在這個(gè)忙碌的城市里，要論最快的交通方式當(dāng)然是地鐵了，然而上下班高峰期的擁擠讓人很不舒服。那么問(wèn)題就來(lái)了，站在地鐵的哪個(gè)位置最舒服，今天我們就一起用ABAQUS軟件的流體計(jì)算來(lái)分析在地鐵里的最佳位置。

ABAQUS/CFD是集成在ABAQUS軟件包中，用以求解流體力學(xué)問(wèn)題的模塊。ABAQUS/CFD采用混合有限體積法和有限元法的求解方法來(lái)計(jì)算不可壓縮的層流和湍流問(wèn)題，具有較高的求解精度。

1.模型介紹

首先打開ABAQUS軟件，選擇CFD，如圖1所示

圖1 軟件準(zhǔn)備

以容器內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬車廂與人流攢動(dòng)，假設(shè)車廂長(zhǎng)6m，寬2m，高2m，人流高2m，寬1m，長(zhǎng)1m，建立幾何模型如圖2所示，人流涌進(jìn)的面為流入面，車廂兩端的2個(gè)面為流出面，其他的10個(gè)面均為壁面。

圖2 幾何模型

對(duì)所有模型賦予流體的材料屬性，比如水，需要的材料參數(shù)為密度，聲速與粘度。

用ABAQUS作流體計(jì)算時(shí)，分析類型有且僅有一種—FLOW，設(shè)置求解總時(shí)間為5s，其余保持默認(rèn)設(shè)置。在LOAD模塊，對(duì)模型的流入面與流出面施加Fluid inlet/outlet邊界條件，如圖3所示，流入面施加壓強(qiáng)1000Pa，流出面施加0Pa的壓強(qiáng)。

圖3 施加Fluid inlet/outlet邊界條件

對(duì)除了流入面流出面以外的面施加Fluid wall condition邊界條件，如圖4所示。

圖4 施加Fluid wall condition邊界條件

在mesh模塊，選擇單元類型為FC3D8。如圖5所示。

圖5 單元類型

完成以上前處理設(shè)置便可以提交計(jì)算了。

2.結(jié)果分析

通過(guò)ABAQUS的分析，我們得到了運(yùn)算結(jié)果，在后處理模塊visualization的處理，我們得到圖6所示的流體速度分布矢量圖以及圖7所示的壓力云圖。

圖6流體速度分布矢量圖

圖7 壓力云圖

通過(guò)結(jié)果分析可知在人流正對(duì)著的壁面處壓力最大，人流會(huì)朝兩邊散去，在入口兩側(cè)的區(qū)域會(huì)形成局部渦流，此處流體速度為0，壓力最小。因此我們很容易得到結(jié)論，在一個(gè)擁擠的地鐵車廂里，除了座位最舒服的位置是在門的兩側(cè)，在這個(gè)位置人潮涌動(dòng)最?。?/span>

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