ansys教学算例集fl-扩散器湍流流动仿真分析

★★湍流流动仿真分撰写：20180930关键字 算例来源：ANSYSFluent案例描 操作步 进口管路计 段计 本章小 本算例使用ANSYSFluent19.0，对流动进行仿真，文档内包含本算例仿真的案例为一简化的2D模型，内流动雷诺数为20000。Buice和Eaton[1]在1997年完成的实验提供。由于几何结构与流动结构具有对称性，本次仿真网格简化为对称结构，只求解一半的流动区域。拟，或者将充分发展管路与分离进行单独的计算，通过将计算充分发展管路后的分布文件作为条件。这样可以最大程度上减少网格数和CPU时间。 进口管路计创建工 并启动Diffuser， 下。启动Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension选择2D，DisplayOptions中勾选DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，勾选DoublePrecision，ProcessingOptions选择Serial，设置使用单核计算（用户可以根据现有的硬件资源和License酌情选择合适的并行数，更改WorkingDirectory路径至该网格文件 下，点击OK启动Fluent19.0。菜单中点击【File】>【Read】>【Mesh…test-periodic.msh，OK导入网格。此时，图形界面中可以查看导入的网格。General缩放网树中点击【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…ViewLengthUnitm检查网格质树中点击【Setup】>【General】>【Mesh】>【CheckConsole界面下，将Models选择湍流模k-epsilon(2eqn)k-epsilonModelRealizable，Near-WallTreatment选择EnhancedWallTreatmentOK完成设置。Materials在最左侧的树中，鼠标左键双击【Stup】【terialatialsakPageFluidaat/dit…，在弹出的Create/EditMaterials点击Close，关闭属性设置CellZoneConditions在最左侧的树中，鼠标左键双击【Setup】>【CellZoneConditionsBoundaryConditions在最左侧的树中，鼠标左键双击【Setup】>【BoundaryConditions定义周期边界条BoundaryConditionsTaskPageperiodic.1，确认TypeperiodicType的下拉菜单中切换选择。点击【PeriodicConditions…PeriodicConditionsTypeSpecifyMassFlow，设MassFlowRate(kg/s)0.314OK完成设置。SolutionMethodsSchemeCoupledSpatialDiscretizationTurbulentKineticEnergyTurbulentDissipationRateSecondOrderUpwindPseudoTransientHighOrderTermRelaxation。SolutionControlsMonitors残差监视设树中【Solution】>【Monitors】>【ResidualPlot选项被壁面剪切力监视树中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlotsNew…，进行自NewReportPlotNew…SurfaceReportAreaWeightedAverage…，CreateReportPlotFieldVariableWallFluxes…>WallShearStressSurfaces选项栏中选择wall_bottomwall_topOK。NewReportPlotOKInitialization树中【Solution】>【InitializationInitializationTaskPageInitializationMethodsStandardInitializationInitialValues值XVelocity2.56m/sTurbulentKineticEnergy0.016m2/s2，设置TurbulentDissipationRate0.042m2/s3Initialize按钮进行初始化。RunCalculation树中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageNumberofIterations1500Calculate开始运行计算。InformationOK输出Profile菜单栏中【File】>【Write】>【Profile…Options项DefineNewProfilesSurfacesperiodic.1Values中XVelocity、TurbulentKineticEnergy(k)TurbulentDissipationRate(Epsilon)Write…f文件。切换至SSTk-omega(2eqn)k-omegaModelSSTOK完成设树中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageCalculate开始运行计算。菜单栏中【File】>【Write】>【Profile…Options项DefineNewProfilesSurfacesperiodic.1Values中XVelocity、TurbulentKineticEnergy(k)SpecificDissipationRate(Omega)，Write…channel-SST-f文件。段计创建工 并启动新启动Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension选择2D，DisplayOptions中勾选DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，勾选DoublePrecision，ProcessingOptions选择Serial，设置使用单核计算（用户可以根据现有的硬件资源和License酌情选择合适的并行数，更改WorkingDirectory 下，点击OK启动Fluent19.0。菜单中点击【File】>【Read】>【Mesh…asymmetric-scaled.mshOK导入网格。此时，图形界面中可以查看导入的网格。General缩放网树中点击【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…ViewLengthUnitm检查网格质树中点击【Setup】>【General】>【Mesh】>【CheckConsole界面下，将Models选择湍流模k-epsilon(2eqn)k-epsilonModelRealizable，Near-WallTreatment选择EnhancedWallTreatmentOK完成设置。Materials在最左侧的树中，鼠标左键双击【Stup】【terialatialsakPageFluidaat/dit…，在弹出的Create/EditMaterials点击Close，关闭属性设置CellZoneConditions在最左侧的树中，鼠标左键双击【Setup】>【CellZoneConditionsBoundaryConditions在最左侧的树中，鼠标左键双击【Setup】>【BoundaryConditions读入边界条件文菜单栏中选择【SettingUpPhysics】>【Zones】>【Profile…Read…按钮，读入fProfiles窗口中即可获得如定义进口边界条BoundaryConditionsTaskPageinlet_v，确认其Typevelocity-inletTypeEdit…，进入速度进口设置面板，在VelocityMagnitude(m/s)下拉菜单中选择periodic.1x-velocityTurbulenceSpecificationMethodKandEpsilon，设置TurbulentKineticEnergy(m2/s2)periodic.1turb-kinetic-energy，TurbulentDissipationRate(m2/s3)periodic.1turb-diss-rate定义出口边界条BoundaryConditionsTaskPageoutlet，确认其OK确认设置。SolutionMethodsSchemeCoupledSpatialDiscretizationTurbulentKineticEnergyTurbulentDissipationRateSecondOrderUpwindPseudoTransientHighOrderTermRelaxation。SolutionControlsMonitors残差监视设树中【Solution】>【Monitors】>【ResidualPlot选项被勾选。设置所有的AbsoluteCriteria0.0001，其余设置默认。壁面剪切力监视树中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlotsNew…，进行自NewReportPlotNew…SurfaceReportAreaWeightedAverage…，CreateReportPlotFieldVariableWallFluxes…>WallShearStressSurfaces选项栏中选择wall_bottomwall_topOK。NewReportPlotOK用户自定义函数菜单栏中选择【UserDefined】>【FieldFunctions】>【Custom…SelectOperandFieldFunctionsofMesh…>X-Coordinate，点击在运算符按钮中点击“/”.NewFunctionNamex-by-DefineInitialization树中【Solution】>【InitializationInitializationTaskPageInitializationMethodsHybridInitializationMoreSettings选项，在弹出的框中选择TurbulenceSettings选项栏，去选AveragedTurbulentParametersTurbulenceIntensity(%)4ViscosityRatio中输40OKTaskPageInitialize按钮进行初始化。RunCalculation树中【Solution】>【RunCalculationRunCalculationTaskPageNumberofIterations300Calculate开始运行计算。InformationOK调整ReferenceValuesPageLength(m)0.1，Velocity(m/s)2.56。Post-processing用户自定义函数菜单栏中选择【UserDefined】>【FieldFunctions】>【Custom…计算结果对树中【Results】>【Plots】>【XYPlotXYPlot，在弹出的OptionsNodeValuesPositiononXAxisYAxisFunction中选择CustomFieldFunctions…>skin-friction-coefficientXAxisFunction中选择CustomFieldFunctions…>x-by-hSurfaceswall_top面。点击LoadFile…，在弹出的框中选择cf_top.xy文件，点击OK导入。回SolutionXYPlotCurves…1Curvewall-bottomcf_bot.xy数据与显示自适应网树中【Results】>【Graphics】>【MeshMeshMeshDisplayOptionsFacesEdgeTypeFeature。确保SurfacesSave/Display选项。即可在图形显示器中查看切换至SST修改湍流模k-omega(2eqn)k-omegaModelSSTOK完成设树中【Solution】>【RunCalculation鼠标左键双击RunCalculation，在TaskPageCalculate开始运行计算。修改边界条菜单栏中选择【SettingUpPhysics】>【Zones】>【Profile…点击Read…按钮，读入channel-SST-f文件，在Profiles窗口中即可获得如BoundaryConditionsTaskPageinlet_v，确认其入速度进口设置面板，在VelocityMagnitude(m/s)下拉菜单中选择periodic.1x-velocityTurbulenceSpecificationMethodKandOmega，设置TurbulentKineticEnergy(m2/s2)periodic.1turb-kinetic-