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、動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。因此在設計本案例的教學推文時，本節僅對制動盤的制動過程進行仿真計算教學。待大家掌握動網格、滑移網格兩種制動過程的仿真之后，再分別展開熱仿真的耦合教學。本案例采用800mm的車輪，600mm的制動盤，以100m/s的速度、5m/s^2的制動加速度為計算工況，展開了相對應的制動過程仿真計算。

1 workbench 設置

本案例具體設置如下圖，由于幾何較為復雜，因此首先在a中對車輪與制動盤進行了建模，然后分別劃分平移運動區域、旋轉運動區域和靜止域。

2 SCDM 設置

2.1 導入幾何

本案例幾何結構比較復雜，首先是制動盤區域，具體的幾何結構如下圖所示，作為旋轉域，給予1000mm的圓柱體 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：

其次是平移區域。幾何結構如下圖所示，該部分比較簡單，主要是用于制動過程的模擬 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：

靜止域幾何結構如下圖所示，為長方體流體域 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：

2.2 網格設置

采用 Fluent meshing 進行網格劃分，除去層鋪區域，其他區域采用多面體網格劃分。具體的網格劃分如下圖所示：

采用 Fluent meshing 進行網格劃分，層鋪區域采用四面體網格劃分。具體的網格劃分如下圖所示：

網格劃分情況可以參考 Fluent meshing 層鋪動網格劃分教程（一）

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：

3.3 模型設置

此處選擇模型進行相關計算，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，lc1為平移域所需udf，具體設置如下圖所示：

C #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;    vel[0]=(100-5*t);    vel[1]=0;    vel[2]=0;     } DEFINE_CG_MOTION(lc1, dt, vel, omega, time, dtime) {        real t=CURRENT_TIME;    vel[0]=(100-5*t);    vel[1]=0;    vel[2]=0;     }

此處將UDF導入到fluent中，具體設置如下圖所示：

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，具體設置如下圖：

其中紅色框勾選為lc，其余為lc1.

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

對制動過程的云圖進行初步繪制，流線圖如下所示：

對制動過程的云圖進行初步繪制，截面速度云圖如下所示：

對制動過程的云圖進行初步繪制，速度矢量圖如下所示：

制動過程中的速度云圖動畫結果如下所示 ： 制動過程中的壓力云圖動畫結果如下所示：