FLUENT 声学模型

FLUENT 声学模型
FLUENT 声学模型

目录

1.ANSYS Fluent流噪声计算方法 (1)

https://www.360docs.net/doc/989228393.html,putational Aeroacoustics(CAA直接模拟) (1)

1.2.Acoustic Analogy Modeling(声比拟模型) (1)

1.3.Broadband(宽频噪声模型) (2)

1.4.将CFD和指定的噪声计算代码耦合 (2)

2.Fluent的声比拟模型(FW-H)的使用步骤 (3)

1.ANSYS Fluent流噪声计算方法

对于气动噪声学科的挑战,许多气动噪声计算的方法已经被呈现出来,他们的适用性和所消耗的资源都不一样。

Ansys Fluent提供了四种方式来计算气动噪声:直接模拟方法、基于声比拟的积分方法、使用宽频噪声源模型的方法以及将CFD和指定的噪声计算代码耦合。

1.1. Computational Aeroacoustics(CAA直接模拟)

在这种方法中声音的产生和传播直接通过求解合适的流体动力学方程获得。

声波的预测要求控制方程的时间精确解。进一步讲,在大多数直接模型的实际应

用中,必须借助于能够模拟粘滞效应和湍流效应的控制方程,例如非稳态N-S方

程,雷诺时均方程以及过DES和LES使用的过滤方程。

直接模型需要高精度的求解方法,非常细密的计算网格以及声音无反射边界条件,所以计算代价大。当预测远场噪声(几百倍的机翼弦长处得噪声)计算代

价更大。当计算近场噪声,直接方法就变的可行,如舱室噪音。对于许多近场噪

声的计算中,由于局部压力波动导致的噪声是可以通过fluent准确计算的。1.2. Acoustic Analogy Modeling(声比拟模型)

对于中场和近场噪声,fluent采用基于Ligthill的声比拟方法,它是直接模拟的一个很好的补充。在该方法中,近场流场从控制方程中获得,如非稳态的雷诺

平均方程,过滤的DES和LES方程,然后把求解结果作为噪声源,通过求解波动

方程得到解析解,这样就把流动求解过程从声学分析中分离出来。

Ansys Fluent采用基于FW-H的方程,FW-H方程采用最通用的lighthill的噪声比拟方法,可以求解单极子、偶极子和四极子产生的噪声传播。Ansys Fluent采用

时域积分的方法(声压、噪声信号与时间相关),通过面积分计算指定位置的噪声。

流场变量,如压力,速度时间精度的解的获得需要求解面积分。时间精度的解可以从非稳态雷诺平均方程,大涡模拟,或分离涡模型求解获得,可以捕捉精确的流动特征如涡脱落等现象。

Ansys Fluent中的噪声积分源面不仅可以放在不可穿透壁面上,也能放在内部可穿透面上,这样就可以考虑源面包围的四极子噪声的贡献。Ansys fluent中先进

的基于“可穿透面积分”的FW-H模型可以很好解决高、亚速气动噪声问题。

Ansys Fluent中的FW-H噪声模型可以选择多个源面和接收位置,也可以保存噪声源数据,或在瞬态流动求解过程中同时执行噪声计算。声压信号可以快速傅里叶变换得到,结合Ansys Fluent后处理获得全部声压标准(SPL)和能量谱范围下的噪声数据图。

声比拟模型基于两步法:首先采用CFD方法在噪声源附近精确的计算瞬态流场,其次是从声源处到接收处噪声传播通过求解波动方程获得。

1.3. Broadband(宽频噪声模型)

在许多工程应用中的湍流,噪声没有明显的频段,声波能量连续分布在一个宽频段范围内按频率连续分布,这就涉及到宽频噪声问题。在Ansys Fluent的宽频噪声模型中,湍流参数通过雷诺时均方程求出,再用一定的半经验修正模型(如Proudman方程模型、边界层噪声源模型、线性Euler方程源项模型、Lilley方程源项模型)计算表面单元或体积单元的噪声功率。

1.4. 将CFD和指定的噪声计算代码耦合

为了保存源数据,可以激活输出噪声源数据以ASD格式或者以CGNS的格式,或者两者都选。当做了选择,被选为源面的所有的面得相关的源数据都被写进指定文件。

不用激活FW-H模型,可以输出声源数据用于sysnoise。需要定义源面为.index 或.asd可以用于sysnoise的格式。另外,如果想输出四极子源你可以选择流体域作为发射源,激活流体域为源项:

对于不可穿透面的噪声源数据必须用CGNS的形式输出(virtual lab软件)而

不需要激活FW-H模型。

2.Fluent的声比拟模型(FW-H)的使用步骤

使用FW-H噪声模型计算噪声的流程包括两个步骤:第一步,在选择的源面上获得随时间变化的相关流场变量,如压力、速度和密度。第二步,用第一步中收集到的源数据来计算用户定义接收位置处的声压信号。在计算声压用FW-H积分求解时,Fluent用了一个所谓的“forward-time projection”来考虑到发射时间(声音从源面发射出的时间)到接收时间(声音到达接收位置的时间)。forward-time projection方法能让你在瞬态流动过程中同时计算噪声,而不需要保存源数据。

1、激活FW-H噪声模型

设置模型常数

?远场密度

?远场声速

?参考声压:用于计算声压级,默认的值是2e-5Pa

?噪声修正长度:当用二维计算结果计算噪声时需要。FW-H积分将在这个尺度上被计算,用同样的源数据。

计算噪声”on the fly”

Fluent中FW-H噪声模型容许你同时计算在指定接收位置处得声压信号,而不需要写出噪声源数据文件,这样可以大量的节省磁盘空间。为了使用”on the fly”噪声计算,在噪声模型中,激活同时计算噪声信号。因为噪声计算消耗的内存和计算时间与流场计算相比小很多,所以这个选项可以使用或者连带源项文件输出和噪声计算一起使用当同时计算噪声信号被激活时,Fluent窗口在每一个时间步将打印信息表示声压信号被

计算,激活该项,表示Fluent在每一个时间步结束时计算声压。

写出源数据文件

尽管On the fly是一个很方便的特征,但是有时候也会需要保存源文件,因为瞬态计算中源文件的获得是在噪声计算中很耗时间的,你很可能不想丢弃他,通过保存源数据,你可以重复利用并计算新的或其他位置的声压信号。

为了保存源数据,可以激活输出噪声源数据以ASD格式或者以CGNS的格式,或者两者都选。当做了选择,被选为源面的所有的面得相关的源数据都被写进指定文件。源数据变化是依据求解选项和源面是壁面与否。

2、定义源面

在噪声模型中,点击定义源面,你可以定义用于噪声计算中的源面和用于保存源数据的输入参数,在源区域中,你可以选择多个发射面,面类型的选择不仅限于壁面。你也可以选择内部面或滑移界面作为源面。

选择多个源面的功能对于对于研究来自单个源面的贡献多少有很大的帮助。对于多个源面的使用结果是有效的,只要在面之间的噪声相互影响非常微弱可以忽略。

为了保存源数据,须设定source data root file name,write frequency(时间步长数)和number of time steps per file。Write frequency容许你控制源数据写出的频率,如果瞬态计算中的时间尺度小于求解噪声的频率,这样有利于节省磁盘空间,在大多数模拟中,每一个时间步都保存源数据,那默认值为1,因为噪声计算往往要产生几百个时间步的噪声源,你可能想将数据分割成几个文件。所以定义number of time per file容许你写出源文件到不同的文件

3、定义接收面

4、继续求解瞬态计算,并进行足够长的周期。

fluent--模拟例子

第一章 一维稳态导热的数值模拟 一、模拟实验目的和内容 本模拟实验的目的主要有3个:(1)学生初步了解并掌握Fluent 求解问题的一般过程,主要包括前处理、计算、后处理三个部分。(2)理解计算机求解问题的原理,即通过对系统进行离散化,从而求解代数方程组,求得整个系统区域的场分布。(3)模拟系统总的传热量并与傅立叶导热定律的求解结果相比较,验证数值模拟的可靠性。实验内容主要包括:(1)模拟一维稳态导热平板内的温度分布。(2)模拟一维稳态导热总的传热量。 二、实例简介 如图1-1所示,平板的长宽度远远大于它的厚度,平板的上部保持高温h t ,平板的下部保持低温c t 。平板的长高比为30,可作为一维问题进行处理。需要求解平板内的温度分布以及整个稳态传热过程的传热量。 三、实例操作步骤 1. 利用Gambit 对计算区域离散化和指定边界条件类型 步骤1:启动Gambit 软件并建立新文件 在路径C:\Fluent.Inc\ntbin\ntx86下打开gambit 文件(双击后稍等片刻),其窗口布局如图1-2所示。 图1-2 Gambit 窗口的布局 然后是建立新文件,操作为选择打开入图1-3所示的对话框。 h t c 图1-1 导热计算区域示意图 x y

图1-3 建立新文件 在ID文本框中输入onedim作为文件名,然后单击Accept按纽,在随后显示的图1-4对话框中单击Yes按纽保存。 图1-4 确认保存对话框 步骤2:创建几何图形 选择Operation→Geometry→Face ,打开图1-5所示的对话框。 图1-5 创建面的对话框 在Width内输入30,在Height中输入1,在Direction下选择+X+Y坐标系,然后单击Apply,并在Global Control下点击,则出现图1-6所示的几何图形。 图1-6 几何图形的显示 步骤3:网格划分 (1)边的网格划分 当几何区域确定之后,接下来就需要对几何区域进行离散化,即进行网格划分。选择Operation→Mesh→Edge,打开图1-7所示的对话框。

Fluent雾化喷嘴数值仿真研究

F l u e n t雾化喷嘴数值 仿真研究 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

Fluent雾化喷嘴数值仿真研究 FLUENT提供五种雾化模型: ?平口喷嘴雾化(plain-orificeatomizer) ?压力-旋流雾化(pressure-swirlatomizer) ?转杯雾化模型(flat-fanatomizer) ?气体辅助雾化(air-blast/air-assistedatomizer) ?气泡雾化(effervescent/flashingatomizer) 所有的模型都是用喷嘴的物理及尺寸参数(例如喷口直径、质量流率)来计算初始颗粒尺寸、速度、位置。对于实际的喷嘴模拟来说,无论是颗粒的喷射角度还是其喷出时间都是随机分布的。但对FLUENT的非雾化喷射入口来说,液滴都是在初始时刻以一个固定的轨道喷射出去(到流场中去)。喷雾模型中使用随机选择模型得到液滴的随机分布。随机选择轨道表明初始液滴的喷射方向是随机的。所有的喷嘴模型中都要设第初始喷射角(范围),颗粒通过随机的方法在这个范围内得到一个初始喷射方向。这种方法提高了由喷射占主导地位流动的计算精度。在喷嘴附近,液滴在计算网格内的分布趋向于更加均匀,这样,通过气相作用于液滴上的曳力就加强了气相-液滴之间的耦合作用。 平口喷嘴雾化(plain-orificeatomizer)模型 平口喷嘴是最常见也是最简单的一种雾化器。但对于其内部与外部的流动机制却很复杂。液体在喷嘴内部得到加速,然后喷出,形成液滴。这个看似简单的过程实际却及其复杂。平口喷嘴可分为三个不同的工作区:单相区、空穴区、以及回流区(flipped。不同工作区的转变是个突然的过程,并且产生截然不同的喷雾状态。喷嘴内部区域决定了流体在喷嘴处的速度、初始颗粒尺寸、以及液滴分散角。每种喷雾机制如下图示(图1、2、3): 图1单相流雾化喷嘴流动(液体完全充满喷头内部) 图2空穴喷嘴流动(喷头倒角处产生了空穴) 图3返流型喷嘴流动(在喷头内,下游气体包裹了液体喷射区) 压力-旋流雾化喷嘴模型 另一种重要的喷嘴类型就是压力-旋流雾化喷嘴。气体透平工业的人把它称作单相喷嘴(simplexatomizer)。这种喷嘴,然后流体通过一个称作旋流片的喷头被加速后,进入中心旋流室。在旋流室内,旋转的液体被挤压到固壁,在流体中心形成空气柱,然后,液体以不稳定的薄膜状态从喷口喷出,破碎成丝状物及液滴。在气体透平、燃油炉、直接喷射点火式汽车内燃机的液体燃料燃烧中,压力-旋流雾化喷嘴使用很广泛。液体从内部流到完全雾化的过程可分为三个步骤:液膜形成、液膜破碎及雾滴形成。这个过程的示意图如下: 图4喷嘴内部流动转变为喷雾状态的理论步骤 转杯雾化模型(TheFlat-FanAtomizerModel) 转杯雾化喷嘴与压力-旋流雾化喷嘴很类似,只是它形成了液膜层,而不是旋流。液体从宽而薄的喷口出来后形成平面液膜,继而破碎成液滴。一般认为,它的雾化机理与压力-旋流雾化喷嘴类似。一些学者认为转杯雾化喷嘴(由冲击射流雾化而来)的雾化机理与平面液膜的雾化类似。在这种情况下,转杯雾化模型可以应用。只有在三维的情况下才可以使用这个模型。图5是一个转杯的三维示意图。此模型假定扇叶由一个虚点延长而成。用户必须设定虚点的位置,虚点就是扇叶的侧边的延长线的交点。用户还必须设定扇叶的弧边所对应的中心点。为了确定喷射的方向,FLUENT将由虚点和中心点的位置来确定一个向量。用户还必须设定扇叶弧的半顶角、喷口宽度(垂直方向)以及液体的质量流率。 图5平板扇叶喷嘴顶视图与侧视图 空气辅助雾化模型

fluent学习笔记

fluent技术基础与应用实例 4.2.2 fluent数值模拟步骤简介 主要步骤: 1、根据实际问题选择2D或3Dfluent求解器从而进行数值模拟。 2、导入网格(File→Read→Case,然后选择有gambit导出的.msh文件) 3、检查网格(Grid→Check)。如果网格最小体积为负值,就要重新 进行网格划分。 4、选择计算模型。 5、确定流体物理性质(Define→Material)。 6、定义操作环境(Define→operating condition) 7、制定边界条件(Define→Boundary Conditions) 8、求解方法的设置及其控制。 9、流场初始化(Solve→Initialize) 10、迭代求解(Solve→Iterate) 11、检查结果。 12、保存结果,后处理等。 具体操作步骤: 1、fluent2d或3d求解器的选择。 2、网格的相关操作 (1)、读入网格文件 (2)、检查网格文件 文件读入后,一定要对网格进行检查。上述的操作可以得到网格信息,从中看出几何区域的大小。另外从minimum volume 可以知道最小网格的体积,若是它的值大于零,网格可以用于计算,否则就要重新划 分网格。 (3)、设置计算区域 在gambit中画出的图形是没有单位的,它是一个纯数量的模型。故 在进行实际计算的时候,要根据实际将模型放大或缩小。方法是改变fluent总求解器的单位。 (4)、显示网格。 Display→Grid 3、选择计算模型

(1)、基本求解器的定义 Define→Models→Solver Fluent中提供了三种求解方法: ·非耦合求解 segregated ·耦合隐式求解 coupled implicit ·耦合显示求解 coupled explicit 非耦合求解方法主要用于不可压缩流体或者压缩性不强的流体。 耦合求解方法用在高速可压缩流体 fluent默认设置是非耦合求解方法,但对于高速可压缩流动,有强的体积力(浮力或离心力)的流动,求解问题时网格要比较密集,建 议采用耦合隐式求解方法。耦合能量和动量方程,可以较快的得到收敛值。耦合隐式求解的短板:运行所需要的存比较大。若果必须要耦合求解而机器存不够用,可以考虑采用耦合显示求解方法。盖求解方法也耦合了动量,能量和组分方程,但是存却比隐式求解方法要小。 需要指出的是,非耦合求解器的一些模型在耦合求解器里并不一定都有。耦合求解器里没有的模型包括:多相流模型、混合分数/PDF燃烧模型、预混燃烧模型。污染物生成模型、相变模型、Rosseland辐射模型、确定质量流率的周期性流动模型和周期性换热模型。 %%%有点重复,但是可以看看加深理解 Fluent提供三种不同的求解方法;分离解、隐式耦合解、显示耦合解。分理解和耦合解的主要区别在于:连续方程、动量方程、能量方程和 组分方程解的步骤不同。 分离解按照顺序解,耦合解是同时解。两种解法都是最后解附加的标量方程。隐式解和显示解的区别在于线性耦合方程的方式不同。 Fluent默认使用分离求解器,但是对于高速可压流动,强体积力导致 的强烈耦合流动(流体流动耦合流体换热耦合流体的混合,三者相互耦合的过程—文档整理者注)(浮力或者旋转力),或者在非常精细的网格上的流动,需要考虑隐式解。这一解法耦合了流动和能量方程, 收敛很快。%%% (2)、其他求解器的选择 在实际问题中,除了要计算流场,有时还要计算温度场或者浓度场等,因此还需要其他的模型。主要的模型有: Multiphase(多相流动)viscous(层流或湍流)energy(是否考虑传热)species(反应及其传热相关) (3)操作环境的设置 Define→operation→condition

基于Fluent的三通管数值模拟及分析

第40卷第2期 当 代 化 工 Vol.40,No. 2 2011年2月 Contemporary Chemical Industry February,2011 收稿日期: 2010-08-17 作者简介: 魏显达(1983-),男,硕士,黑龙江北安人,2007年毕业于大庆石油学院电子信息工程,研究方向:塔顶流出系统的腐蚀与防 基于 Fluent 的三通管数值模拟及分析 魏显达,王为民, 徐建普 (辽宁石油化工大学石油天然气工程学院, 辽宁 抚顺 113001) 摘 要:Fluent 软件作为流体力学中通用性较强的一种商业CFD 软件应用范围很广。通过利用Fluent 计算流体动力学(CFD)的软件,对石油工业系统中常见的三通管内部流体进行了模拟分析,得到了三通管内在流体流动时的速度、压力和温度场分布图,为石油管道中的流体输送提供了理论依据。 关 键 词:Fluent;三通管;模拟分析;分布图 中图分类号: TQ 018 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2011)02-0165-03 Numerical Simulation and Analysis of Fluid in Three-way Connection Pipe Based on Fluent Software WEI Xian-da ,WANG Wei-min ,XU Jian-pu (Institute of Petroleum and gas engineering , Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001,China ) Abstract : As a commercial CFD software with good universality, the Fluent software has been used extensively. In this paper, Simulation analysis on fluid in the three-way connection pipe of the oil industry was carried out by the software of fluid mechanics computation .Then distribution graphs of velocity , pressure and temperature of fluid in the three-way pipe were gained ,which can offer theoretical basis on fluid transportation in the petroleum pipeline. Key words : Fluent three-way ;Connection pipe ;Simulation analysis ;Distribution graphs Fluent 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包,在美国的市场占有率为60%,广泛应用于流体、热传热和各种化学反应等有关工业。软件包括前处理器(利用Gambit 进行物理建模、网格划分和划定边界层条件)、求解器(根据专业条件不同,采用不同的求解器,并规定物性、外部工作环境和进行数值迭代)和后处理器(把一些数据可视化,满足用户的特定要求)。 三通管在石油工业中应用广泛,采用传统的设计开发方法,存在经济成本高,研发周期长等缺陷,耗费大量的人力、物力 [1-2] 。应用CFD 软件,能够在 相对较短的设计周期内,较低的成本运行下,准确模拟流动具体过程,如速度场、压力场和温度场等的时变特性等。CFD 技术已经成为不可缺少的设计手段。 本文利用Fluent 的超强数值计算和分析能力对三通管道内原油流动时的速度、压强和温度场进行了数值模拟和分析,为石油管道中的流体输送提供了可靠的理论依据。 1 数学模型的建立和分析 输油管道管中,原油在三通管内的流动属于湍流,简化方程管道内的流体流动满足质量守恒、动量守恒、能量守恒、状态方程等。 连续性方程(连续性方程式质量守恒定律在流体力学中的表现形式)在直角坐标系下表示为((1)方程) [3-5] : 0)()()(=??+??+??+??z y x t z y x νννρρρρ (1) 式中:V x ,V y ,V z 是速度矢量ν在x 、y 和z 轴方向的分量,t 是时间,ρ是密度。 最常用的湍流求解模型是标准k -ε湍流模型。它需要求解湍动能k ((2)方程)和耗散率ε((3)方程),具体如下所示: Y G G x x M b k i t i k t k ?+++??+??=ρεσμρ μ)[(d d (2) K K k t C G C G C x x b K i t i εμρεσμερεεε2 231)(])[(d d ?++??+??= (3)

fluent炉膛仿真教程文档

炉膛仿真过程及其其中的问题 一、(Gambit)几何建模部分 1.大体尺寸 在本次设计中,(实际标高-5=图中的标高)锅炉的尺寸为:锅炉高度为26890mm,宽度为7570mm,深度为7570mm。 燃烧器的高度为2.105m,最底层的燃烧器低端距冷灰斗距离为2.1775m。 采用四角切圆(顺时针切圆,假想切圆直径0.8m)的均等配风燃烧方式。其中一次风2层,二次风3层。由低到高燃烧器风口布置依次为二、一、二、一、二。燃烧器宽度为0.4m,一次风口高度0.2405m,二次风口高度0.352/0.315m,风口间距为0.21/0.12/0.155m。

2.简化处理 将水冷壁简化成一个恒温平面; 将燃烧器简化成一个平面,各次风口为平面中的一个矩形区域,作为速度入口; 忽略屏式过热器,将折焰角上方与水平烟道相连结的平面作为出口(outflow)。 3.几何建模过程及网格划分 为了方便锅炉的网格划分,我们将整个计算域划分为5个区域:冷灰斗下端至燃烧区域下端、燃烧区域、燃烧区上端至折焰角下端、折焰角区域、折焰角上端至炉膛出口。 3.1点线面的生成 几何建模的方法通常可以是自下而上的,即先生成体的各个点(通过坐标确定位置);将生成的点依次连接成线;将线围成体的各个面;最后将面组合成一个实体。 当然建模时也可以通过设置实体(面)的长宽高(长宽)直接生成。 3.2实体分割 块的划分方法如下: 先产生一个面,并将该面平移至该实体要切割的位置,split volume选卡中,split with

选择face(real),然后选中要切割的实体(对应split volume中的volume)以及用来切割这个体的面(对应face栏)(注意:在切割时需要选中Connected,保证切割产生的两个体之间的面是公共面,而不是两个重合的面。因为公共面可以通过物质和能量,而重合的面不加定义时是wall),最后点击APPL Y确定。 根据这种方法,我们可以在Z方向将燃烧区分为很多层,方便以后设置一、二次风入口的边界条件。同时,在xy平面内燃烧区被分为8份,如图所示: 3.3网格划分

基于FLUENT软件的混合器内部流场数值模拟

基于FLUENT的混合器内部流场数值模拟 摘要:本文通过使用FLUENT软件的标准k-ε湍流模型对冷热水混合器进行三维 数值模拟,分析其内部流场变化情况。通过对液体分布器内部流场的分析模拟,能真实反映混合器内部的复杂流动,准确反映混合器内部温度、速度流场,对混合器的设计有很好的指导作用,为混合器的设计提供理论依据。 关键词: CFD;FLUENT;冷热水混合器;三维数值模拟 1.引言: 1.1 混合器应用背景 工程热水恒温混合器,是为适应中央热水工程向大型化、自动化个人性化发展的技术要求而研发的,是为太阳能热水工程和各种生活热水器供水系统专门配套的一种全自动洗浴水恒温控制设备。广泛适用于宾馆、饭店、学校、医院、厂矿、机关及洗浴中心、游泳池等大中小型生活热水系统。由于混合器的广泛使用,混合器内的各个流场也受到内流研究者的广泛关注。 1.2 FLUENT软件背景 FLUENT是美国FLUENT公司开发的集流场、燃烧和热、质量传输以及化学反应于一体的商业CFD软件,也是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。FLUENT软件的最大特点是具有专门的几何模型制作软件Gambit模块,并可以与CAD连接使用,同时备用很多附加方程添加接口,使用了目前较先进的离散技术和计算精度控制技术,如多层网络法、快速收敛准则以及光滑残差法等,数学模型的离散化合软件计算方法处理较为得当。实际应用中发现,该软件在模拟单相流动或进出口同向或方向流动时,可以得到较好的模拟结果,且具有一定的计算精度。FLUENT软件包主要具有常用的6种湍流数学模型、辐射数学模型、化学物质反应和传递流动模型、污染物质形成模型、相变模型、多相模型、流团移动模型、多孔介质、多孔泵模型等。 FLUENT软件的核心部分是纳维—斯托克斯(Navier-Stokes)方程的求解模块。用压力校正法作为低速不可压流动的计算方法,包括SIMPLE、SIMPLEC、PISO 三种算法,采用有限体积法离散方程,其计算精度和稳定性都要优于传统编程中使用的有限差分法。而对于可压流动采用耦合法,即将连续性方程、动量方程以及能量联立求解。FLUENT软件主要由前处理、求解器以及后处理3大模块组成。采用自行研发的GAMBIT前处理软件来建立几何形状及生成网格,然后由FLUENT 进行求解。 2.控制方程和数值模拟 2.1 控制方程与标准k-ε湍流模型 本文主要分析冷水和热水分别在混合器的两侧沿水平切线方向流入,在容器混合后经过下部渐缩管道流入等径的出流管,然后流入大气。

基于Fluent的换热器流场模拟

第1章绪论 (2) 1.1换热器的分类 (2) 1.2 换热器研究与发展 (3) 1.2.1换热器发展历史 (3) 1.2.2 换热器研究及发展动向 (3) 1.2.3 国外新型换热器技术走向 (4) 第2章管壳式换热器 (9) 2.1 管壳式换热器结构 (9) 2.2 管壳式换热器类型 (9) 2.3 换热器的安装、使用及维护 (10) 2.3.1换热器的安装 (10) 2.3.2 换热器的清洗 (10) 2.3.3换热器的维护和检修 (12) 2.3.4换热器的防腐 (13) 2.4 换热器的强化 (14) 2.4.1管程的传热强化 (14) 2.4.2 壳程的传热强化 (16) 第3章流体传热的研究方法 (17) 3.1 传热学的常用研究方法 (17) 3.2数值模拟的求解过程 (17) 第4章基于Fluent的管壳式换热器的数值计算 (20) 4.1 Fluent简介 (20) 4.2 基于Fluent的三角形排列的换热器流畅模拟 (21) 结论 (31)

第1章绪论 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体,使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备,又称热交换器,广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工业等行业。随着节能技术的飞速发展,换热器的种类越来越多。 1.1换热器的分类 换热器作为传热设备随处可见,在工业中应用非常普遍,特别是耗能量十分大的领域。随着节能技术的飞速发展,换热器的种类开发越来越多。适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器结构和形式亦不相同,换热器种类随新型,高效换热器的开发不断更新,具体分类如下。 (1)冷、热流体热量交换的原理和方式 基本上可分三大类:间壁式、混合式和蓄热式。 间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流进行换热。间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。管式换热器以管子表面作为传热面,包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等;板面式换热器以板面作为传热面,包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等;其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器,如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。 混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器,又称接触式换热器。由于两流体混合换热后必须及时分离,这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。例如,化工厂和发电厂所用的凉水塔中,热水由上往下喷淋,而冷空气自下而上吸入,在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面,热水和冷空气相互接触进行换热,热水被冷却,冷空气被加热,然后依靠两流体本身的密度差得以及时分离。 在蓄热式换热器中,冷热两种流体依次交替地流过同一换热表面而实现热量交换,固体表面除了换热以外还起到蓄热的作用:高温流体经过时,固体避免吸收并积蓄热量,然后释放给接着流过的低温流体。这种换热器的热量传递过程是非稳态的。 三种类型中,间壁式换热器应用最为广泛。 (2)表面的紧凑程度 换热器还可以按照表面的紧凑程度而区分为紧凑式换热器(compact heat exchanger)与非紧凑式换热器(non-compact heat exchanger)。紧凑的程度可以用水力直径(d h,hydraulic diameter,也称当量直径,流动界面积的4倍除以湿周长)来区别,或者用每立方米中的传热面积β来衡量:当β>700m2或者d h <6mm时,称为紧凑式换热器。当β>3000m2或者100m μ15000m2或者100m μ

【Fluent案例】:沸腾

【Fluent案例】:沸腾 1 介绍 本案例的利用Mixture多相流模型以及Evaporation-Condensation模型解决传热与传质问题。 本教程包含的内容: ?使用Mixture多相流模型解决混合多相流问题 ?使用蒸发-冷凝模型(Evaporation-Condensation模型) ?选择合适的求解设置 ?结果数据后处理 2 案例描述 本教程要解决的问题如下图所示。初始状态下,容器中包含有温度接近沸点的水(温度372K),容器底部温度573K,在热传导的作用下,底部壁面附近温度会超过水的饱和温度(373K),此时水会发生相变(沸腾)产生气泡,在浮力的作用下气泡会上升。 3 启动Fluent

?启动Fluent ?选择2D及Double Precision ?选择OK按钮启动Fluent 4 读入网格 ?利用菜单File → Read → Mesh…读入网格文件Boil.msh 5 General设置 ?选择模型树节点General ?点击Scale按钮查看计算域尺寸 ?点击Check按钮检查网格质量 ?可点击Display按钮查看网格

6 Multiphase设置 这里选用Mixture多相流模型。 ?双击模型树节点Models > Multiphase,弹出多相流设置对话框?选择Mixture多相流模型 ?设置Number of Eulerian Phases为2 ?激活选项Implicit Body Force ?点击OK按钮关闭对话框

注:若计算域中某一相的运动主要受浮力或重力影响的话,则建议激活选项Implicit Body Force。 7 能量方程 ?右键选择模型树节点Models > Energy,选择弹出子菜单On 8 Materials设置 从材料数据库中添加材料water-liquid及water-vapor,并修改参数。 ?右键点击模型树节点Materials > Fluid,选择子菜单New…打开新建材料对话框

fluent软件应用超详细实例

f l u e n t软件应用超详细 实例 Newly compiled on November 23, 2020

Fluent应用实例 冷热水混合器内的三维流动与换热问题 问题描述:冷水与热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入,在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管,最后流入大气,混合器简图见下图所示。 一.利用gambit建立混合器计算模型 步骤1:启动gambit并选定求解器(fluent5/6) 步骤2:创建混合器主体大圆柱 图1圆柱体设置对话框图2混合器主体 步骤3:设置混合器的切向入流管 1.创建小圆柱 图3小圆柱设置对话框图4创建的小圆柱体及混合器主体 2将入流管移到混合器中部的边缘 图5移动复制对话框图6将入流管移到混合器主体的边缘上 3.将小入流管以Z轴为轴旋转1800复制 图7旋转复制对话框图8将入流管旋转复制后的混合器 步骤4:去掉小圆柱与大圆柱相交的多余部分,并将三个圆柱联接成一个整体 图9体积列表框图10合并体积后的混合器 步骤5:创建混合器下部的圆锥台 图11锥台设置对话框图12创建锥台后的混合器 步骤6:创建出流小管 1.创建出流小圆管

图13出流小管设置对话框图14创建出流小管后的混合器 2.将其移动并与锥台相接 图15移动小出流圆管设置对话框图16移动小出流圆管后的混合器 步骤7将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体图17体积列表框图18合并体积后的混合器 步骤8:混合内区域划分网格 图19网格设置对话框 图20划分好的表面网格图 步骤9检查网格划分情况 图21网格检查设置对话框 图22最差网格形状及其质量 步骤10设置边界类型

fluent的一个实例(波浪管道的内部流动模拟).

基于FLUENT 的波浪管道热传递耦合模拟 CFD 可以对热传递耦合的流体流动进行模拟。CFD 模拟可以观察到管道内部的流动行为和热传递,这样可以改进波浪壁面复杂通道几何形状中的热传递。 目的: (1) 创建由足够数量的完整波浪组成的波浪管道,提供充分发展条件; (2) 应用周期性边界条件创建波浪通道的一部分; (3) 研究不同湍流模型以及壁面函数对求解的影响; (4) 采用固定表面温度以及固定表面热流量条件,确定雷诺数与热特性之间的 关系。 问题的描述: 通道由重复部分构成,每一部分由顶部的直面和底部的正弦曲面构成,如图。 图1 管道模型 空气的流动特性如下: 质量流量: m=0.816kg/s; 密度: ρ=1kg/m 3; 动力粘度:μ=0.0001kg/(m ·s); 流动温度: Tb=300K ; 流体其他热特性选择默认项。 流动初试条件: x 方向的速度=0.816m/s ; 湍动能=1m 2/s 2; 湍流耗散率=1×105m 2/s 3。 所有湍流模型中均采用增强壁面处理。 操作过程: 一、 完整波浪管道模型的数值模拟 (1) 计算 Re=uH/v=0.816×1/ (0.0001/1) =8160 Cf/2=0.0359Re -0.2=0.0359× (8160)-0.2=0.0059259 0628.00059259.0816.02 =?==f t C u u y +=u t y/v y=0.00159

(2)创建网格 本例为波浪形管道,管道壁面为我们所感兴趣的地方所以要局部细化。入口和出口处的边界网格设置如图。 图2 边网格 生成面网格 图3 管道网格 (3)运用Fluent进行计算 本例涉及热传递耦合,所以在fluent中启动能量方程,如图。 图4 能量方程

AnsysWorkbench_15_Fluent示例

Fluent示例 鉴于网上Fluent免费资料很少,又缺少实例教程。所以,分享此文章,希望对大家有所帮助。 1.1问题描述 本示例为ansys-fluent15.0-指南中的,不过稍有改动。

1.2 Ug建模图 1.3 Workbench设置 项目设置如下图所示。(为了凸显示例,所以个项目名称没改动; 并且用两种添加项目方式分析,还增加了一个copy项,以供对比。)

说明:ansys workbench15.0与ug8.5(当然,也包括同一时期的solidworks、Pro/e等三维CAD软件)可无缝连接,支持ug8.5建立的模型,可直接导入到ansys workbench15.0中。 方法:在workbench中的Geometry点击右键,弹出快捷菜单,选择“browse”,浏览到以保存的文件,打开即可。个人感觉workbench 建模不方便。 1.4 DM处理 Workbench中的DM打开模型,将导入的模型在DM中切片处理,以减少分网、计算对电脑硬件的压力(处理大模型常用的方法,也可 称之为技巧)。最终效果,如下图所示。

为以后做Fluent方便,在这里要给感兴趣的面“取名”(最好是给每一个面都取名。这样,便于后续操作)。 方法是右键所选择的面,在弹出的对话框中“添加名称”即可,给“面”取“名“成功后,会在左边的tree Outline中显示相应的“名”。结果如下图所示(图中Symmetry有两个,有一个是错的,声明一下)

1.5 Mesh设置 如下图所示。 在Mesh中insert一个sizing项(右键Mesh,选Sizing即可),以便分体网格,其设置如下:

fluent中动画仿真

28.19.1.Defining an Animation Sequence定义一个动画序列 你可以使用Solution Animation对话框来生成一个动画序列,并指出多久生成一个动画序列。 从Solution Animation对话框中打开Animation Sequence对话框,允许你定义每个序列的显示内容和显示位置以及每个序列的储存方式。 定义动画的流程图: 35.17.8.Solution Animation Dialog Box解算动画对话框 你可以使用Solution Animation对话框去生成一个动画序列并且指定多久生成一个序列。 控制按钮的功能: Animation Sequences动画序列 设置要定义的动画序列的总数目。 Active激活 激活/关闭每个动画序列。 Name名字 为每个动画序列指定一个名字 Every, When每一个,时态 表明你想在动画序列中多久生成一个新的项目。您可以在Every下面输入时间间隔,并在When的下拉列表中选择Iteration(迭代)或Time Step(时间步长) 注意:只有在计算非稳态流体时Time Step才是一个有效的选择。 Define...限定 打开动画序列对话框,你可以在其中定义一个动画序列。

程序步骤如下: 1. 增加Animation Sequences的数值到你想指定的动画序列的数中。随着这个数值的增加,对话框中额外的序列目录将变成可以被编辑的。针对每一个序列,你将执行下一步。 2.在Name标题下输入一个序列名称。这个名称将被用于识别在Playback对话框中的序列,在哪里你可以回放已经定义或读入的序列。如果你将这个序列保存到磁盘中,那么这个名称也将用作文件名的前缀。 3.指定你想多久生成一个新的序列,可以通过在Every下面设置时间间隔和在When的下拉列表中选择Iteration(迭代)或Time Step(时间步长) 注意:只有在计算非稳态流体时Time Step才才可被选择。 例如,每10步生成一个帧,你可以在Every下输入10并在When下选择Time Step。(time step下输入10指的是解算时每多少步保存的步数×10,保存一次动画。) 4.点击Define…按钮打开Animation Sequence(动画序列)对话框 35.17.9. Animation Sequence Dialog Box动画序列对话框Animation Sequence对话框允许你去定义每一个动画序列。 控制按钮的功能: Sequence Parameters序列参数 包含动画序列存储和显示位置的一般参数。 Storage Type存储类型 表明你是想在内存(In Memory)中还是在你的电脑硬盘(Metafile or PPM Image)中保存动画序列。 Name名字 指定序列的名称。 Window窗口 指定你想要显示的图形窗口ID的地方。你必须点击Set来设置指定的Window。当Fluent

fluent实例

Fluent 实例分析求解操作 一、实例简介 本实例主要是求解管道内速度场的操作过程,其中, 管道的宽度远大于它的高度,所以侧壁对速度场的影响比较小,可以对速度场的模拟进行简化。简化后如下图所示,这是原来管道z=0处XY 截面,他可以看做槽道,其长度为50mm ,高度为1mm 。由于其长高比大于10符合槽道流动的必要条件,设槽道入口的水流速为0.1m/s 。 二、实例操作步骤 1、利用Gambit 建立计算区域和指定边界条件类型 步骤1:文件的创建及其求解器的选择 (1)启动Gambit 软件 (2)建立新文件 选择File-New 打开如下图所示文件创建框,输入channel 作为创建的文件名。 (3)选择求解器 单击主菜单Solver 在弹出的对话框中选择FLUENT5/6,即利用Fluent 求解器求解。 步骤2:创建控制点 选择Operation-Geometry-V ertex 打开如下图所示对话框 进口 L H 出口 y O

在左边XYZ坐标对应的三个文本框中依次输入四个控制点坐标分别为(0,0,0)、(0,1,0)、(50,1,0)、(50,0,0)创建后如下图所示 步骤3:创建边 选择Operation-Geometry-Edge,打开如下图所示对话框

在上图上面对话框中点击向上的箭头即可得到下面的对话框,选择2、3控制点单击向右的箭头在上面的框中单击Apply即可使2、3号控制点连线,同理把其余点依次连线组成矩形 如右图所示 步骤4:创建面 选择Operation-Geometry-Face即可打开一对话框,在Edges文本框中把四根线都选上,然后单击Apply,可以看到四根线变成蓝色表明面已经创立。利用Gambit软件右下角Global Control中Shade按钮就可以看到创建的面,如下图所示 步骤5:网格划分

轿车尾流fluent仿真分析与设计

轿车尾流fluent仿真分析与设计 1.1空气动力学在汽车中的应用 空气动力学特性是汽车的重要特性之一,它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性与安全性。其中,空气动力学中的空气阻力(风阻)是影响油耗的首要因素,降低风阻系数则是提高汽车燃油经济性的重要途径之一。汽车空气动力学性能对汽车的安全性、经济性和舒适性具有重要影响。汽车空气动力学的首要研究任务是通过试验或者数值模拟研究获得汽车行驶时汽车本身所受到的气动力的变化,改善汽车的行驶性能,评价汽车的节能水平。 1.2阶背式轿车与直背式轿车简述 阶背式轿车国际上简称L型车,也称为三厢式轿车,具有后备箱。它通常是中高档轿车的款式,涵盖的车型最多,从夏利三厢、富康988、捷达、奥迪一直到凯迪拉克、劳斯莱斯。在一般人的眼中,这车型是引擎置在车头,中间省几个座位,四扇车门,车尾有个分隔的行李厢,即三厢式设计。缺点是扁阔的尾厢放不下较大件的行李,而且乘客在行车时,也照顾不到放在后备厢的东西。在驾驶方面,由于车身重心是在

前方偏中位置,所以有中性转向的特性。随着生活水平的日益提高, 外出旅行成了人们休闲的新时尚, 直背式旅行轿车(简称直背式轿车)在人们旅行时起着非常重要的作用, 既能载人又能载物.但缺点是后行李仓空间不足以简化的直背式轿车模型为研究对象。 1.3国内外研究现状 当前国内外对汽车外流场的研究已经比较深入,已经有大量的相关文献发表,北航的康宁、李光辉教授借助商用计算流体力学软件STAR-CD,利用移动边 界条件进行三维数值模拟,计算加装行李架前后的轿车在不同车速下的车身气动阻力系数和升力系数,并通过与试验结果的对比,验证数值计算结果的正确性。计算结果表明,不同剖面形状的行李架对直背式轿车外流场有不同程度的影响.研究结果为合理选择行李架的剖面形状,改善轿车的气动特性提供了依据。西华大学杨海波应用国内外广泛采用的合成风的方法模拟侧风作用下的汽车外流场。根据模拟结果对车身周围流场进行了分析,并根据车身外流场不同位置截面上的速度和压力等物理量的分布与变化情况,定性的分析了轿车受到侧风作用时侧向力和升力发生相应变化的原因,并重点结合GB7258标准,从气动升力入手,对

FLUENT实例5个-fluent仿真模拟实例

前言 为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流体力学的计算模型,本书编制了几个简单的模型,包括了组分燃烧、管内流动、换热和房间温度场四个方面的内容。其中概括了二维和三维的模型,描述详细,可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。本书不可能面面具到并进行详细讲解,但相信读者通过本书的学习,一定能领会其中的技巧。

目录 前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 燃烧器内甲烷和空气的燃烧﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 管内层流流动数值计算﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 38 蒸汽喷射器内的传热模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 52 组分传输与气体燃烧算例﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 75 空调房间温度场的模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍102

燃烧器内甲烷和空气的燃烧 问题描述 这个问题在图1中以图解的形式表示出来。此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴,由于几何结构对称可以仅做出燃烧室几何体的1/4模型。喷嘴包括两个同心管,其 直径分别是4个单位和10个单位,燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。 一、利用GAMBIT建立计算模型 启动GAMBIT。 第一步:选择一个解算器 选择用于进行CFD计算的求解器。 操作:Solver -> FLUENT5/6 第二步:生成两个圆柱体 1、生成一个柱体以形成燃烧室 操作:GEOMETRY-> VOLUME-> CREATE VOLUME R 打开Create Real Cylinder窗口,如图2所示 图1:问题图示

a) 在柱体的Height 中键入值1.2。 b) 在柱体的Radius 1 中键入值0.4。 Radius 2的文本键入框可留为空白,GAMBIT 将默认设定为Radius 1值相等。 c) 选择Positive Z (默认)作为Axis Location 。 d) 点击Apply 按钮。 2、按照上述步骤以生成一个Height =2,Radius 1 =1并以positive z 为轴的柱体。 3、点击在Global Control 工具栏左上部的FIT TO WINDOW 命令按钮,去观察柱体的生成。 这两个柱体在图3中示出,按住鼠标左键并拖动它以观察视图的旋转。你可以按下鼠标右键并把鼠标沿靠近或远离你的方向拖动以放大或缩小视图。 4、移动生成的第一个柱体以使它在大柱体的前面。 操作:GEOMETRY -> VOLUME -> MOVE /COPY /ALIGN VOLUMES 图2:生成圆柱对话框 图3:两个圆柱

Fluent经典实例分析

一年一度的毕业设计就要到来了,CAE软件依然是流体专业众多学子毕设的拦路虎,为了使各高校流体同学顺利完成毕业设计以及有志于在流体行业有一番作为的青年才俊迅速掌握一门技能,从而更好地适应职场需求,北京经纬云图仿真科技有限公司感谢各位同行的支持和厚爱,特组织各方面CAE软件专家长期进行免费在线网络培训,诚邀您的参与!特此声明:本公司的所有培训将主要以工程实例为基础进行,让您真正的学到知识,懂得原理,而不仅仅是简单的软件操作。最重要的一点是为了回馈广大同仁们,本公司的培训完全免费,机不可失失不再来啊! 主办单位:北京经纬云图仿真科技有限公司 培训时间:每周五晚8:00---9:30 培训方式:在线免费网络培训 培训2000人QQ群:281194860(参与培训请加入,注明:FLUENT培训) 培训内容:见附录 附录:1,基础流动计算 以AICD装置为例,说明利用fluent进行基础的流动模拟的步骤,包括计算设置和简单的后处理 2,两相流Mix模型应用 以某烟雾报警器为例,利用mix两相流模型,预测烟雾报警器内部的烟雾浓度分布 3,空化问题 以某拉瓦尔喷管型的空化装置为例,利用mix两相流模型和空化模型,计算装置内的水的空化情况 4,水的蒸发和凝结 以某水蒸气动力装置为例,利用mix两相流模型和蒸发凝结模型(fluent自带蒸发凝结模型和udf编程),并利用瞬态计算的方法,得到装置的瞬时流场分布和水凝结情况 5,湿空气的露点问题 以某实验装置为例,说明露点问题与蒸发凝结问题的本质区别,利用mix两相流模型和udf 露点模型,计算过冷空气中的水析出的问题,并与理论结果进行对比 6,萃取问题(溶液间传质问题) 以某反应塔的一层为例,利用mix两相流模型、组分输运模型和udf传质模型,计算甲苯的萃取过程,以及利用瞬态计算的方法,得到脉动进口条件对于萃取过程的影响 7,水中气泡上升 以某鱼缸中通过气泡的模型为例,利用vof两相流模型和udf气泡源,利用瞬态计算的方法,得到水中的连续气泡上升的流动动画 8,融化、蒸发联合作用问题 以低压力环境中的固态铝加热为例,利用vof两相流模型、融化凝固模型、蒸发凝结模型和udf加热源,利用瞬态计算的方法,计算铝融化后的液面形状 9,粒子冲蚀问题

Fluent分析一个例子Word版

由于目前我尚未开始我的课题,下面我就利用fluent对空气在一个喷管内的流动做流场分析,fluent用的是有限体积法来进行计算仿真。 该喷管模型如下:这是一段缩放型喷管,空气在压力作用下从左端进入喷管,从右端出来。进口的压力为1atm,出口的平均压力为0.843atm。管直径为40mm,长度为160mm。 图1 喷管示意图 如上图所示,空气在一个大气压的作用下通过平均背压为0.843atm的缩放型喷管。背压是以正弦波的规律变化的,即 我要做的工作是在gambit中建立该喷管的二位模型,再利用fluent求解器计算喷管内的不定常流动。 首先,利用gambit建立二维喷管的计算模型。模型如下图所示。由于喷管是对称结构,因此先建立上半部分的模型。 图2 用gambit建立的喷管轮廓图 建模完成以后,对各条边进行节点划分。然后再创建结构化网格。创建的结构化网格如下图所示。 图3 区域内的网格图 网格划分完成以后,开始设置边界类型。设置网格类型包括以下几个步骤:(1)确定进口边界类型;(2)确定出口边界类型;(3)确定固壁边界类型;(4)定义对称面。 以上工作都完成以后,要输出网格文件。输出网格文件以后,再利用fluent

进行喷管内流动的仿真计算。

利用fluent进行喷管内流动的仿真计算步骤如下: (1)读入网格文件,读入网格文件以后,将会在信息反馈窗口显示网格的有关信息,如果没有错误就可以继续进行,若有错误,要重新设定gambit中的网格。 (2)下面再检查网格,fluent将会对网格进行各种检查,并将结果在信息反馈窗口中显示出来,其中要特别注意最小体积一项,要确保为正数,否则无法计算。 (3)检查网格没有问题后,要显示网格。由于显示的网格图形不是整体,而仅仅是图形的一半。为了更好的显示网格图形,可以利用镜面反射功能,以对称面为镜面,进行对称反射并构成一个整体。如下图所示: 图4 整体区域的网格图 (4)设置长度单位及压强单位,由于fluent默认的长度单位是m,要将单位改成mm;再重新设定压强的单位,定义压强的单位为大气压atm,它不是fluent 的默认单位,其默认单位为Pa。 (5)建立求解模型。选择耦合、隐式求解器,先求解定常流动,将求解的值作为非定常流动的初始值。再选择湍流模型为Spalart-Allmaras模型,该湍流模型是一种相对简单的一方程模型,仅考虑了动量的传递方程。在气体动力学中,对于有固壁边界的流动,利用Spalart-Allmaras模型计算边界层内的流动以及压力梯度较大的流动都可得到较好的结果。 (6)设置流体属性。选择理想气体定律来计算流体的密度。此时,fluent会自动激活求解能量方程,不用再到能量方程设置对话框中进行设置了。 (7)设置边界条件。先将初始压强设置为0atm后,在边界条件设置时,将是以绝对压强给定的。边界条件中压强的给定总是相对于工作压强的。分别设置喷管的入口和出口边界条件。

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