Blogginlägg Volupe

Simcenter STAR-CCM+ version 2206 flerfasiga nyheter del 2 (Lagrangian)

För några veckor sedan tittade vi på Eulerian multiphase news för Simcenter STAR-CCM+ version 2206 [Euleriska flerfasnyheter Simcenter STAR-CCM+ version 2206 (volupe.se)]. Den här veckan fortsätter vi med nyheterna om Lagrangian multiphase. I den lagrangska ramen följer vi vad som kallas en lagrangsk partikel eller paket och vi tittar på vad som händer med partikeln, hur den påverkas av och i sin tur påverkar det kontinuerliga flödet (tvåvägskoppling). Den lagrangska metoden är en subgridmetod, men partiklarna är kopplade till det kontinuerliga flödet antingen i en riktning (partiklarna påverkas av det omgivande flödet) eller i två riktningar (det kontinuerliga flödet påverkas också av partiklarna). För Simcenters räkning STAR-CCM+ LMP (Lagrangian multiphase) och DEM (Discrete element method) anses vara metoder inom Lagrangianramen. DEM-partiklarna är vanligtvis också internt kopplade till varandra, vilket ger en så kallad 4-vägskoppling. Det innebär helt enkelt att växelverkan mellan partiklar och partiklar (och mellan partiklar och väggar) inte kan försummas.

UNIFAC-förångningsmodell för vätskefilm och Lagrangian-droppar.

Denna uppdatering av Simcenter STAR-CCM+ version 2206 innehåller en ny lag om avdunstning i Simcenter STAR-CCM+. Den är användbar när vi har komponenter med olika molekylstrukturer som de som finns i flerkomponentsbränslen. Måltillämpningen här är vanligtvis förbränningsmotorer med en etanolkomponent i bränslet. Den nya modellen underlättar övergången från STAR-CD till Simcenter STAR-CCM+ lösning för cylindern. För några år sedan fick vi REA-modellen för dropptorkning med hjälp av reaktionsteknik [REA Spraytorkning och avdunstning - VOLUPE Software]. Den modellen är huvudsakligen avsedd för spraytorkning, medan den nya UNIFAC-förångningsmodellen är avsedd för både fluid-film och Lagrangian-droppar. Teoriavsnittet om UNIFAC-modellen finns i dokumentationen för Simcenter STAR-CCM+ under teoriavsnittet om Fluid film-modellen. Modellen är ett komplement till Raoults lag, där aktivitetskoefficienten approximeras till 1 för alla blandningar, vid beräkning av ångtrycket för en komponent. Aktivitetskoefficienten tar hänsyn till interaktioner mellan de olika komponenterna i blandningen och skiljer sig från 1 när molekylerna i det flytande bränslet inte är homogena i storlek.

Den modifierade UNIFAC är en anpassad version av UNIFAC (UNIQUAC Functional-group Activity Coefficients). UNIFAC-databasen innehåller två tabeller, nämligen bidrag till yta och volym som förtecknas efter strukturella grupper och parametrar för energiinteraktion mellan olika grupper. I den modifierade UNIFAC-modellen betraktas en molekyl som en sammansättning av funktionella grupper och man utgår från att vissa termodynamiska egenskaper kan beräknas genom att summera gruppernas bidrag. I huvudsak delas beräkningen av den molekylära aktivitetskoefficienten upp i två delar: en kombinatorisk term för bidrag som beror på skillnader i molekylstorlek och en restterm som representerar bidrag som beror på skillnader i de molekylära interaktionerna. De matematiska detaljerna finns i dokumentationen.

I videon nedan visas skillnaden mellan Raoults lag och den modifierade UNIFAC-principen för etanolmassafraktion i ett exempel på simulering av flerkomponentsbränslespray.

Meshfree DEM-kompatibilitet med Dynamic Fluid-Body Interaction (DFBI).

Denna nyhet presenterades i de allmänna nyheterna för några veckor sedan. Det nätfria DEM hastighet och användarvänlighet är tillgängliga för nya tillämpningar som kräver DFBI-teknik (Dynamic Fluid-Body Interaction). Denna nya kompatibilitet förväntas vara användbar i följande tillämpningar:

  • Fordon: Modellering av interaktion mellan däck och jord, visas nedan i videon.
  • Materialprovning: Tryck- och skjuvningsprovning
  • Tung utrustning, i huvudsak en grävmaskin som gräver i jorden, som vi tidigare sett.
  • Projektilgenomträngningar i sandbäddar, brasilianska nötter (man skakar t.ex. en blandning av nötter i en burk och ser att de största brasilianska nötterna hamnar på toppen), klaffventil.

Fiberbrott

Den flexibla fibermodellen introducerades i Simcenter STAR-CCM+ version 2021.3 och har funnits i ett par versioner. Det nya är att det nu är möjligt att kombinera flexibla fibrer med modeller för sladdbrott. Tidigare var man tvungen att använda partikelklumpmodellerna vid simulering av gräsklippning eller fiberbearbetning eftersom det var den modell som var kompatibel med brottmodellerna. De två modeller som nu är tillgängliga med de flexibla fibrerna är följande enkel modell för fel. och modell för skador med konstant hastighet.

The enkel modell för fel. bryter en bindning i simuleringen om dragspänningen eller skjuvspänningen på bindningen överstiger ett av de av användaren angivna maximala värdena för dragspänning eller skjuvspänning.

The skada med konstant hastighet modellen simulerar försvagningen och brytningen av bindningar mellan partiklar i en klump på grund av kollisioner.

Ett annat tillägg till denna kompatibilitet är två fältfunktioner, Partikelbundna komponenter och Partikelbunden komponentstorlek som nu kan tillämpas på flexibla fibrer.

Sammanhållningsmodell för grovkorniga partiklar

Den grovkorniga modelleringsmetoden för DEM har nu gjorts kompatibel med linjär kohesion. Ett tillägg som möjliggör kohesiva simulations av fluid-strukturerade bäddar. I videon nedan visas en jämförelse av 608 miljoner partiklar med en storlek på 100 mikrometer som representeras av 76000 grovkornspaket. Både den Grovkorn Partikelmodell och Modell för grovkornig kontakt mellan skiften kan köras med linjär sammanhållning.

Många spännande nyheter om flerfasfunktioner har kommit på sistone. Jag hoppas att detta har varit till nytta för dig och som vanligt kan du kontakta support@volupe.com om du har några frågor.

Författare

Robin Viktor

Robin Victor
+46731473121
support@volupe.com

Fler blogginlägg

sv_SESwedish