(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210553752.5 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 张明扬 地址 210000 江苏省南京市浦口区浦珠南 路30号 (72)发明人 张明扬　周爽　胡伟　 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于FLUENT的旋转填料床流场分析方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于FLUENT的旋转填料 床流场分析方法， 包括以下步骤： S1： 根据填料床 工作过程确定控制方程； S2： 建立填料床 模型， 利 用ICEM软件进行建模， 选取网格类型划分网格， 设置边界条件， 输出case文件； S3： 打开FLUENT软 件， 将case文件 导入到FLUENT软件中； S4： 检测网 格并设定网格单位； S5： 选 择求解器和求解方法； S6： 选择正确的湍流模型， 设置气相和颗粒材料 的物理性质； S7： 边界初始化并设置迭代参数， 进 行计算； S8： 气相收敛后加入离散相颗粒； S9： 选 定设置离散相的初始条件， 开始求解； S10： 查看 残差图， 速度和压力图； 本发明利用FLUENT仿真 软件分析了旋转填料床内气液分布状况， 对提高 分离效率和装置的工作稳定性 提供了理论基础。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114912383 A 2022.08.16 CN 114912383 A 1.一种基于FLUENT的旋转 填料床流场分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 根据填料床工作过程中的气液流动规 律确定控制方程； S2： 建立填料床模型， 利用ICEM软件进行建模， 选取网格类型划分网格， 设置边界条件， 输出case文件； S3： 打开FLUENT软件， 将case文件导入到FLUENT软件中； S4： 检测网格， 检查划分的网格是否正确并设定网格单位； S5： 选择求 解器和求 解方法， 加载湍流能量模型； S6： 选择正确的湍流模型， 设置气相和颗粒 材料的物理性质； S7： 边界初始化并设置迭代参数， 利用FLUENT求 解器进行计算； S8： 气相收敛后加入离散相颗粒， 离散相颗粒主要指液态水， 选用uniform的尺寸分布， 指定颗粒参数， 选择射 流类型； S9： 选定设置离散相的初始条件Reset  DPM Sources， 开始迭代求 解； S10： 计算收敛后， 查看残差图， 速度和压力图。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S1中， 控 制方程具体包括： 以上分别为质量守恒方程、 γ动量方程和 θ动量方程。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S2中， 建 立填料床模型， 利用ICEM软件进行建模， 选取网格类型划分网格， 设置边界条件， 输出case 文件， 具体包括； 模型的建立： 考虑到重力比离心力小几个数量级以及盘片的结构特点， 轴向流场可忽 略不计， 因此， 重点对 超重机内多孔板填料 上的二维流场进行模拟； 网格类型： 网格划分时采用非结构化网格； 边界条件的设置： 设定入口均为速度进口边界， 出口均为压力出口边界。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S4中， 网 格单位为mm。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S5中， 求 解器选择二维双精度求 解器， 求解方式选择分离隐式求 解。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S6中， 湍 流模型选择Real izable k‑epsilon模型。 根据权利要求1所述的基于FLUENT的旋转填料床流场分析方法， 其特征在于， S8中， 颗 粒参数包括质量 流率和平均颗粒尺寸， 射 流类型为Surface。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114912383 A 2一种基于FLUENT的旋转填料 床流场分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种基于FLUENT的旋转 填料床流场分析 方法。 背景技术 [0002]近些年来， 一种新型的传质设备——旋转填料床引起国内外研究者的广泛关注， 该装置是利用超重力场来强化传质及微混合过程。 实验研究及工业应用数据表明， 旋转填 料床的传质效率比传统塔设备高1～3个数量级， 具有设备体积小、 操作灵活等优势， 可广泛 应用于石油、 化工、 制药等工业领域的精 馏、 吸收、 解吸及 纳米材料的制备等方面。 [0003]目前关于旋转填料床的研究主要集中在其工业应用， 基础性研究相对匮乏， 这严 重制约了旋转填料床的发展空间。 这是 由于旋转填料床 内填料结构精细， 且伴随有高速的 旋转场， 其流场分布与传统的填料塔相比更加复杂， 有很强的不均匀性， 而目前通过实验手 段只能宏观地观察流场分布， 无法深入研究。 不可否认对旋转填料床的流场做定量的细节 研究是促使其基础理论进一步完善的必要步骤。 FLUENT是目前国际上比较流行的商用软 件， 凡是和流体、 热传递和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 的数值方法和强大的前后处理功能。 为了能代替目前尚不完善的实验手段并对旋转填料床 的流场等进行细节的研究， 一种基于FLUENT的旋转 填料床流场分析 方法有待研究。 发明内容 [0004]本发明的目的是为了提供一种基于FLUENT的流场模拟方法。 [0005]上述的目的通过以下的技 术方案实现： [0006]一种基于FLUENT的旋转 填料床流场分析 方法， 包括以下步骤： [0007]S1， 根据填料床工作过程中的气液流动规 律确定控制方程； [0008]S2， 建立填料床模型， 利用ICEM软件进行建模， 选取网格类型划分网格， 设置边界 条件， 输出case文件； [0009]S3， 打开FLUENT软件， 将case文件导入到FLUENT软件中； [0010]S4， 检测网格， 检查划分的网格是否正确并设定网格单位； [0011]S5， 选择求 解器和求 解方法， 加载湍流能量模型； [0012]S6， 选择正确的湍流模型， 设置气相和材 料颗粒的物理性质； [0013]S7， 边界初始化并设置迭代参数， 利用FLUENT求 解器进行计算； [0014]S8， 气相收敛后加入离散相颗粒， 离散相颗粒主要指液态水， 选用uniform的尺寸 分布， 指定 颗粒参数， 选择射 流类型； [0015]S9， 选定设置离散相的初始条件Reset  DPM Sources， 开始迭代求 解； [0016]S10， 计算收敛后， 查看残差图， 速度和压力图。 [0017]进一步的， S1中， 控制方程具体包括： [0018]质量守恒方程(连续 性方程)：说　明　书 1/5 页 3 CN 114912383 A 3