本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計(jì)算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計(jì)算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗(yàn)證模型。通過對該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動噪聲展開預(yù)報(bào)。

1 workbench 設(shè)置

本案例計(jì)算模型簡單，相關(guān)的workbench設(shè)置如下圖：

2 SCDM 設(shè)置

2.1 導(dǎo)入幾何

本案例采用的圓柱體直徑為19mm，相關(guān)的幾何結(jié)構(gòu)與邊界條件如下圖：

2.2 網(wǎng)格設(shè)置

采用SCDM進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四邊形網(wǎng)格劃分。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：

3 FLUENT 流場設(shè)置

3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入

由于本文要進(jìn)行聲學(xué)計(jì)算，因此需要通過瞬態(tài)計(jì)算，對渦脫落的進(jìn)行捕捉，因此采用瞬態(tài)計(jì)算，相關(guān)設(shè)置如下圖所示。

3.2 材料設(shè)置

此處需要采用正常的空氣材料進(jìn)行計(jì)算，具體設(shè)置如下：

3.3 LES 模型開啟設(shè)置

在二維計(jì)算中，需要手動開啟大渦模擬，開啟所用的命令如下圖所示，大渦模型的相關(guān)設(shè)置同樣如下圖所示：

C# Rpsetvar'les-2d?#t

3.4 邊界條件設(shè)置

根據(jù)幾何圖中的邊界條件對邊界條件進(jìn)行設(shè)置，具體的設(shè)置如下圖所示，其中速度入口采用69.2m/s，具體設(shè)置如下圖：

3.5 初始化設(shè)置

首先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)初始化設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：

3.6 計(jì)算設(shè)置

此處進(jìn)行的計(jì)算設(shè)置如下：

4 FW-H計(jì)算設(shè)置

4.1 FW-H模型開啟

首先對圓柱繞流進(jìn)行計(jì)算，并對升力和阻力等結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測，待計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，開啟對應(yīng)的聲學(xué)模型，相關(guān)模型設(shè)置如下圖所示。

點(diǎn)擊上圖的定義噪聲源，具體設(shè)置如下圖所示：

依據(jù)相關(guān)的文獻(xiàn)，對相關(guān)的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，具體的兩個點(diǎn)坐標(biāo)為（0,-0.665）和（0,-2.432），具體設(shè)置如下圖所示：

4.2 計(jì)算設(shè)置

此處進(jìn)行的計(jì)算設(shè)置如下：

4.3 聲場計(jì)算結(jié)果設(shè)置

此處通過FFT對兩個接收點(diǎn)的SPL計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繪制，相關(guān)的繪制設(shè)置如下圖所示：

此處通過FFT對兩個接收點(diǎn)的SPL計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繪制，相關(guān)的繪制設(shè)置如下圖所示，總聲壓級結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值差別不大：

4.4 云圖結(jié)果

此處對流場進(jìn)行可視化處理，相關(guān)的繪制設(shè)置如下圖所示：

Subgrid Turbulent Viscosity

速度云圖計(jì)算結(jié)果

30 Fluent實(shí)用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真

本案例利用Fluent中的DEM模型，對管道運(yùn)輸進(jìn)行流體仿真，主要是對管路顆粒運(yùn)輸過程進(jìn)行診斷，防止出現(xiàn)顆粒陷入死循環(huán)，導(dǎo)入管路阻塞和浪費(fèi)。因此進(jìn)行相關(guān)的管路氣力運(yùn)輸可以按照本文的相關(guān)設(shè)置進(jìn)行仿真計(jì)算。

1 workbench 設(shè)置

本案例具體設(shè)置如下圖 ：

2 SCDM 設(shè)置

2.1 導(dǎo)入幾何

本案例的管道模型十分簡單，為幾段簡易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：

其中上方為入口邊界條件，下方為出口邊界條件。

3 Fluent Meshing 設(shè)置

3.1 網(wǎng)格設(shè)置

采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：

4 FLUENT 設(shè)置

4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入

首先導(dǎo)入網(wǎng)格，然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算，并選擇壓力基求解器。打開重力選項(xiàng)，由于本案例是以y軸負(fù)向作為重力方向，因此需要再y出設(shè)置為-9.81m/s。

4.2 材料設(shè)置

此處選擇water進(jìn)行計(jì)算，相關(guān)設(shè)置如下如所示：

4.3 多相流設(shè)置

此處對多相流模型展開設(shè)置，打開歐拉模型，選擇DDPM，勾選應(yīng)用，相關(guān)設(shè)置如下如所示：

點(diǎn)擊相，主相設(shè)置為水，次相取消勾選所有開關(guān)，主要設(shè)置如下圖所示：

4.4 DEM設(shè)置

此處打開離散相模型，勾選每次流動迭代更新和非定常顆粒跟蹤，物理模型選擇DEM，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：

點(diǎn)擊噴射源，進(jìn)行噴射顆粒構(gòu)建，噴射源類型選擇surface，勾選inlet邊界，離散相域選擇次相，顆粒直徑設(shè)置為0.01，時間持續(xù)10s，速度大小設(shè)置為0.1m/s，總流量為kg/s。并勾選使用面法線方向噴射。

對相關(guān)的碰撞規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，相關(guān)設(shè)置如下圖所示：

4.5 邊界條件設(shè)置

此處僅需要對入口條件進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置主項(xiàng)流量為5m/s，具體設(shè)置如下圖：

4.6 初始化設(shè)置

首先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)初始化設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：

4.7 計(jì)算設(shè)置

此處進(jìn)行的計(jì)算設(shè)置如下：

5 后處理結(jié)果

5.1 后處理云圖結(jié)果

對管路顆粒的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化處理，顆粒運(yùn)輸結(jié)果如下圖所示：

顆粒運(yùn)輸動畫結(jié)果如下圖所示：