ansys教學(xué)算例集fl-擴(kuò)散器湍流流動(dòng)仿真分析

★★湍流流動(dòng)仿真分撰寫：20180930關(guān)鍵字 算例來(lái)源：ANSYSFluent案例描 操作步 進(jìn)口管路計(jì) 段計(jì) 本章小 本算例使用ANSYSFluent19.0，對(duì)流動(dòng)進(jìn)行仿真，文檔內(nèi)包含本算例仿真的案例為一簡(jiǎn)化的2D模型，內(nèi)流動(dòng)雷諾數(shù)為20000。Buice和Eaton[1]在1997年完成的實(shí)驗(yàn)提供。由于幾何結(jié)構(gòu)與流動(dòng)結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，本次仿真網(wǎng)格簡(jiǎn)化為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，只求解一半的流動(dòng)區(qū)域。擬，或者將充分發(fā)展管路與分離進(jìn)行單獨(dú)的計(jì)算，通過(guò)將計(jì)算充分發(fā)展管路后的分布文件作為條件。這樣可以最大程度上減少網(wǎng)格數(shù)和CPU時(shí)間。 進(jìn)口管路計(jì)創(chuàng)建工 并啟動(dòng)Diffuser， 下。啟動(dòng)Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension選擇2D，DisplayOptions中勾選DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，勾選DoublePrecision，ProcessingOptions選擇Serial，設(shè)置使用單核計(jì)算（用戶可以根據(jù)現(xiàn)有的硬件資源和License酌情選擇合適的并行數(shù)，更改WorkingDirectory路徑至該網(wǎng)格文件 下，點(diǎn)擊OK啟動(dòng)Fluent19.0。菜單中點(diǎn)擊【File】>【Read】>【Mesh…test-periodic.msh，OK導(dǎo)入網(wǎng)格。此時(shí)，圖形界面中可以查看導(dǎo)入的網(wǎng)格。General縮放網(wǎng)樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…ViewLengthUnitm檢查網(wǎng)格質(zhì)樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【CheckConsole界面下，將Models選擇湍流模k-epsilon(2eqn)k-epsilonModelRealizable，Near-WallTreatment選擇EnhancedWallTreatmentOK完成設(shè)置。Materials在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Stup】【terialatialsakPageFluidaat/dit…，在彈出的Create/EditMaterials點(diǎn)擊Close，關(guān)閉屬性設(shè)置CellZoneConditions在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【CellZoneConditionsBoundaryConditions在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【BoundaryConditions定義周期邊界條BoundaryConditionsTaskPageperiodic.1，確認(rèn)TypeperiodicType的下拉菜單中切換選擇。點(diǎn)擊【PeriodicConditions…PeriodicConditionsTypeSpecifyMassFlow，設(shè)MassFlowRate(kg/s)0.314OK完成設(shè)置。SolutionMethodsSchemeCoupledSpatialDiscretizationTurbulentKineticEnergyTurbulentDissipationRateSecondOrderUpwindPseudoTransientHighOrderTermRelaxation。SolutionControlsMonitors殘差監(jiān)視設(shè)樹中【Solution】>【Monitors】>【ResidualPlot選項(xiàng)被壁面剪切力監(jiān)視樹中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlotsNew…，進(jìn)行自NewReportPlotNew…SurfaceReportAreaWeightedAverage…，CreateReportPlotFieldVariableWallFluxes…>WallShearStressSurfaces選項(xiàng)欄中選擇wall_bottomwall_topOK。NewReportPlotOKInitialization樹中【Solution】>【InitializationInitializationTaskPageInitializationMethodsStandardInitializationInitialValues值XVelocity2.56m/sTurbulentKineticEnergy0.016m2/s2，設(shè)置TurbulentDissipationRate0.042m2/s3Initialize按鈕進(jìn)行初始化。RunCalculation樹中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageNumberofIterations1500Calculate開始運(yùn)行計(jì)算。InformationOK輸出Profile菜單欄中【File】>【W(wǎng)rite】>【Profile…Options項(xiàng)DefineNewProfilesSurfacesperiodic.1Values中XVelocity、TurbulentKineticEnergy(k)TurbulentDissipationRate(Epsilon)Write…f文件。切換至SSTk-omega(2eqn)k-omegaModelSSTOK完成設(shè)樹中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageCalculate開始運(yùn)行計(jì)算。菜單欄中【File】>【W(wǎng)rite】>【Profile…Options項(xiàng)DefineNewProfilesSurfacesperiodic.1Values中XVelocity、TurbulentKineticEnergy(k)SpecificDissipationRate(Omega)，Write…channel-SST-f文件。段計(jì)創(chuàng)建工 并啟動(dòng)新啟動(dòng)Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension選擇2D，DisplayOptions中勾選DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，勾選DoublePrecision，ProcessingOptions選擇Serial，設(shè)置使用單核計(jì)算（用戶可以根據(jù)現(xiàn)有的硬件資源和License酌情選擇合適的并行數(shù)，更改WorkingDirectory 下，點(diǎn)擊OK啟動(dòng)Fluent19.0。菜單中點(diǎn)擊【File】>【Read】>【Mesh…asymmetric-scaled.mshOK導(dǎo)入網(wǎng)格。此時(shí)，圖形界面中可以查看導(dǎo)入的網(wǎng)格。General縮放網(wǎng)樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…ViewLengthUnitm檢查網(wǎng)格質(zhì)樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【CheckConsole界面下，將Models選擇湍流模k-epsilon(2eqn)k-epsilonModelRealizable，Near-WallTreatment選擇EnhancedWallTreatmentOK完成設(shè)置。Materials在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Stup】【terialatialsakPageFluidaat/dit…，在彈出的Create/EditMaterials點(diǎn)擊Close，關(guān)閉屬性設(shè)置CellZoneConditions在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【CellZoneConditionsBoundaryConditions在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【BoundaryConditions讀入邊界條件文菜單欄中選擇【SettingUpPhysics】>【Zones】>【Profile…Read…按鈕，讀入fProfiles窗口中即可獲得如定義進(jìn)口邊界條BoundaryConditionsTaskPageinlet_v，確認(rèn)其Typevelocity-inletTypeEdit…，進(jìn)入速度進(jìn)口設(shè)置面板，在VelocityMagnitude(m/s)下拉菜單中選擇periodic.1x-velocityTurbulenceSpecificationMethodKandEpsilon，設(shè)置TurbulentKineticEnergy(m2/s2)periodic.1turb-kinetic-energy，TurbulentDissipationRate(m2/s3)periodic.1turb-diss-rate定義出口邊界條BoundaryConditionsTaskPageoutlet，確認(rèn)其OK確認(rèn)設(shè)置。SolutionMethodsSchemeCoupledSpatialDiscretizationTurbulentKineticEnergyTurbulentDissipationRateSecondOrderUpwindPseudoTransientHighOrderTermRelaxation。SolutionControlsMonitors殘差監(jiān)視設(shè)樹中【Solution】>【Monitors】>【ResidualPlot選項(xiàng)被勾選。設(shè)置所有的AbsoluteCriteria0.0001，其余設(shè)置默認(rèn)。壁面剪切力監(jiān)視樹中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlotsNew…，進(jìn)行自NewReportPlotNew…SurfaceReportAreaWeightedAverage…，CreateReportPlotFieldVariableWallFluxes…>WallShearStressSurfaces選項(xiàng)欄中選擇wall_bottomwall_topOK。NewReportPlotOK用戶自定義函數(shù)菜單欄中選擇【UserDefined】>【FieldFunctions】>【Custom…SelectOperandFieldFunctionsofMesh…>X-Coordinate，點(diǎn)擊在運(yùn)算符按鈕中點(diǎn)擊“/”.NewFunctionNamex-by-DefineInitialization樹中【Solution】>【InitializationInitializationTaskPageInitializationMethodsHybridInitializationMoreSettings選項(xiàng)，在彈出的框中選擇TurbulenceSettings選項(xiàng)欄，去選AveragedTurbulentParametersTurbulenceIntensity(%)4ViscosityRatio中輸40OKTaskPageInitialize按鈕進(jìn)行初始化。RunCalculation樹中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageNumberofIterations300Calculate開始運(yùn)行計(jì)算。InformationOK調(diào)整ReferenceValuesPageLength(m)0.1，Velocity(m/s)2.56。Post-processing用戶自定義函數(shù)菜單欄中選擇【UserDefined】>【FieldFunctions】>【Custom…計(jì)算結(jié)果對(duì)樹中【Results】>【Plots】>【XYPlotXYPlot，在彈出的OptionsNodeValuesPositiononXAxisYAxisFunction中選擇CustomFieldFunctions…>skin-friction-coefficientXAxisFunction中選擇CustomFieldFunctions…>x-by-hSurfaceswall_top面。點(diǎn)擊LoadFile…，在彈出的框中選擇cf_top.xy文件，點(diǎn)擊OK導(dǎo)入?；豐olutionXYPlotCurves…1Curvewall-bottomcf_bot.xy數(shù)據(jù)與顯示自適應(yīng)網(wǎng)樹中【Results】>【Graphics】>【MeshMeshMeshDisplayOptionsFacesEdgeTypeFeature。確保SurfacesSave/Display選項(xiàng)。即可在圖形顯示器中查看切換至SST修改湍流模k-omega(2eqn)k-omegaModelSSTOK完成設(shè)樹中【Solution】>【RunCalculation鼠標(biāo)左鍵雙擊RunCalculation，在TaskPageCalculate開始運(yùn)行計(jì)算。修改邊界條菜單欄中選擇【SettingUpPhysics】>【Zones】>【Profile…點(diǎn)擊Read…按鈕，讀入channel-SST-f文件，在Profiles窗口中即可獲得如BoundaryConditionsTaskPageinlet_v，確認(rèn)其入速度進(jìn)口設(shè)置面板，在VelocityMagnitude(m/s)下拉菜單中選擇periodic.1x-velocityTurbulenceSpecificationMethodKandOmega，設(shè)置TurbulentKineticEnergy(m2/s2)periodic.1turb-kinetic-