fluent圆柱绕流

升力系数曲线一直贴零，尾迹里没有交替脱落的涡，监测点画出来是一条直线。回去看Reference Values，Area填的是默认1，二维圆柱的参考面积应该是直径乘单位长度，直径10mm的话Area=0.01m²，Length=0.01m，Depth=1m，这三个数不设对，Cd和Cl全是错的。Reference Velocity也要手动填来流速度，默认从入口读有时候读不到。

圆柱绕流的基本设置，直径10mm，来流0.1m/s，介质水，密度998.2，粘度0.001，Re算出来约998。计算域上游取5D，下游取20D，上下各10D，圆柱中心放在原点。入口速度入口，出口压力出口，上下边界用symmetry或者slip，圆柱表面无滑移。网格用O型剖分，周向120个节点，径向40层，第一层高度0.01mm，增长率1.1，边界层总厚度别超过圆柱半径的三分之一。二维网格量大概8万，尾迹区x从1D到10D加密一档，涡脱落捕捉得到。

非定常求解器必须打开，稳态求解器会收敛到对称解，升力恒为零。时间步按涡脱落周期反算，St数约0.2，f=St×V/D=0.2×0.1/0.01=2Hz，周期0.5s，时间步取0.005s，一个周期100步。压力速度耦合用PISO，压力离散PRESTO，动量二阶迎风，体积分数不用管。亚松弛因子压力0.3，动量0.7。升力监测方向垂直于来流，阻力平行于来流，监测频率每一步都写，不然FFT采样不够。

网格质量检查在圆柱表面附近，y+要小于1，用SST k-omega或者直接层流模型，Re=1000在层流涡街范围内，层流模型能算。湍流模型在低Re下反而容易把涡粘掉。Courant数在圆柱附近控制在1以内，时间步和网格尺寸配合，0.005s配0.01mm的第一层高度，Courant数大概0.5，可以跑。残差降到1e-4以下，升力曲线出现稳定的正弦波动，前两个周期不算，从第三个周期开始统计振幅和频率。

后处理看涡量图，Q准则等值面在二维就是等值线，尾迹中心线x=3D处放监测点，记录y方向速度脉动，导出CSV用MATLAB做FFT，主频就是涡脱落频率。采样频率至少是涡脱落频率的10倍，0.005s对应200Hz采样，2Hz的信号够用。St数算出来0.198，跟文献的0.2差1%，在网格和时间步精度范围内。如果频率偏大，检查时间步是不是太大，或者出口太近导致回流干扰。

残差不降的时候先看出口有没有回流，把出口从15D拉到25D，回流消失残差继续降。升力曲线一直不稳，检查圆柱表面网格周向节点是不是太少，120加到160，尾迹区再加密。二维圆柱绕流Re超过200以后实际是三维的，二维结果只能定性看涡脱落频率，定量阻力系数会偏大。Reference Values再查一遍，Area和Length设错了后面全白算。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删