FLOW-3D HYDRO Conveyance Infrastructure

FLOW-3D & computational fluid dynamics for civil engineering

Conveyance systems

  • Tunnels
  • Overflows
  • Hydraulic controls
    • Gates
    • Weirs
    • Orifice
  • Drop structures
  • Flow splitting
  • Open channel conveyance
  • Pumps
  • Flap gates (moving objects)
  • Air flow / air supply
  • Entrained air (entrainment, evolution, drift flux, buoyancy, bulking, de-aeration)

Baffle dropshaft

Tangential dropshaft

Sample GUI packaged conveyance examples

Conveyance systems: simulation outputs

해석 결과로 얻을 수 있는 Simulation outputs

  • Pressure, velocity field
  • Water elevation profiles
  • 3D transient behaviors
  • Surges & sloshing
  • Pump approach flow
  • Pump discharge & operations
  • Air phase
  • Entrained air
  • Forces & coupled motion for moving objects

Bubble diffuser aeration systems / 폭기조 모델링

FLOW-3D에서 입자 유형

  • 마커(Marker) : 유체에서만 움직임
  • 기체 입자(Gas particle)
    • 중력, 드래그, 질량 포함
    • 유체의 커플링 운동량의 양방향
    • 체적/압력 커플링

구현 과정에서의 검토 내용

  • 물리 식별
    • 입자 유형 활성화
    • 물성치 정의
  • 격자와 형상
    • 입자 블록: 초기 입자 분포 정의
    • 입자 소스: 생성 속도로 정의

모델에 대한 가정 검토

  • 하위 격자 크기
    • 입자 크기 << 격자 크기
    • 유체 변위 없음
  • 입자와 입자간 상호작용 없음
  • 주된 유체를 떠날 경우 입자가 삭제됨
  • 입자 수 제한

실행 시간에 대한 검토

  • 입자 수에 따른 결과
    • 작은 기포의 직경과 높은 입자의 수
    • 큰 입자를 사용하여 입자 수 감소
  • 많은 입자를 셀 수 있는 RAM
  • 공기 혼입 / 표류 유동 모델
    • 더 나은 계산 효율

Bubble diffuser aeration systems

Aeration Modeling in FLOW-3D

FLOW-3D Particle Model

The Lagrangian particle model is a sub-grid model can be used to track the motion of spherical particles with different attributes and sizes smaller than a computational cell.

  • Partides can be:
    • Massless (i.e. marker particles)
    • Solid Spheres (i.e. mass particles)
    • Droplets of fluid (i.e. fluid particles)
    • Bubbles of gas (i.e. gas particles)
  • Assumptions/Limitations
    • Particle size << Mesh size
    • No particle-particle interaction

Aeration Tank Setup Example

New Solver developments – gas dissolution


  • Include mass transfer between gas inside the bubble and the surrounding fluid
  • Accounts for saturation in ambient fluid
  • Accounts for loss of mass / volume shrinkage of gas particle