钢包精炼数值模拟教程Word文档格式.docx
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C:
\Exceed.v9.0\Exceed\Setup.exe，装完之后重启电脑。
装gambit的路径为
\Gambit.v2.3.16\Fluent.Gambit.v2.3.16\gambit_install-ntx86-2.3.16
装fluent的路径为
Fluent6.3\Fluent_install-ntx86-6.3.26.exe
3.按照提示，复制许可证license到fluent和gambit的目录里。
对于gambit是安装完之后gambit安装文件中的许可证license.dat，大小为15KB复制到gambit在C盘的安装目录/License/目录里（路径为C:
\Fluent.Inc\license）
对于fluent是把其安装文件中的许可证license.dat，大小为4KB复制到C:
\Fluent.Inc\license\licmsgs.dir里面
4.记得要设置初始环境。
具体做法为：
对于Fluent：
开始——程序——FluentIncProducts——fluent6.3.26——SetEnvironment；
对于Gambit：
开始——程序——FluentIncProducts——Gambit2.3.16——SetEnvironment。
5所有路径最好使用英文名，不会出现问题。
使用
1、首先用GAMBIT构建目标物理模型及划分网格，网格如图4.1所示网格数为145920个。
2、将网格文件导入FLUENT6.3中的3D求解器中求解。
3、网格按比例缩放：
在GAMBIT中，生成网格使用的单位是mm，而在FLUENT中默认单位是m，需要缩放，以保证其几何尺寸的有效性。
Gridscale（调整长度单位，使之符合网格尺寸）check检查网格是否有错误
4、检查网格质量：
网格导入FLUENT后，对网格进行检查，以便确定是否可直接用于CFD求解，若发现有错误存在，要对其进行相应的修改。
Gridcheck检查网格是否有错误
5、设定求解器:
FLUENT提供了分离式和耦合式两类求解器，分离式求解器主要用于不可压和微可压流动，而祸合式求解器用于高度可压流动，在计算模式方面，FLUENT允许用户指定是稳态的还是非稳态的，根据钢包喷吹体系的特点，计算流场时选择稳态的分离隐式求解器。
Definemodelssolver中选择默认
确定计算模型：
钢包喷吹体系，属于典型的两项流，因此需要选择多相流模型和湍流模型，根据需要多相流模型选择Mixture（混合）模型。
Viscous选择湍流模型
Multiphase选择相的方式如多相流
Energy有能量方程的时候选择
6、定义材料:
FLUENT在其材料数据库中己经提供了air（空气）和water（水）的物理属性，直接选取即可。
define
materials
在fluentdatabase中还有许多的各种材料
若所使用的材料在数据库中不存在的话，可以自己建立先选择一种与你想要建立的材料状态对应的材料，在materials对话框的中选择这种材料：
name改成想要建立的材料名；
chemicalformula改成建立材料的化学式；
在对话框的下部改变各种物理参数。
最后点击change/creat建立材料。
7、definephase选择每相的材料
（设Phase-I为水，Phase-2为空气，气泡直径设为1mm，两相间的作用力为曳力]，曳力系数选择SchillerandNaumann模型，而升力和虚拟质量力可忽略，
Phase-1相1
phase-2相2
Interaction两相之间的作用力
8、设定运算环境:
运算环境的选择包括参考压力的选择和重力设定两项，在FLUENT中压力都是相对压力值，即相对于运行的参考压力而言的，为了方便运算，设定参考压力为0，参考压力的位置为（0，0，0.38m）（即:
钢包模型开口），重力设定为（0，0，-9.8m/s2）（根据模型的位置）。
Defineoperatingconditions
9、设定边界条件：
将模型底部喷孔设为速度入口边界，自由液面定义为对称边界，模型包壁和包底定义为静止的壁面边界，近壁区域选择标准壁面函数。
defineboundaryconditions
其中mixture可以设置湍流动能k和湍动能耗散率ε
Phase-2中可以设置气流速度
10、求解设置:
本文模拟中各变量的差分格式设置如下，①、压力（Pressure）：
Standard;
②、压力速度藕合（Pressure-velocityCoupling）:
SIMPLEC；
③、动量（Momentum）：
FirstOrderUpwind；
④、湍流动能（TurbulenceKineticEnergy）：
FirstOrderUpwind；
⑤湍流耗散速率（TurbulenceDissipationRate）：
FirstOrderUpwind；
开始运算时松弛按因子先用默认值，以后视残差收敛情况而定。
solvecontrolssolution默认
Monitorsresidual中的plot选中
11、设定初始条件：
选入口初始化，用入口边界条件自动得出各场变量的初值计算，并用Patch补丁命令定义整个流场在初始时全为水。
solveInitialize定义初始条件phase2volume为0
12、设置求解过程的监视参数（收敛残差）：
各流动变量的收敛残差定义为不大于10-3，并输出监视结果。
iterate开始计算
待流场稳定以后，混合过程的计算是通过加入示踪剂，然后计算其浓度分布来实现的，具体如下：
13、在稳定的流场基础上，将稳态求解器选为非稳态求解。
Definemodelssolver
14、在计算模型中打开传输模型项，在传输模型中不选体积反应选项，定义Phase-1为混合模板。
Define下models中的species选择transport&
reaction
15、材料属性选项中，在流体材料中选择任何一种材料均可，再在Phase-1混合模板中定义为这种材料和水的混合物。
16、运算环境中，重力设定不变，参考压力变为101325Pa，参考位置不变。
17、求解设置中，压力速度藕合（Pressure-velocityCoupling）选择PISO其它差分格式不变，关掉除传输项以外其它所有的项，只计算混匀，不再计算流场。
18、监视参数中，设定参差不大于10-7。
19、用Patch补丁命令开始加入示踪迹，具体操作为：
首先根据物理坐标找到具体加入位置的坐标点，由于要在喷口的正上方加入，所以，加入位置的坐标为（0.33m）；
以这一坐标点为中心，定义一球体，半径为0.05m，令该球体所包含的若干网格内示踪剂初始浓度为1；
将钢包模型内其它区域示踪剂初始浓度定义为0。
以此计算示踪剂在模型内混合的过程。
Adaptregion
选择其中的sphere
设置其中的各个参数如三个坐标和球的直径
Markadapt
先patch液体中示踪剂的浓度为0在patch球体中的示踪剂浓度为1
20、设定时间步长：
非稳态计算必须要设定时间步长，Lunden的研究结果证明，在满足收敛和一定精确性的条件下，时间步长对最终混合时间的影响不大，本实验因为要模拟示踪剂在2分钟内的混合过程，模拟时间很长，因此选择较大的时间步长（选为1s），时间步数设为120，最大求解步数根据需要选设为5。
21、用FLUENT中自动保存命令，每隔5步（即5s）保存一次数据。
以此进行迭代计算，直至计算完设定的计算步数120步。
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