Fluent MRF 旋轉機械(一)

本案例利用Fluent中的MRF模型,對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了仿真計算。該案例僅對螺旋槳的穩態計算進行了簡單演示,其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致,可按照該案例進行相關設置。

本文僅計算了進速系數為0.4的工況,計算結果與相關實驗較為接近。

1 workbench 設置

1.1 選擇流體流動(帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent)

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖1

2 SCDM 設置

2.1 導入幾何

左邊為入口,右邊為出口。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖2

3 FLUENT MESHING設置

采用了Fluent meshing進行前處理,采用多面體的方法對體網格進行劃分。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖3


Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖4

具體網格劃分設置如下:

4 FLUENT 設置

4.1 General設置

由于是MRF靜態求解問題,此處設置為穩態計算模式。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖5

4.2 材料定義

本案例模擬螺旋槳的水動力性能,因此選擇的材料為水。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖6

4.3 模型設置

采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區域進行如下設置。使其實現旋轉功能。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖7

4.4 邊界條件設置

此處進行邊界條件設置,主要是依據進速系數進行入口速度大小設置。本案例中,僅計算了進速系數為0.4的情況,依據進速系數公式,此時的入口速度為1.22m/s。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖8

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖9

將4119槳設置為移動壁面。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖10


4.5 計算設置

進行初始化,初步計算100步。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖11

開啟阻力監測,對螺旋槳水動力性能展開監測。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖12

進一步進行流場計算,直到阻力值趨于穩定。由下圖可知,本案例推力計算結果為270-280N之間。與實驗值接近。誤差在5%之內。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖13

4.6 后處理設置

對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖14

Fluent MRF 旋轉機械(一)的圖15


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