新型立体塔板的 Fluent 模拟研究

1. 新型立体塔板的Fluent模拟研究 王昕 2012207122

3. CFD概述 • Computational Fluid Dynamics, 即计算流体动力学, 简称CFD。CFD 是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具 有强大生命力的边缘科学。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。

4. CFD软件的一般结构由前处理、求解器、后处理三部分组成。前处理、求解器及后处理三大模块, 各有其独特的作用, 分别表示如下:

5. Fluent • FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括：燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流 、管道流动等等。

6. 新型立体塔板

7. 简介 • 新型垂直筛板塔 ( 简称 New VST ) 是一种以塔板空间作为主要传质区域的立体喷射型塔板。 • 新型垂直筛板的结构有多种形式它系在塔板上开有大孔, 有圆型、方型、矩形孔等, 孔上相应布置有各种形式的帽罩, 如圆形、方形、矩形、梯形, 并设有降液管。 • 普通塔板气液流动接触呈泡沫状态, 在塔板上气液两相系错流接触, 而New VST上气液流动接触呈喷射状态。

8. 网格划分 • 网格划分是CFD计算过程中的前处理程序, 网格的质量直接关系到模拟计算的效果。计算域网格的划分可以采用多种形式, 如阶梯形网格、三角形网格、矩形网格等, 坐标系可以采用直角坐标系、极坐标系、柱坐标系及不同坐标系的组合等。

9. 网格种类及选择 均匀网格 矩形网格 非均匀网格 贴体网格 贴体网格

10. 网格种类及选择 • 均匀网格计算量小, 流场变化强烈、流速等变量梯度较大处精度差。 • 非均匀网格在流场变化强烈、流速等变量梯度较大处可以把网格划分得密一些; 而梯度较小处可以把网格划分得疏一些用来提高计算精度。 • 贴体网格可以沿物体壁面拟合坐标生成网格, 使网格既完全在流域中, 又保证有一定的正交性。

11. 网格种类及选择 矩形网格 贴体网格

12. 网格种类及选择 • 网格划分所用的单元体有六面体、四面体、金字塔体、棱柱体。其中六面体的精度最高, 但是划分时比较麻烦, 特别是在复杂的几何形状的计算域的网格划分时, 根本不可能只使用六面体, 还要经常用到其它形式的单元体。 • 因为塔板上的计算区域比较复杂, 因此我们使用了六面体和棱柱体相结合的网格划分。

13. 谢谢