新搅拌机模块展示COMSOL的CFD功能

2013年12月6日

混音器模块提供了现成的界面,以描述带有游离液体表面的旋转机械中层流和湍流的困难问题。在过去几年中,Comsol一直在开发不同的技术,用于建模CFD,移动几何形状和自由表面,用于许多不同的应用。现在,这已经达到了以4.4版发布的新搅拌机模块,并清楚地展示了COMSOL的CFD功能的提高。

旋转机械与混合模拟的积分不可或缺

储罐反应器和混合器通常由圆柱形容器和一个或几个叶轮组成,它们的类型和形状可能不同。通常包括连接到容器壁的挡板,以通过阻碍旋转流动来帮助混合,而有时还包括加热管和线圈以帮助化学反应等。这里很明显的是,有许多零件相互旋转,并且使用滑动网状技术模型。这是在旋转机械的特定流体流动界面中发现的,这些旋转机械在搅拌机模块,并且是执行混合模拟的组成部分。

混合器,非等温流体流动
具有非等热流动的混合器。

可以通过层流和湍流来创建混合模型,其中非牛顿流体和非等温流可以通过选择相应的流体流界面自动建模。混合器模块中的一些其他反应流动接口可以轻松地定义化学反应也与非等温流相结合的应用。自由表面的预定义特征利用comsol的移动网格功能来对搅拌容器中的液体表面的形状进行建模。自由表面模拟可以通过考虑接触角和表面张力,在自由表面和与容器壁的三相接触区中的参数来完成。

冷冻转子功能可以简化

在使用滑动和移动的网格技术可为您提供对混合器及其属性的准确模拟时,此类模拟在计算上总是很密集的。因此,混音器模块还提供了一种通过该方法来简化混合器模拟的方法冷冻转子特征。该方法假设血管和挡板相对于叶轮被冷冻,并且离心和科里奥利力被添加到叶轮周围的域中。这是通过选择冷冻转子研究并大大减少计算时间和资源来自动完成的。该方法在没有挡板的混合器或挡板的影响下仅需要以相对适度的精度进行估计。冷冻转子特征也可以用于微流体中离心分离等应用中,并通常用旋转机械估计流量损失。

搅拌机模块中的冷冻转子功能
冷冻转子搅拌机模块中的功能。

您会看到,使用旋转机械界面需要对时间依赖性进行建模,直到达到伪平台为止。通常,您只对这种伪平稳状态感兴趣,因为这基本上是混合器运行的情况。然而,从混合器的启动时间,从静止状态到达到其基本混合模式,就会浪费大量计算资源。

使用冷冻转子功能,您可以很好地估计该伪态状态的外观。然后,您可以将其用作最初的猜测,用于使用旋转机械界面。这将使您更快地进入最终解决方案;可能需要50个时间步骤,现在可能只需要十个。

混音器模块中的其他有用功能

混音器模块中还包括一些其他有用的功能,以增强您模拟混合器的能力。这包括许多包含流体及其特性的文库。此外,还包括了几个特定的​​模型,其中包括容器形状和叶轮叶片数,形状和螺距等功能,可以互换并根据应用程序进行重新尺寸。这些类型的模型反映了现实,因为混合器零件通常会互换,因为它们用于模拟不同的流体和混合机制。

想了解有关这种新产品的更多信息吗?查看混音器模块页


评论(0)

发表评论
乐动体育app
加载...
探索comsol乐动体育赛事播报博客