Fluent案例7：圆柱绕流实战演练

一个瞬态的圆柱绕流案例

知识点：

• 瞬态圆柱绕流 的模拟
• 一个后处理的方法：将瞬态模型中一个点的速度变化绘成图表并将数值导出excel文件

模型如下图所示，左边界为速度边界进口速度0.5m/s，试模拟出计算域中的速度变化

打开workbench，拖入Fluid Flow Fluent 模块

1、前处理（建模部分）

• 右键A2单元格，选择用Design Modeler 进行建模
• 如图所示，在xoy平面内绘制草图，草图如图所示

• 点击菜单栏中的Concept,选择Surfaces From Sketches（利用草图生成一个面）

• 在属性栏中，Base Objects中选择刚才绘制的草图，Generate

2、前处理（网格绘制）

• 双击A3单元格，打开Ansys meshing
• 点击模型树节点mesh，设置全局尺寸，设置为4mm，设置如下图所示

• 右键模型树节点Mesh-insert-sizing（插入面的局部尺寸）

• 这里我们采用 Sphere of Influence的方法（建立在一个球坐标系上，在半径内指定一个局部尺寸）

• 属性栏设置如图所示，设置，在0.03mm内的网格为2mm，属性栏如下图所示

• 右键模型树节点Mesh-inset-sizing（插入边界局部尺寸）
• 选择圆形的边界，设置50个节点，属性栏设置如下图所示

• 右键模型树节点mesh，generate mesh，生成网格。
• 对网格边界进行命名，如下图所示

• 关闭Ansys meshing

3、求解过程

• 右键A3单元格，update
• 更新完成后，双击setup，打开双精度，启动Fluent，根据需求选择线程数
• 选择Transient（瞬态）模型

①材料设置

• 添加材料液态水，在模型树节点Setup-Materials-Fluid中双击air
• 在打开的设置面板中点击Fluent Database，找到液态水 water-liquid,点击copy

• 双击Setup-Cell Zone Conditions中的air，在打开的窗口中选择液态水，OK

②边界条件设置

• 如图所示设置进口速度为0.5m/s（逐渐变懒）

③计算方法

• 动量项选择QUICK
• 时间项设置二阶隐式格式

④设置自动保存

• 如图所示（越来越懒了哈哈哈哈哈）

⑤初始化设置

• 选用常数初始化，如图所示（这里我后来想了一下，觉得将整个区域初始化成0m/s可以更明显的观察圆柱绕流的变化，大家可以试一试）

⑥计算设置

• 设置每个时间步为0.01s，200步，Calculate.

• 计算完成，关闭Fluent

4、后处理

①导出动画

• 双击A6单元格，打开cfd-post
• 建立一个云图，导出动画，具体方法见【自然对流】的案例，不在过多赘述

②查看一个点的速度变化

• 插入一个点，Location-point，输入插入点的坐标，apply

• 此时可以在图上看到此点（那个黑点点）

• 点击菜单栏中的chart，插入一个图表（红框框那里）

• General选择XY-TRansient or Sequence

• Date Series中选择刚才建立的那一个点

• Y Axis 选择变量速度，点击Apply，即可生成此点的速度变化图

③导出Excel文档

• 点击Export，设置如图所示，点击Save，即可导出

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