1 概念介紹

我們之前給出的案例計(jì)算域邊界都是固定不變的，如文章二十的多孔介質(zhì)、文章十八的DPM模型等，但實(shí)際上一些工況下計(jì)算域的邊界可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)或者變形，如風(fēng)扇扇葉的運(yùn)動(dòng)、齒輪的運(yùn)動(dòng)等。

 

對(duì)于計(jì)算邊界發(fā)生運(yùn)動(dòng)或者變形的問題，F(xiàn)luent使用動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算對(duì)其進(jìn)行計(jì)算模擬。Fluent動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算提供了三種方法，分別是Layering方法、光順方法(smoothing)和Remeshing方法。這三種方法適用工況各有不同，本文介紹動(dòng)網(wǎng)格Layering方法。

動(dòng)網(wǎng)格Layering方法通過網(wǎng)格單元的增加和合并來實(shí)現(xiàn)邊界的變形。其適用線性運(yùn)動(dòng)（直線或旋轉(zhuǎn)）；運(yùn)動(dòng)部分的網(wǎng)格必須是四邊形、六面體網(wǎng)格；此例只講解如何實(shí)現(xiàn)Layering方法的動(dòng)網(wǎng)格，具體工況不涉及。

                                                                                      

2 模型描述

本例的模型如圖所示。模型有三個(gè)面，分別為底面(bottom)、上面(top)和側(cè)面(side)。其中top面保持不動(dòng)，bottom面以-0.01m/s的速度沿z軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，side面隨bottom面的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行增減網(wǎng)格。

 

3 導(dǎo)入網(wǎng)格

使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。

 

4 Scale網(wǎng)格尺寸

Scale修改網(wǎng)格尺寸。如圖所示。

 

確保計(jì)算域尺寸是我們所需要的。

 

5 設(shè)置求解器

由于網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)是隨時(shí)間進(jìn)行的，因此動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)必須為瞬態(tài)模擬。將計(jì)算工況設(shè)置為瞬態(tài)。其他求解器設(shè)置可根據(jù)具體工況進(jìn)行選擇。

 

6 設(shè)置動(dòng)網(wǎng)格模型

在模型樹下雙擊Dynamic mesh，此時(shí)Task Page下頁(yè)面如圖

 

勾選Dynamic mesh

Mesh Methods：

三種方法分別為前文咱們提到的光順方法(smoothing)、Layering方法和Remeshing方法。我們勾選Layering方法。

 

Options下的四個(gè)選項(xiàng)如In-Cylinder(活塞運(yùn)動(dòng))、Six DOF(六自由度)等問題我們會(huì)在以后的文章中講解。

 

勾選Layering后，點(diǎn)擊Settings，出現(xiàn)Layering方法的設(shè)置頁(yè)面

 

Options選項(xiàng)：

Height Based基于高度，適合運(yùn)動(dòng)邊界為直線/平面

Ratio Based基于比率，適合運(yùn)動(dòng)邊界為曲線/曲面

 

Split Factor：

公式中的α_s，當(dāng)網(wǎng)格高度大于不等式右邊的值時(shí)，網(wǎng)格發(fā)生斷開，此值越大，網(wǎng)格拉伸的越大。

Collapse Factor：

公式中的α_c，當(dāng)網(wǎng)格高度小于不等式右邊的值時(shí)，網(wǎng)格發(fā)生合并，此值越小，網(wǎng)格壓縮的越大。此處我們將兩值分別設(shè)置為0.4和0.2

 

 

Dynamic Mesh Zones： 

單擊Dynamic Mesh Zones下的Create/Edit，彈出如下窗口

Zone Names：包含了模型的各個(gè)邊界，用于定義Type

Type：定于個(gè)邊界的類型，Stationary表示固定邊界，Rigid Body表示剛體運(yùn)動(dòng)邊界，Deforming表示變形邊界，User-Defined表示自定義，System Coupling表示系統(tǒng)耦合，

 

對(duì)于Layering方法只需要設(shè)置剛體運(yùn)動(dòng)邊界即可，其他不必設(shè)置。此案例運(yùn)動(dòng)邊界為bottom，因此Zone Names選擇bottom，Type選擇Rigid Body。

 

Motion Attributes：

Motion UDF/Profile：剛體運(yùn)動(dòng)方式，將文章下方鏈接中的UDF導(dǎo)入，選擇piston。注：此處UDF使用DEFINE_CG_MOTION宏編寫，主要語(yǔ)句：vel[2] = -0.01，表示z方向速度為-0.01m/s

 

 

Meshing Options：

 

Cell Height：即公式中的hideal，一般此值設(shè)置為原網(wǎng)格高度，此例設(shè)置為0.1m

 

 

7 查看動(dòng)網(wǎng)格

在Task Page頁(yè)面單擊Preview Mesh Motion，設(shè)置時(shí)間步數(shù)為100，時(shí)間步長(zhǎng)為1s，顯示頻率為1。

動(dòng)網(wǎng)格變化圖

 

  

源文件鏈接：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/12vxn0IhOcJFCLIxOJUdIzA

提取碼：mdc1

 

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