
7 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی بار خروجی ، 0 30 100 1000 را تایپ کنید . |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید . |
3 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1) روی Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
4 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، برای گسترش بخش Time Steping کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
سرعت (spf)
برای تجسم کسر حجمی فاز پراکنده به صورت نمودار سطحی همراه با میدان سرعت مخلوط به عنوان نمودار سطح فلش، مراحل زیر را دنبال کنید.
سطح
1 | در پنجره Model Builder ، گره Volume Fraction (phtr) را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، phid را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
محدوده رنگ را طوری ثابت کنید که راه حل ها برای مقادیر زمانی مختلف از یک افسانه رنگی استفاده کنند.
5 | در قسمت حداقل متن، 0.21 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت Maximum text 0.45 را تایپ کنید . |
سطح پیکان 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) کلیک راست کرده و Arrow Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Arrow Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ ، سفید را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
کسر حجمی (phtr)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 2D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 0 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) ، روی  Plot کلیک کنید . |
دو دستورالعمل قبلی را برای زمان های 30 ثانیه، 100 ثانیه و 1000 ثانیه برای ایجاد شکل 2 تکرار کنید .
این مورد 1 را کامل می‌کند. اکنون مورد را با ذرات جمع‌آوری شده در بالا مدل کنید.
تعاریف
توزیع غلظت ذرات را با استفاده از تابع Step تعریف کنید .
مرحله 1 (مرحله 1)
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Functions کلیک کنید و Local>Step را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مرحله ، برای گسترش بخش Smoothing کلیک کنید . |
3 | در قسمت متن Size of transition zone ، 2*2 را تایپ کنید . |
متغیرهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Variables 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای متغیرها ، بخش متغیرها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | واحد | شرح |
phi0_2 | step1 (y[1/mm]-8)*0.59 | غلظت اولیه |
انتقال فاز (PHTR)
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Phase Transport (phtr) کلیک کنید .
مقادیر اولیه 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و مقادیر اولیه را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، همه دامنه ها را انتخاب کنید . |
4 | قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . در فیلد متنی s 0,phid ، phi0_2 را تایپ کنید . |
برای جلوگیری از تقسیم بر صفر در ناحیه ای که کسر حجمی ذرات در ابتدا صفر است، عبارات سرعت لغزش را تغییر دهید.
چند فیزیک
مخلوط مدل 1 (mfmm1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Multiphysics روی Mixture Model 1 (mfmm1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مدل مخلوط ، قسمت Dispersed Phase 2 Properties را پیدا کنید . |
3 | بردار u slip,phid را به صورت مشخص کنید |
J1/(phid*rho_s*(1-cd)+eps) | ایکس |
J2/(phid*rho_s*(1-cd)+eps) | y |
جزء 1 (COMP1)
یک مش ریزتر در مقایسه با مورد استفاده شده در مورد قبلی ایجاد کنید.
مش 2
در نوار ابزار Mesh ، روی Add Mesh کلیک کنید و Add Mesh را انتخاب کنید .
مثلثی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Triangular کلیک کنید .
Free Triangular کلیک کنید .اندازه
1 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
2 | از لیست از پیش تعریف شده ، Extra fine را انتخاب کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . در قسمت متن حداکثر اندازه عنصر ، 0.0006 را تایپ کنید . |
5 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
سپس، یک مطالعه وابسته به زمان برای محاسبه توزیع ذرات اضافه کنید.
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
2 | در قسمت متنی زمان خروجی ، range(0,10,100) را تایپ کنید . |
3 | برای گسترش بخش Mesh Selection کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
جزء | مش |
جزء 1 | مش 2 |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
برای تجسم کسر حجمی فاز پراکنده به صورت نمودار سطحی همراه با نمودار فلش سرعت مخلوط ( شکل 3 )، مراحل زیر را دنبال کنید.
کسر حجمی (phtr) 1
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results بر روی Volume Fraction (phtr) 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 2D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 0 را انتخاب کنید . |
سطح
1 | در پنجره Model Builder ، گره Volume Fraction (phtr) 1 را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، phid را تایپ کنید . |
4 | قسمت Range را پیدا کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت حداقل متن، 0 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت حداکثر متن، 0.62 را تایپ کنید . |
سطح پیکان 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) 1 کلیک راست کرده و Arrow Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Arrow Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ ، سفید را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
کسر حجمی (phtr) 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction (phtr) 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 2D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 10 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
5 | از لیست زمان (ها) ، 20 را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
7 | از لیست زمان (ها) ، 100 را انتخاب کنید . |
8 | در نوار ابزار Volume Fraction (phtr) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
برای اینکه مطالعه 1 مانند زمانی که برای اولین بار ایجاد شد رفتار کند، ویژگی مقادیر اولیه 2 اضافه شده برای مطالعه 2 باید غیرفعال شود.
مطالعه 1
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | تیک Modify model configuration for study step را انتخاب کنید . |
4 | در درخت، Component 1 (comp1)>Phase Transport (phtr)>Initial Values 2 را انتخاب کنید . |
5 |  روی Disable کلیک کنید . |
