【小白的CFD之旅】10 敲門實例【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-01-18  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

按黃師姐的說法,做好第一個案例很重要。第一個案例既可以幫助理解CFD的工作流程,還可以幫助熟悉軟件的操作界面。
黃師姐推薦的入門案例來自于ANSYS官方提供的培訓教程,是一個關(guān)于交叉管內(nèi)流動混合的案例,涉及到流動及傳熱。

1.問題描述
2.案例目的
2.FLUENT設(shè)置
2.1 導入網(wǎng)格
2.2 General設(shè)置
2.3 Models設(shè)置
鄭重申明

1.問題描述

兩個異徑管道相交,分別流入不同溫度的介質(zhì),利用FLUENT求解介質(zhì)混合后的狀態(tài)。

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2.案例目的

案例包含了利用FLUENT進行仿真計算的基本步驟。通過本案例可以學習的內(nèi)容包括:

  • 讀入計算網(wǎng)格
  • 選擇并設(shè)置流體介質(zhì)屬性
  • 定義計算邊界條件
  • 設(shè)置計算監(jiān)測
  • 進行仿真計算
  • 計算后處理

2.FLUENT設(shè)置

2.1 導入網(wǎng)格

案例中并沒有包括幾何模型創(chuàng)建及網(wǎng)格劃分過程,因此案例從網(wǎng)格導入開始。

  • 啟動FLUENT,啟動面板中進行如圖所示設(shè)置。
    • Dimension:選擇3D
    • Working Directory:選擇設(shè)置案例工作路徑
      【小白的CFD之旅】10 敲門實例【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys圖片2
  • Fluent啟動后,導入網(wǎng)格文件
    • 利用菜單File|Read|Mesh…,在彈出的文件選擇對話框中選擇網(wǎng)格文件Mixing_tee.msh,選擇OK按鈕確認選擇
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2.2 General設(shè)置

選擇模型樹節(jié)點General后,在其右側(cè)會顯示出General節(jié)點的設(shè)置面板,如圖所示。

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圖中包含的按鈕及選項:

  • Scale:縮放網(wǎng)格尺寸
  • Check:檢查網(wǎng)格
  • Report Quality:報告網(wǎng)格質(zhì)量
  • Diaplay:顯示網(wǎng)格
  • Type
    • Pressure-Based:采用壓力基求解器
    • Density-Based:采用密度基求解器
  • Velocity Formulation
    • Absolute:絕對速度
    • Relative:相對速度
  • Time
    • Steady:采用穩(wěn)態(tài)計算
    • Transient:采用瞬態(tài)計算
  • Gravity:設(shè)置重力加速度
  • Units:設(shè)置單位

  • 1.Display
    導入網(wǎng)格后網(wǎng)格并不直接顯示在圖形窗口中,此時可通過樹形節(jié)點General中的設(shè)置面板中Dispaly按鈕顯示計算網(wǎng)格

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  • 2.模型Scale
    選擇模型樹節(jié)點General,之后選擇參數(shù)面板中的Scale…按鈕,在彈出的對話框中檢查計算域尺寸。如圖所示。

    查看圖中的Domain Extents,觀察計算域尺寸與要模擬的計算空間尺寸是否吻合,若不吻合的話,需要通過設(shè)置縮放因子對網(wǎng)格進行縮放。


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  • 3.Check網(wǎng)格
    點擊Check按鈕,軟件自動檢查網(wǎng)格并在文本窗口中顯示網(wǎng)格信息,包含計算域尺寸、網(wǎng)格體積統(tǒng)計、網(wǎng)格面統(tǒng)計等。如圖所示。

    比較重要的參數(shù)為minimum Volume,確保該參數(shù)值為正值。建議在讀入網(wǎng)格之后及網(wǎng)格縮放之后進行網(wǎng)格檢查工作


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  • 4.Report Quality
    點擊此按鈕輸出網(wǎng)格質(zhì)量信息。如圖所示。根據(jù)網(wǎng)格形狀的不同,FLUENT輸出的網(wǎng)格質(zhì)量評價指標也不相同。對于本案例,FLUENT輸出了三個參數(shù):
    • Minimum Orthogonal Quality:最小正交質(zhì)量
    • Max Ortho Skew:最大正交歪斜率
    • Maximum Aspect Ratio:最大長寬比


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最小正交質(zhì)量值范圍為0~1,最差為0,最好為1,一般情況下要求網(wǎng)格最小正交質(zhì)量大于0.2;最大歪斜率取值0~1,越小越好。

  • 5.采用Pressure-Based求解器
  • 6.使用Absolute速度格式
  • 7.采用Steady穩(wěn)態(tài)計算
  • 8.設(shè)置Units
    默認溫度單位為K,這里為方便起見設(shè)置溫度單位為℃。選擇按鈕Units..打開單位設(shè)置面板。如圖所示,選擇Quantities列表項temperature,在右側(cè)列表框中選擇單位為c。完畢后點擊Close關(guān)閉對話框。
    【小白的CFD之旅】10 敲門實例【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys培訓課程圖片9

    不管使用何種單位,FLUENT在求解時始終使用國際單位制,這里設(shè)置單位只是為了前處理設(shè)置方便。


2.3 Models設(shè)置

模型樹節(jié)點Models用于選擇并設(shè)置計算過程中所涉及的物理模型。如圖所示。

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FLUENT提供的計算模型包括:

  • Multiphase:多相流模型,用于模擬多相流現(xiàn)象。
  • Energy:能量模型。當計算涉及到傳熱時需要激活能量模型。
  • Viscous:粘性模型。如考慮湍流時需要在粘性模型中進行設(shè)置
  • Radiation:輻射模型。當計算域中存在大的溫差需要考慮輻射效應時需要激活此模型
  • Heat Exchanger:熱交換器。在計算域中構(gòu)造換熱器模型
  • Species:組分模型。當需要模擬組分擴散或化學反應時需要設(shè)置此模型
  • Discrete Phase:離散相模型。模擬計算域中的稀薄顆粒運動軌跡
  • Solidification & Melting:凝固融化模型,模擬材料固液相變
  • Acoustics:氣動聲學計算
  • Eulerian Wall Film:歐拉液膜模型
  • Electric Potential:電勢模型

本案例中涉及到傳熱及湍流,因此需要激活EnergyViscous模型。

  • Energy模型設(shè)置
    Energy模型不需要設(shè)置任何參數(shù),只需要激活即可。
    【小白的CFD之旅】10 敲門實例【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys培訓的效果圖片11
  • Viscous模型設(shè)置
    激活Viscous后,選擇k-epsilon模型,在子模型選項中選擇Realizable,如圖所示。
    【小白的CFD之旅】10 敲門實例【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys培訓的效果圖片12

注:由于案例較長,因此將其拆散為多篇


鄭重申明

  • 本系列根據(jù)真實經(jīng)歷改編,如有雷同實屬巧合,請勿人肉
  • 轉(zhuǎn)載請務(wù)必保證文字完整

下載文中的msh文件

來自為知筆記(Wiz)




轉(zhuǎn)自:流沙[胡坤]

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