FLUENT管內穩態流動

春風乍起

2017年10月24日 11:09

某噴射混合管，其中入口1流速為0.4m/s，溫度為293.15K，入口2流速為1.2m/s，溫度為313.15K，出口壓力為0Pa，請用ANSYS FLUENT求解出壓力與速度的分布云圖。

啟動FLUENT并導入網格

（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 18.2→Fluid Dynamics→Fluent 18.2命令，啟動Fluent，進入Fluent Launcher界面。

（2）在Fluent Launcher界面中的Dimension中選擇2D，在Display Options中勾選Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，單擊OK按鈕進入FLUENT主界面。

（3）在FLUENT主界面中，單擊主菜單中File→Read→Mesh按鈕，彈出Select File（導入網格）對話框，選擇相應的網格文件，單擊OK按鈕便可導入網格。

（4）導入網格后，在圖形顯示區將顯示幾何模型。

（5）單擊主菜單中Mesh→Check按鈕，檢查網格質量，確保不存在負體積。

（6）單擊主菜單中Mesh→Scale按鈕，彈出cale Mesh（網格縮放）對話框。在Scaling中，選擇Convert Units，Mesh，Mesh Was Created In選擇In，單擊Scale完成網格縮放，在View Length Unit In中選擇In。

（7）單擊主菜單中File→Write→Case按鈕，彈出Select File（保存項目）對話框，在Case File中填入Valve，單擊OK按鈕便可保存項目。

定義求解器

（1）單擊主菜單中Define→General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在Solver中，Time類型選擇Steady。

（2）單擊主菜單中Define→Operating Conditions按鈕，彈出Operating Conditions（操作條件）對話框。保持默認值，單擊OK按鈕確認。

定義模型

（1）在主菜單中單擊Define→Models按鈕，彈出Models（模型設定）面板。通過在模型設定面板中雙擊Viscous，彈出Viscous Model（湍流模型）對話框。

在Model中選擇k-epsilon (2eqn)，在k- epsilon Model中選擇Enhanced Wall Treatment，單擊OK按鈕確認。

（2）在模型設定面板雙擊Energy按鈕，彈出Energy（能量模型）對話框，勾選Energy Equation激活能量方程，單擊OK按鈕確認。

設置材料

單擊主菜單中Define→Materials按鈕，彈出Materials（材料）面板。在材料面板中，單擊Create/Edit按鈕便可彈出Create/Edit Materials（物性參數設定）對話框。

在Name中輸入water，在Density中輸入1000，在Cp中輸入4216，在Thermal Conductivity 中輸入0.677，在Viscosity中輸入8e-04，單擊Change/Create按鈕創建新物質，在彈出的Question（疑問）對話框中，單擊No按鈕不替換原來的air物質。

邊界條件

（1）單擊主菜單中Define→Boundary Conditions按鈕啟動邊界條件面板。

（2）在邊界條件面板中，雙擊velocity-inlet-5彈出邊界條件設置對話框。

Velocity Specification Method中選擇Components，X-Velocity中填入0.4，在Turbulence中Specification Method選擇Intensity and Hyperdraulic Diameter，Turbulence Intensity填入5，Hyperdraulic Diameter中填入4。

在Thermal選項卡中，Temperature中填入293.15，單擊OK按鈕確認。

（3）同步驟（2）設置velocity-inlet-6，其中Y-Velocity中填入1.2，在Turbulence中Specification Method選擇Intensity and Hyperdraulic Diameter，Turbulence Intensity填入5，Hyperdraulic Diameter中填入1。

（4）在邊界條件面板中，雙擊pressure-outlet-7彈出邊界條件設置對話框。保持默認設置，單擊OK按鈕退出。

設置計算域

（1）單擊主菜單中Define→Cell Zone Conditionss按鈕啟動Cell Zone Conditionss（網格域條件）面板。

（2）單擊Edit按鈕，彈出Fluid（流體域）對話框。

在Material Name中選擇Water，單擊OK按鈕確認。

求解控制

（1）單擊主菜單中Solve→Methods按鈕，彈出Solution Methods（求解方法設置）面板。保持默認設置不變。

（2）單擊主菜單中Solve→Controls按鈕，彈出Solution Controls（求解過程控制）面板。保持默認設置不變。

初始條件

單擊主菜單中Solve→Initialization按鈕，彈出Solution Initialization（初始化設置）面板。

Initialization Methods中選擇Hybrid Initialization，單擊Initialize按鈕進行初始化。

求解過程監視

（1）單擊主菜單中Solve→Monitors按鈕，彈出Monitors（監視）面板，雙擊Residuals-Print, Plot便彈出Residual Monitors（殘差監視）對話框。

保持默認設置不變，單擊OK按鈕確認。

（2）在Surface Monitors下單擊Create按鈕彈出Surface Monitor（表面監視）對話框，勾選Plot和Write，在Report Type 中選擇Mass-Weighted Average，在Field Variable中選擇Temperature和Static Temperature，在Surface中選擇pressure-outlet-7，單擊OK按鈕確認。