Fluent 滑移網格+高鐵制動盤制動過程散熱仿真(一)
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算,整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學,因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊,其中分別是滑移網格運動區域,固體結構和外部靜止域。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致,因此不做過多闡述:
固體域區域需要注意,各部分命名如下圖:
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分,增加固體域網格劃分,不做過多闡述:
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格,由于是三部分網格,因此需要通過附加case的方式,將其余兩部分網格導入,然后勾選穩態計算,具體設置如下圖所示。
3.2 材料設置
此處對材料進行設置,采用air作為流體計算材料,具體設置如下圖所示:
采用鑄鐵作為固體計算材料,具體設置如下圖所示:
3.3 模型設置
此處選擇模型進行相關計算,需要打開能力方程,具體設置如下圖所示:
3.4 UDF設置
此處對剎車盤運動的udf進行編寫,lc為旋轉域所需udf,heatersource為剎車盤的熱通量,具體設置如下圖所示:
#include "udf.h"#include "mem.h"#include "dynamesh_tools.h"DEFINE_CG_MOTION(lc, dt, vel, omega, time, dtime){ real t=CURRENT_TIME; omega[0]=0; omega[1]=0; omega[2]=-1*(100-5*t)/0.4; }DEFINE_PROFILE(heatersource, thread, position) { face_t f; real x[3]; real eff = 0.8; real u = 0.3; real F = 15000; real s = 0.03; real w; real v = 100; real a = -5; w = 60 * 3.14 / 180.0; real tan_w = tan(w); begin_f_loop(f, thread) { F_CENTROID(x, f, thread); real t = CURRENT_TIME; real temp_x0 = x[0] ; real r = sqrt(temp_x0 * temp_x0 + x[1] * x[1]); if (r > 0.15 && r < 0.3) { ; } else { r=0; } real A = temp_x0 * tan_w - x[1]; if (A >= 0.0 && x[1] >= 0.0) { F_PROFILE( f, thread, position) = (eff * F * u * (v + a * t) / 0.4) * (r / s); } else { F_PROFILE( f, thread,position) = 0.0; } } end_f_loop(f, thread);}
此處將UDF導入到fluent中,相關設置與Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致,固體域所有網格選擇lc的udf。
3.5 interface設置
由于是多個域組成,因此需要通過interface將各個區域連接起來,具體設置如下圖:
3.6 動網格設置
本案例最重要的便是動網格的設置,增加了固體域的動網格設置,具體設置如下圖:
3.7 邊界條件設置
需要對速度入口和熱源溫度進行設置,具體設置如下圖:
3.7 初始化設置
首先進行標準初始化設置,具體設置如下圖:
3.8 計算設置
此處進行的計算設置如下:
4 后處理結果
4.1 后處理結果
該部分和動網格得到的結果基本一致,因此就不在展示了。
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