FLUENT精典案例#371-低雷諾數層流串列雙圓柱繞流仿真
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FLUENT精典案例#371-低雷諾數層流串列雙圓柱繞流仿真
01
問題介紹
如下圖所示的兩個圓柱尺寸為直徑D=0.04m間距5D,計算域為4mx2m。計算雷諾數200的層流非定常工況,監測圓柱上的升力、阻力和渦街。假設流體介質為空氣,密度為1,粘度 為0.0002,來流速度為1。
02
網格情況
ICEM結構網格,圓柱附近以及渦街區域加密。
03
相關公式
空氣密度1
粘度0.0002
計算得到
U=1
Sr=0.178497
T=4.462425
04
基本設置
1瞬態計算
其實建議先用穩態計算,得到穩定流場后再切換為瞬態計算,能夠減少渦街出現的等待時間。
2層流模型
3設置流體介質屬性
4設置來流速度
5出口設置為壓力出口
6上、下邊界設置為對稱邊界或移動邊界(下圖設置的是移動邊界,移動速度與來流速度相同)
7設置升力監測(阻力監測設置方法相同)
勾選Per Zone,以便能夠分別監測并顯示兩個圓柱上的升力。
8若希望在CFD POST中做動畫,可設置自動保存
9從入口初始化
10為了仿真時能夠實時監測動態情況,可設置監測(此處的監測結果也可以用來在FLUENT中制作動畫)。
10為了得到比較好的結果,時間步長可取小一些
05
基本結果
低雷諾數層流情況下,渦街出來得很慢。需要計算很久。本算例先穩態計算,然后使用服務器計算瞬態流場,跑了一個晚上,才剛剛開始出來渦街,所以下面展示的結果也都是還沒有形成完整渦街時的結果。
1渦量云圖
可以看到渦街已經出現,但僅僅是剛剛出現。
來個放大圖。
2整體速度云圖
3升力曲線
形成完整的渦街后,升力曲線將呈現正常的正(余)弦曲線(要計算蠻久,懶得算了,從下圖可看出,繼續計算結果必然是可以接受的)。
06
軟件版本
FLUENT2020R1
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