FLUENT動(dòng)網(wǎng)格之杯子倒水

1、FLUENT網(wǎng)格之杯子倒水本次使用的是滑移網(wǎng)格，動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)以后再討論。要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)如下圖所示杯子中裝滿水，現(xiàn)在以速度1rad/s延續(xù)1s鐘使杯子傾斜1rad，觀察5s鐘內(nèi) 水的變化情況。本例可以用滑移網(wǎng)格或動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，但是使用滑移網(wǎng)格能夠保持較好的網(wǎng)格 質(zhì)量。本例使用滑移網(wǎng)格。FLUENT的滑移網(wǎng)格可以最大限度的代替動(dòng)網(wǎng)格，尤其對(duì)丁一些分界面確定 的計(jì)算模型。滑移網(wǎng)格可以用丁瞬態(tài)模擬中(其它如MRF,SRF,MPU很少用丁瞬態(tài)模擬中)。本例涉及到的內(nèi)容包括：(1)分界面幾何模型的建立。涉及到多幾何體的創(chuàng)建。在 workbench的DM 模塊中很容易解決此類問題。但是如果要在ICEM CFS創(chuàng)建

2、網(wǎng)格的話，貝U需要進(jìn)行一些特別的處理。主要是各部分模型網(wǎng)格的組裝問題。(2) 區(qū)域運(yùn)動(dòng)的指定。在本例中主要是指定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的旋轉(zhuǎn)速度。需要注意 的是旋轉(zhuǎn)中心與旋轉(zhuǎn)方向的設(shè)定。(3) 多相流的使用。本例中使用的是 VOF莫型。1、幾何模型本例的幾何模型如下圖所示。尺寸是隨便定的。13r3-»H7如圖所示，計(jì)算模型分為三個(gè)區(qū)域，1、2、3分別對(duì)應(yīng)名稱為braket、zone 與cup,如前所述，區(qū)域zone與cup為運(yùn)動(dòng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)方式用 UDF®行定義。2、邊界類型一共有兩對(duì) interface ,分別位于 zone 區(qū)域與 cup區(qū)域，zone區(qū)域與 braket 區(qū)域。如下圖

3、所示。braket區(qū)域的左側(cè)、右側(cè)及下方邊界均為 wall類型，上方 邊界為pressure_outlet 類型，內(nèi)部邊界為interface 類型。cup區(qū)域左、右、 下側(cè)邊界為 wall類型，上方邊界為interface 類型。在 meshinterface 中設(shè)置 interface 對(duì)，一共是兩對(duì)。最終組合后的網(wǎng)格如下圖所示3、Td 戰(zhàn)曜建踵匪膏ilii >lii viiiUii" ! laiHr I=:»:fl M ,I， M ! II"!" II « 謁，：l nimaiananBai 頓:悠!闡!罔! 堿通g求解參數(shù)設(shè)置導(dǎo)入

4、模型后，在scale面板中進(jìn)行必要的scale操作以使模型尺度滿足要求。在general面板中設(shè)置使用瞬態(tài)模擬，并設(shè)置重力加速度。選擇 RNGK-Epsilon 湍流模型。設(shè)置多相流模型為 VOF莫型，如右下圖所示。GeneralMesh| Scale.CheckReport QualityDisplay.SolverType® Pressure-BasedDensity-BasedVelodty Formulation9 AbsoluteO RelativeTime2D SpaceSteadyio Planar9 iransentAxisymmetricC) Axisymmetri

5、c Swirl21 GravityUnits.Gravitabonal Accderabon4、添加材料在材料數(shù)據(jù)庫中添加水至當(dāng)前材料中 主相與第二相的設(shè)置并沒太多的限制,設(shè)置空氣為主相，水為第二相。VOF中但是一般將需進(jìn)行patch的相設(shè)置為第二相，或者將含量較少的相設(shè)置為第二相。表面張力系數(shù)為0.07。當(dāng)然沒有明確的規(guī)定。設(shè)置水-空氣的5、區(qū)域運(yùn)動(dòng)UDF這里使用宏DEFINE_TRANSIENT_PROFlLE設(shè)置當(dāng)時(shí)間小于1s時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度1rad/s，其它時(shí)間保持靜止。編譯此 UD成件。代碼如下：#include "udf.h"DEFINE_TRANSIENT_PRO

6、FILE(rotation_rate_ramp,time)real rotation_rate = 0;if(time <= 1)rotation_rate = 1.0;elserotation_rate = 0.0;return rotation_rate;6、區(qū)域設(shè)置主要設(shè)置區(qū)域cup與zone的運(yùn)動(dòng)。FLUENT區(qū)域默認(rèn)為靜止。以區(qū)域cup為例，設(shè)置運(yùn)動(dòng)如下圖所示:zone區(qū)域設(shè)置與此完全相同7、邊界條件需要特別說明的是，屆丁某區(qū)域的 wall需要設(shè)置相對(duì)速度，與區(qū)域的相對(duì)速度為0。主要是針對(duì)區(qū)域 cup與zone。設(shè)置braket區(qū)域中的pressure_outlet 邊界靜壓為

7、0,并設(shè)定湍流條件。8、求解器控制參數(shù)米用默認(rèn)。9、初始化選擇all zone 進(jìn)行初始化。patch區(qū)域cup的第二相（水）體積分?jǐn)?shù)為1 如下圖所示。10、設(shè)置迭代進(jìn)行計(jì)算設(shè)置時(shí)間步長0.1s，時(shí)間步數(shù)50步進(jìn)行迭代。如下圖所示Run CalculationChedtCase.Time Stepping MetfiodFixedPreviev. Mesh MdUdh.Time Step Si距 ©| Settings.IE!Mumfcer of Time Steos二i何amping Options,.Time Sampleil (s)Profile Update In larvalRjeporting IntervalNsm Itatons/Tirne Stw口 0OptionsExtrapolate V'artabJesDat