Fluent滑移网格揭秘：何时用？如何用？

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fluent什么时候用滑移网格 _Fluent转子定子系统 的流体动力学计算
news2024/2/21 17:35:52

1、问题的描述
该模型是由两个叶 片组成的 一个单级
轴流压气机。 第一排是16个叶片的转子，它是在 37500rpm的转速运行。第二排是32个叶片定子。
叶片数是这样的域的旋转周期，一个周期的角度22.5度。

2、滑移网格简介
在滑移网格中，静止和转动部分间的相对运动引发瞬态交互效应。这些 交互用如图所示，通常分成以下几类:
-潜在作用:由于上游及下游压力波的传播导致流动不稳定
-尾迹作用:由于上游叶片组的尾流传递至下游引起流动不稳定
-冲击作用:在跨音速或超音速流动中，由于激波冲击下游叶片组导致不稳定。

在多参考系模型 (MRF)及混合平面模型 (MR)中，都只适用于 稳态问题，忽略了瞬态作用，而滑移网格模型则不忽略瞬态作用 。动网格模型 使用FLUENT求解器 移动边界或目标，或者藉此调 整网格。动网格模型用于边界刚性运动(直线运动或转动)。例如:
-活塞关于气缸运动
-机翼的振动
动网格模型同样可以用于边界变形或偏转，如:
-气球的膨胀
-人造壁面对心脏压力脉冲的响应
当期望获得转子-定子作用时间精确解(而不是时间平均解)时，必须采用滑 移网格进行瞬态流场计算。滑移网格是最精确的用于求解多运动参考系问题的
模型，然而对计算也是最苛刻的。
很多时候，在滑移网格模拟中寻求的瞬态解是时间周期的。也就是说，周期解随着运动域的速度改变呈现周期性浮动。然而，可以模拟其他瞬态类型，包
括瞬态滑移网格区域(例如两车在隧道中的交会，如图)

注意当静态部分与运动部分间没有相互作用时(例如仅有转 子)，使用旋转参考系更有效率。但是当需要计算转子一定子间 的瞬态作用时(如图所示)，则必须采用滑移网格。如果只对相互 作用的稳态近似感兴趣，则可以使用多参考下模型或混合面模型。

3.1滑移网格技术
滑移网格技术使用两个或多个计算区域(如果使用独立区域生成网格，则 需要在计算开始前将网格文件进行合并)。每一个计算区域与其相邻的区域间 至少存在一个分界面。相邻计算区域的分界面形成“网格分界”的形式，相 隔计算区域将会关于网格分界面进行运动。在计算中，一个计算区域相对于 另一个计算域沿着网格分界滑动(旋转或平移)，图为两个计算区域在初始位 置以及在便后一段时间后的先对位置。分界面上网格并不需要进行对齐，由 于流动的非稳态特性，因此在计算中需要使用瞬态分析。

3.2网格分界面形状
网格交界面及相关的交界面区域可以拥有任意形状。如图 的交界面为直线，的交界面为圆形。(两幅图中的交界面均为虚 线所表示)。

4、问题的求解
4.1 导入网格

4.2 Fluent前处理
Mesh
mesh> modify-zones
mesh/modify-zones> make-periodic
Periodic zone [()] 10
Shadow zone [()] 9
Rotational periodic? (if no, translational) [yes] yes
Create periodic zones? [yes] yes

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.2 Fluent前处理

4.3 Fluent求解

4.3 Fluent求解

4.3 Fluent求解

4.3 Fluent求解

4.4 Fluent后处理

4.4 Fluent后处理

1.3334e-5s时刻的速度流线云图

0.000106s时刻的速度流线云图
4.4 Fluent后处理

1.3334e-5s时刻的空气密度云图

0.000106s时刻的空气密度云图
4.4 Fluent后处理

1.3334e-5s时刻的空气密度云图

0.000106s时刻的空气密度云图
4.4 Fluent后处理

1.3334e-5s时刻的压力云图

0.000106s时刻的压力云图
4.4 Fluent后处理

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