[发明专利]一种沉淀气浮池气浮区流体力学模型的建立方法

说明书

本发明公开了一种沉淀气浮池气浮区流体力学模型的建立方法，计算时首先利用前处理软件建立网格，网格建立后对模型进行定义，然后利用计算软件进行迭代计算及后处理；为保证建立网格的精确性，采用ICEM建立网格，建立网格检查网格质量达到要求后，利用Fluent14.5求解器对二维水气两相网格求解；利用Fluent进行模拟计算及后处理后，得到各模型气相流迹图、气相体积分布云图以及气相体积分数曲线；本发明使用计算流体力学模拟，以直观的模拟计算结果来指导设计；不仅可以减少试验，还可提高设计准确性，有助于气浮池的设计。

技术领域

本发明涉及计算机图形流体力学领域，具体是一种沉淀气浮池气浮区流体力学模型的建立方法。

背景技术

随着《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)颁布实施，水厂传统的混凝-沉淀-消毒工艺已难以满足新标准的要求。因此都面临改造升级的状态，水厂工艺改造后的沉淀气浮池气浮区设计存在巨多不合理之处，如果对沉淀气浮池运行效果，同时运用计算流体力学方法对沉淀气浮池进行流场特性数值模拟，考察浮沉池池体结构及流场特征，进一步优化运行参数。可能会减少试验，还可能提高设计准确性，有助于气浮池的设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉淀气浮池气浮区流体力学模型的建立方法，以解决上述背景技术中提出的问题，主要是依靠软件来实现，计算时，首先利用前处理软件建立网格，网格建立后对模型进行定义，然后利用计算软件进行迭代计算及后处理。为保证建立网格的精确性，采用ICEM建立网格，建立网格检查网格质量达到要求后，利用Fluent14.5求解器对二维水气两相网格求解。利用Fluent进行模拟计算及后处理后，得到各模型气相流迹图、气相体积分布云图以及气相体积分数曲线。本发明使用计算流体力学模拟，以直观的模拟计算结果来指导设计。不仅可以减少试验，还可提高设计准确性，有助于气浮池的设计。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种沉淀气浮池气浮区流体力学模型的建立方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：利用前处理软件建立网格，采用ICEM建立网格；

步骤2：网格建立后对模型进行定义，模型定义采用Fluent的定义方式，利用软件操作定义计算模型、混合流模型、湍流模型、物相、边界条件；

步骤3：利用计算软件进行迭代计算及后处理，得到各模型气相流迹图、气相体积分布云图以及气相体积分数曲线。

作为优选，所述步骤1中采用ICEM建立结构网格，具体建立方法步骤如下：

(1)设定工作目录；为方便记录，选择工作目录为桌面；

File→Change Working Dir→Desktop

(2)创建Point；根据图形计算各点坐标，通过输入坐标的方法输入一个基准坐标，剩余坐标可手动输入，也可经过偏移基准坐标的方法建立；

Geometry→Create Point→Explicit Coordinates→Base Point and Delta

(3)创建Curve；本试验池型较为方正，故采用连两点成线段的方法创建线条，选择时注意按照顺序选择，负责创建Curve会失败；创建Curve后模型如图1所示。

Geometry→Craet/Modify Curve→From Points

(4)定义Part，完成后检查是否正确；ICEM中Part的名称将会是网格生成后边界的名称，在此时进行定义，不仅可以明确边界，还可简化在求解器中的定义过程。针对本试验，建立Part包括：待处理水入口(IN1)、两个回流溶气水入口(IN2、IN3)、处理后出水口(OUT1)、两个池顶自由液面(OUT2、OUT3)、墙面(WALL)；