[发明专利]一种烟草除杂装置流场的数值模拟方法

权利要求书

1.一种烟草除杂装置流场的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于三维绘图软件creo 3.0构建烟草除杂装置腔体的物理模型且划分网格，并设置模型的边界条件；该物理模型包括气流通道(15)、气流进口(11)、光板(14)、第一气流出口(13)、第二气流出口(12)、托带板(16)，气流通道(15)设置于托带板(4)上方，光板(14)设置于气流通道(15)内，气流进口(11)设置于气流通道(15)侧壁上且位于光板(14)上方，第一气流出口(13)和第二气流出口(12)分别位于托带板(16)两侧；

将划分网格的模型导入fluent软件中，基于多孔介质模型在动量方程中增加源项来模拟模型中多孔区域对流场的影响；

对划分网格的模型求解获得气流流动特性；

模型的边界条件设置为气流进口(11)为速度入口，第一气流出口(13)和第二气流出口(12)设置为压力出口，光板(14)与两端流体域间的上下出入口设置为内部边界interior；

求解前对fluent软件进行设置，包括：

(1)湍流模型选用K-epsilon模型；

(2)采用基于压力求解器和simple算法；

(3)对流项差分格式选用二阶格式；

(4)在多孔域porous选中porous zone与laminar复选框，并在porous zone标签下用经验公式推导穿过均风板的粘性力参数和惯性力参数；

(5)设置边界条件初始值；

(6)设置迭代步数和收敛精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，求解前设置多孔介质模型参数，包括

(1)穿过光板板的流动参数；

(2)用VanWinkle方程计算均风板上压强的损失。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气流流动特性控制方程组包括

(1)连续性方程：

(2)动量方程：

(3)动量方程具有附加的动量源项：

其中，x_k、x_i表示不同方向，μ_k、μ_i表示不同方向的流速，ρ密度，μ流体速度，p压强，f为单位体积质量流体微团上的体积力，s_i是i向动量源项，D和C分别是粘性阻力和惯性损失系数矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，fluent软件采用解标准能量输运方程的方法对划分网格的模型进行求解，但修改了传导流量和过度项；其中

传导流量使用有效传导系数；

过渡项包括了介质固体区域的热惯量：

其中：h_f为流体的焓，h_s为固体介质的焓，φ为介质的多孔性，k_eff为介质的有效热传导系数，为流体焓的源项，为固体焓的源项。