1.基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:依据冷喷涂基体面的结构特点,建立求解区域的几何模型,选取网格类型剖分网格,设置边界条件;
S2:将S1绘制完成的网格导入FLUENT中,检查网格并调整网格的尺寸比例;
S3:选择求解器和求解方法,加载湍流能量方程;
S4:选择需要求解的湍流能量方程;
S5:指定气相和颗粒材料的物理性质;
S6:指定边界条件,调节解的控制参数;
S7:初始化流场,开始迭代求解;
S8:气相收敛后加入离散相颗粒,离散相颗粒包括金属相和硬质相,选用rosin-rammler的尺寸分布,指定金属相和硬质相的颗粒参数,选择射流类型和球型拽力定律;
S9:将自定义函数UDF插入到离散相模型中,选定设置离散相的初始条件Reset DPMSources,开始迭代求解;
其中,自定义函数UDF的建立包括以下步骤:
1)根据离散相颗粒的金属相和硬质相在喷枪中受到拽力的函数关系,建立拽力的自定义函数;
2)根据离散相颗粒的金属相和硬质相在喷枪中受到冲蚀过程,建立基板颗粒尺寸的自定义函数;
步骤1)中拽力的自定义函数为: 其中u是气固两相的相对速度,CD为金属相颗粒最小尺寸,ρ为气相的密度,dp为颗粒的平均尺寸;
步骤2)中基板颗粒尺寸的自定义函数为:D=(P+n·D1)/(n+1),其中D为基板颗粒尺寸,P为喷出颗粒尺寸,n为喷出颗粒数量,D1为原始平均颗粒尺寸;根据金属相颗粒和硬质相颗粒平均颗粒尺寸不同,当D大于金属相最小尺寸时,存储为UDM1;当D小于金属相最小尺寸时,存储为UDM2,得到硬质相颗粒基体面分布;
S10:计算收敛后,记录气相速度变化云图;
S11:当计算结果与实验结果相符时,仿真完成;当结果与实验结果不相符时,对S1的模型或网格进行修改,并重复S2-S10的计算步骤。
2.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S3中,求解器为三维双精度求解器,求解方法为耦合显式求解。
3.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S4中,选择SST k-omega的湍流能量方程。
4.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S5中,气相的物理性质包括密度、热导率和比热容;颗粒材料的物理性质包括密度、热导率和比热容。
5.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S6中,指定边界条件包括:设定入口压力、入口温度、出口压力和出口温度,壁面采用对流传热方式,wall2设置压力远区。
6.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S8中,金属相和硬质相的颗粒参数均包括初始温度、质量流率、最大颗粒尺寸、最小颗粒尺寸、平均颗粒尺寸和分布指数,射流类型为Surface。
7.根据权利要求1所述的基于FLUENT模拟硬质相颗粒基体面分布情况的仿真计算方法,其特征在于,S9中,所述离散相模型为Erosion物理模型。