本教程將通過一個(gè)簡(jiǎn)單的管道內(nèi)流體流動(dòng)實(shí)例來說明利用FLUENT參數(shù)化分析來進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性測(cè)試。

 1     啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目 

（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。

（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A。

 2     導(dǎo)入幾何體 

（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會(huì)彈出“打開”對(duì)話框。

（2）在彈出的“打開”對(duì)話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入幾何體文件。

 3     劃分網(wǎng)格 

（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分。

（2）依次右鍵選擇模型入口邊界和出口邊界，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對(duì)話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認(rèn)。

（3）右鍵單擊模型樹中Mesh選項(xiàng)，依次選擇Mesh→Insert→Sizing。Geometry選擇管道進(jìn)出口邊緣，Type選擇Number of Divisions，在Number of Divisions中輸入20。

（5）單擊鼠標(biāo)左鍵選擇Number of Divisions前的方框，顯示P字樣。同樣，選擇Mesh中Statistics里的Nodes和Elements，選擇三個(gè)計(jì)算參數(shù)。

（6）右鍵單擊模型樹中Mesh選項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項(xiàng)，開始生成網(wǎng)格。

（7）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項(xiàng)可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。

（8）執(zhí)行主菜單File→Close Meshing命令，退出網(wǎng)格劃分界面，返回到Workbench主界面。

（9）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Update項(xiàng)，完成網(wǎng)格數(shù)據(jù)往Fluent分析模塊中的傳遞。

 4     設(shè)置材料 

（1）雙擊A4欄Setup項(xiàng)，打開Fluent Launcher對(duì)話框，單擊OK按鈕進(jìn)入FLUENT界面。

（2）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對(duì)話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對(duì)話框，選擇water liquid，單擊Copy按鈕確認(rèn)。

 5     定義模型 

（1）單擊命令結(jié)構(gòu)樹中General按鈕，彈出General（總體模型設(shè)定）面板。在SolverTime中選擇Steady。

 6     設(shè)置邊界條件 

（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動(dòng)的邊界條件面板。

（2）在邊界條件面板中，雙擊inlet彈出邊界條件設(shè)置對(duì)話框。Velocity Magnitude輸入0.001，單擊OK按鈕確認(rèn)退出。

（3）outlet的邊界類型選擇為outflow。

 7     初始條件 

（1）單擊主菜單中Solving→Initialization按鈕，彈出Solution Initialization（初始化設(shè)置）面板。

Initialization Methods中選擇Standard Initialization，Compute Form選擇inlet，單擊Initialize按鈕進(jìn)行初始化。

 8     計(jì)算求解 

（1）單擊主菜單中Solve→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運(yùn)行計(jì)算）面板。

在Number of Iterations中輸入1000，單擊Calculate開始計(jì)算。

（2）計(jì)算完成后，單擊主菜單中Postprocessing→Reports→Surface Integrals按鈕，Report Type選擇Face Average，F(xiàn)ield Variable選擇Velocity，Surface選擇outlet，單擊Save Output Parameter，Name設(shè)置為OUT-Velocity。

（3）同步驟（2），Report Type選擇Face Maximum，設(shè)置參數(shù) OUT-Max vel。

（4）設(shè)置完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。

 9     參數(shù)化設(shè)置 

（1）雙擊A7欄Parameters項(xiàng)，進(jìn)入Parameter Set界面。

（2）在Table of Design Points窗口，可以看到之前設(shè)置好的參數(shù)。

（3）在B欄Edge sizing numbers of divisions中增加30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100，并全部勾選Retain。

（4）選擇全部工況，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇Update Selected Design Points，開始計(jì)算。

（5）計(jì)算完成后，便可得到不同工況下，不同網(wǎng)格疏密程度對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。從下圖可以看出，網(wǎng)格疏密程度對(duì)出口平均速度影響不大，對(duì)出口最大速度影響較大，網(wǎng)格份數(shù)設(shè)置為40時(shí)，計(jì)算精度和網(wǎng)格數(shù)量匹配為最佳。

網(wǎng)格數(shù)量與出口平均速度關(guān)系

網(wǎng)格數(shù)量與出口最大速度關(guān)系

文章來源：流體仿真