Для моделирования процессов сепарации пара и гидродинамики запыленных потоков в коде Anes реализована упрощенная версия LDP (Lagrangian Discrete Phase) модели. Для верификации модели использовалось сравнение результатов расчетов, полученных с помощью кода Anes и CFD кода Fluent.
В качестве тестовой задачи моделировалось турбулентное течение воздуха в двумерном угловом канале. Постановка задачи представлена на рисунке 1 (ячейка сетки – квадрат со стороной 1 мм). В качестве модели турбулентности использовалась стандартная k–ε модель с пристенными функциями. Интенсивность турбулентных пульсаций на входе (нижняя часть канала) принималось равной 5%, характерный масштаб турбулентных вихрей - 20 мм. На рисунках 2–4 представлены результаты сравнения расчетов течения воздуха в таком канале, полученных с помощью кода Fluent и Anes.
Для верификации LDP-модели проведено моделирование 20 частиц, запускаемых с входной границы. Скорость частиц принималась равной скорости потока (10 м/с), плотность части p = 998,2 кг/м3. Турбулентная дисперсия частиц не учитывалась. Диаметры всех частиц принимались одинаковыми. Считалось, что при столкновении со стенкой частицы всегда поглощаются.
На рисунке 5 показаны траектории частиц для диаметра dp = 15 мкм. На рисунке 6 изображены зависимости продольной координаты и модуля скорости частицы, запущенной по центру канала. Частица имеет диаметр dp = 20 мкм и ее траектория заканчивается на верхней горизонтальной стенке канала.
Рисунок 1 - Геометрия канала
Fluent-14 Anes
Рисунок 2 - Поле статического давления в канале
Fluent-14 Anes
Рисунок 3 - Поле вертикальной компоненты в канале
Fluent-14 Anes
Рисунок 4 - Поле турбулентной энергии в канале
Fluent-14 Anes
Рисунок 5 - Траектории частиц
Рисунок 6 - Модуль скорости и горизонтальная координата частицы, «запущенной» по центру канала