4搅拌器-MRF方法与滑移网格

1、可移动区域中的流动问题数值模拟动参考系模型(MovingReferenceFrame)滑移网格模型(MovingMesh)用于解决类似涡轮机械、搅拌槽等包含运动部件的数值模拟问题。一个搅拌器的典型结构如图所示。图中0点为坐标原点，十字搅拌部件的角速度为0.5rad/s,其他尺寸如图所示。利用Gambit建立计算模型1、创建关键点操作:回f2、创建线段操作:mL.y操作:创建面创建3个面，第一个是由半径为50cm的圆围成，第二个是由半径为12cm的圆围成,第三个是由搅拌叶片周线所围。4、进行布尔运算操作:交界线设置操作的结果是创建了两个流域，一个是facel,由大圆和小圆之间的区域组成，另一个是

2、小圆与搅拌器叶片之间的流域face2。小圆周线为重叠的两条线，分别为两个区域所拥有，这两条线的编号可这样来判断。操作:9dg9.l3IA|edge.14edge1619dg9.l7|edgo.zo-Jedge.21edge22Gdg9.Z3Edgeust(Multiple)AvaflablePickedNOUltGf将EdgeList左侧的线段点击选中，再点击此时相应的线段变为红色，由此可判断,小圆的周线编号为edge.13和edge.l6c为判断线段所属的面，可进行如下操作。删除face.l后，发现同时删除了线段edge.16，说明edge.16属于face.2。点击右下角的阳，撤销删除论1

3、的操作。6、面网格划分也7、流域设置操作：蟹一觀8、边界类型设置操作:命名搅拌器叶片所成的边界为fan。9、输出网格利用MRF方法求解1、选用fluent-2d求解器2、读入网格文件3、进行网格检查4、设置区域长度单位为cm5、选用默认的求解器控制设置6、选用默认的操作环境设置7、定义流体的物理属性（从材料库中读入液体水）8、设置两个流域的流体及转动Define-BoundaryConditionsZoneTypedefaulHnteriordefaultintcrior：001Ian仙idsolid1fluidl1lluidldnfluid2llui(12-outwallD3Sei.ICop

4、y.CloseIHelpBoundaryCondtionsSourceTermsFixedValuesPorousZoneMaterialName|water-llquidSpeed(rad/s)啊Motion|SourceTerms|FixedValues|PorousZone|ReactionMo,ion|MovingReferenceFrameRotationalVelocityTranslationalVelocity以上定义了fluid2区域充满了水，并以0.5rad/s转动。注：fluid2所对应的边界类型为fluid,点击set后,在Motion对应的MotionType卜选中M

5、ovingReferenceFrame（MRF方法），可设置fluid2为可动区域，可以是平动或转动。注：这里转动不是物理位置上的转动，此时所求解的仅仅是周期性转动在某一瞬时的情况，这样就把一个非稳态的问题转化为一个稳态问题来求解，减少了计算量。9、设置搅拌叶片的边界条件BoundaryCondlionsdcfoultintcriorinlct-vcnt*default-lnterior;001Intake-fan(nIIinterfacefluidlmassflowlnletfluidbinoutflowfluid2oirtlct-vcntfluid2-outpressure-far-lie

6、ldwallpressure-inletpressure-outletsymmetryvelocity-inletJwallZoneTypeZoneNameAdjacentCellZoneFluid2Thermal|DPMMomcntiimSpades|RadiationUDSGranularWallMotioncStationaryWall“MovingWallMotion&RelativetoAdjacentCellZoneAbsoluteTranslational$Rotational宀ComponentsShearConditionANoSlipSpecifiedShearSpecul

7、arityCoefficientMariingonlStressSpeed(rad/s)FlotationAxisOriginSe(|Cop*|Close|OK|Concinterfacemass-flow-inletoutflowoutlet-ventpressure-farfieldpressure-inletpressure-outletsymmetryvclocityinlctwall1fluidlinfluidZfluld2-ou1wallIDSet.ICopy.I6Close|HelpBoundaryConditionsZoneTypedefault-interiordefault

8、interior001fan仙idlfluidl-in1luid2Inlet-ventintakefan1Interfacemass-flow-inletoutflowoutlet-ventpressurefarfield三pressure-inletpressureoutletsymmetryvelocity-inletwall丁11luid2outwallD5Set.|Copy.ICloseHelpBoundaryConditions设置交界面Define-GridInterfacesFluidl和fluid2通过此面interface进行数据交流。求解方法及设置求解参数设置SolveTC

9、ontrolsTSolution,采用默认设置。初始化SolveTInitialize-Initialize*设置ComputeFrom为AllZones（3）打开残差监测器（4）迭代计算（5）保存结果12、显示结果三、利用MovingMesh方法求解1、启动fluent-2d求解器2、读入网格文件3、设置长度单位为cm4、选择非定常求解器SolveModelsSolverSolverFormulationeSegregated&ImplidlCoupledExplicitSolverAxisymmctricAxisymmeiricSwirl厂3DTimerSteadyUnsteadyTran

10、sientControlsrNon-IterativeTimeAdvancement厂FrozenFluxFormulationVelocityFormulationAbsoluteRelativeGradientOption介Cell-Based厂Node-BasedUnsteadyFormulationExplicit&Ist-OrderImplicit2nd-OrderImplicitPorousFormulationSuperficialVelocityPhysicalVelocityOKCancel|Help5、从材料库中读入液态水6、操作坏境取默认7、边界条件设置设置fluidl为

11、液态水设置fluid2流体区域在MaterialName列表中选择water-liquid；在Motion项对应的MotionType下选MovingMesho(注：即滑移网格方法)在RotationalVelocity项对应的Speed项输入0.5BoundaryConditionsSet.,|Copy.ICloseHelp注：以上的设置定义了区域fluid2充满了水，并以0.5rad/s的角速度转动。注：这里的转动不同于MRF方法，其转动是真正的转动，可实时观察到十字型搅拌器空间位置的变化。注：MRF算法得到的是一个充分发展流场，而MovingMesh方法得到的是实际的流场。设置交界面的条

12、件，同前设置搅拌器的边界条件8、求解方法设置(1)求解参数采用默认设置初始化，方法同前打开残差检测器动画设置Solve-Animate-DefineSolutionAnimationAnimationSequences|i_|ActiveNameEveryWhen厂|ueiocity(1TimeStepdDefine.|r|sequence-2p|IterationJDefine.Ir|spquencp-3|1兰jpterationdOrfinr.|r|sequence-4p-1|ltertiondDefine|厂|sequence-5p|ltrrntion3Dclinc.|OKCancelHelp点击Define.AnirnationSequence点击set,选择vectors点击Display146e&?4e503-9k-532c553c-02024.95u00024.66e43?-02024.0$ea?9s-02023.20e9k-0202022.33c-04e0202021?5e0202116e0203030.00c*00保存设置开始迭代计算iterateTimeTimeStepSize(s)5NumberofT