1、（2）选中Dimension2D单选按钮，取消对Display Options下的三个复选按钮的选择。（3）其它保持默认设置即可，单击OK按钮进入Fluent 14.0主界面窗口。2读入并检查网格（1）执行菜单栏中的FileReadMesh命令，在弹出的Select File对话框中读入convection.msh二维网格文件。（2）执行菜单栏中的MeshInfoSize命令，得到如图5-3-3所示的模型网格信息：共有14342个节点，28411个网格面，14070个网格单元。（2）执行菜单栏中的MeshCheck命令。反馈信息如图5-3-4所示，可以看到计算域三维坐标的上下限，检查最小体积和
2、最小面积是否为负数。图5-3-3 网格数量信息 图5-3-4 Fluent网格信息3求解器参数设置（1）单击选择左边workspace中Problem SetupGeneral命令，在出现的General面板中进行求解器的设置。（2）General面板中，开启重力加速度。单击选中Gravity复选按钮，Y（m/s2）文本框输入-9.8，Time下选中Transient单选框，其它求解参数保持默认设置，如图5-3-6所示。 图5-3-6求解参数设置（4）单击选择Problem SetupModel命令，对求解模型进行设置，如图5-3-7所示。（5）双击ModelsViscous-Laminar选
3、项（或选中Viscous-Laminar，然后点击Edit），打开Viscous Model窗口。（6）在弹出的窗口中，Model下选择k-epsilon（2 eqn）单选按钮，其他保持默认，如图5-3-8所示，单击OK按钮，启动k-e湍流方程。图5-3-7 计算模型选择 图5-3-8 湍流模型选择（7）再次回到Models面板，双击Multiphase-off选项，打开Multiphase Model窗口。单击选中Model下Eulerian单选按钮， Number of Eulerian Phases设置为3，如图5-3-9所示，单击OK完成设置。图5-3-9 多相流模型选择4定义材料物性
4、（1）单击选择Problem SetupMaterials命令，在出现的Materials面板中对所需材料进行设置，如图5-3-10所示。（2）双击面板中的MaterialsFluid选项，弹出材料物性参数设置对话框，如图5-3-11所示。（3）材料物性参数设置对话框中，单击FLUENT Database按钮，打开FLUENT Database Materials窗口，FLUENT Fluid Materials下选择water-liquid（h2o）选项，如图5-3-12所示，单击Copy，复制水的物性参数。（4）单击Change/Create按钮，保存对水物性参数的更改，单击Close关闭
5、窗口。（5）Name文本框输入sand，Chemical Formula清空，Density（kg/m3）设置为2500，Viscosity（kg/m-s）设置为10，如图5-3-13所示，单击Change/Create按钮，完成设置。图5-3-10 材料选择面板图5-3-11 空气物性参数图5-3-12 水物性参数设置图5-3-13 沙子物性设置5两相属性设置（1）单击选择Problem SetupPhases命令，在出现的Phases面板中对所需材料进行设置，如图5-3-14所示。（2）双击Phases下phase-1-Primary Phase选项，打开Primary Phase窗口，N
6、ame中输入air，Phase Material右侧下拉菜单选择air选项，如图5-3-15所示。（3）双击Phases下phase-2-Primary Phase选项，打开Primary Phase窗口，Name中输入water，Phase Material右侧下拉菜单选择water-liquid选项，如图5-3-16所示。（4）双击Phases下phase-3-Primary Phase选项，打开Primary Phase窗口，Name中输入sand，Phase Material右侧下拉菜单选择sand选项，选中Granular复选按钮，Properties下Diameter（m）设置为0
7、.000111，Granular Viscosity（kg/m-s）选择gidaspow选项，Granular Bulk Viscosity（kg/m-s）选择lun-et-al选项，Packing Limit设置为0.6，如图5-3-17所示，单击OK。（5）单击Phases面板中的Interaction按钮，弹出Phase Interaction窗口，Drag选项卡下，相之间的拽力都设置为schiller-naumann选项，如图5-3-18所示，单击OK完成设置。图5-3-14 气固液相设置面板 图5-3-15 气相设置图5-3-16 液相设置 图5-3-17 沙子设置图5-3-18 三
8、相间拖拽力设置6边界条件设置（1）单击选择Problem Setup Boundary Conditions命令，在打开的Boundary Conditions面板中对边界条件进行设置，如图5-3-19所示。图5-3-19 边界选择 （2）双击面板中的Zonein选项，弹出Velocity inlet窗口，湍动能和湍流耗散率都设置为0.01，如图5-3-20所示，单击OK完成设置。图5-3-20进口边界条件设置（4）Boundary Conditions面板中，Phase下方的下拉菜单选择water选项，单击Edit按钮，在弹出的窗口中，速度值设置为5m/s，如图5-3-21所示，单击选择Mu
9、ltiphase选项卡，设置进口水的体积分数为1，如图5-3-22所示。图5-3-21进口速度设置图5-3-22进口水体积分数设置5.3.3 求解计算1求解控制参数（1）单击选择Solution Solution Methods命令，在弹出的Solution Methods面板中对求解控制参数进行设置。（2）Scheme下选择Coupled算法，其他保持默认设置，如图5-3-23所示。2求解松弛因子设置（1）单击选择Solution Solution Controls命令，在弹出的Solution Controls面板中对求解松弛因子进行设置。（2）面板中Flow Courant Number
10、设置为40，Momentum和Pressure都设置为0.5，Volume Fraction设置为0.4，如图5-3-24所示。 图5-3-23 求解方法设置 图5-3-24 松弛因子设置3收敛临界值设置（1）单击选择Solution Monitors命令，打开Monitors面板，如图5-3-25所示。（2）双击Monitors面板中Residuals-Print,Plot选项，打开Residual Monitors对话框，energy残差修改为1e-07，其他修改为0.0001，如图5-3-26所示，单击OK完成设置。图5-3-25 残差设置面板 图5-3-26修改迭代残差 4流场初始化设
11、置（1）单击选择Solution Solution Initialization命令，打开Solution Initialization面板。（2）在弹出的Solution Initialization面板中进行初始化设置，保持默认设置，单击Initialize完成初始化，如图5-3-27所示。（3）单击Patch按钮，打开Patch窗口，Zones to Patch和Phase均选择sand选项，Variable下选择Volume Fraction选项，设置Value值为1，如图5-3-28所示，单击Patch按钮，完成设置。图5-3-27 流场初始化设定图5-3-28 流场初始相设置8流动
12、动画设置（1）单击选择SolutionCalculation Activities命令，中间workspace弹出Calculation Activities面板，Autosave Every（Time Steps）设置为3，表示每计算三个时间步，保存一次数据，如图5-3-29所示。（2）单击Solution AnimationsCreate/Edit按钮，弹出Solution Animation对话框，设置Animation Sequences为1，When下拉菜单选择Time Step，如图5-3-30所示。（3）单击Define，弹出Sequence Parameters窗口，Stora
13、ge Type下选择In Memory单选按钮，如图5-3-31所示。（4）单击Set，弹出温度监视窗口FLUENT 2 ANSYS Inc；Display Type下选中Contours单选按钮，弹出Contours对话框。（5）在弹出的Contours对话框中，Options下选中Filled复选按钮，Contours of下第一个下拉菜单选择Phases选项，Phase下选择air选项，如图5-3-32所示,单击Display。（6）单击Display后，温度监视窗口FLUENT 2 ANSYS Inc中出现了初始时刻空气相图，如图5-3-33所示。（7）重复上述操作，完成对初始液相、固
14、相的设置。图5-3-29 动画设置1 图5-3-30 动画设置2图5-3-31 动画设置3 图5-3-32 动画设置4 图5-3-33 空气初始相图6迭代计算（1）选择FileWriteCase&Data命令，弹出Select File窗口，保存为scour.case和scour.data。（3）单击选择Solution Run Calculation命令，打开Run Calculation面板。（4）设置初始Time Step Size为0.0001，Number of Iterations设置为100000，Max Iterations/Time Step设置为20，表示每一个时间步最多进
15、行20次迭代计算，如图5-3-34所示。单击Calculate按钮进行迭代计算。图5-3-34 迭代设置对话框5.3.4 计算结果后处理及分析1三相云图绘制（1）分别读入scour-8-0067.dat、scour-8-00119.dat和scour-8-00187.dat数据，单击选择ResultsGraphics and Animations命令，打开Graphics and Animations面板，如图5-3-35所示，分别绘制上述三个时刻的空气相云图、液相云图和固相云图。图5-3-35 气液相云图绘制设置 （2）最终结果如图5-3-36图5-3-47所示。图5-3-36 初始气相云图 图5-3-37 0.299s时刻气相云图图5-3-38 0.599s时刻气相云图 图5-3-39 0.900s时刻气相云图图5-3-40 初始液相云图 图5-3-41 0.299s时刻液相云图图5-3-42 0.599s时刻液相云图 图5-3-43 0.900s时刻液相云图图5-3-44 初始固相云图 图5-3-45 0.299s时刻固相云图图5-3-46 0.599s时刻固相云图 图5-3-47 0.900s时刻固相云图
