移動壁面附近的瞬態流動

參考資料:ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例說明

本案例模擬了移動壁面附近流體的瞬態流動問題。流體為高粘性,在初始時流速為0,壁面以恒定的速度移動。

移動壁面附近的瞬態流動的圖1

計算域:0.75 m X 0.3 m

物質屬性:物質密度為1000 kg/m3,粘度為1 kg/m-s

邊界條件:壁面移動速度為0.01 m/s,入口壓力為0N/m2,出口壓力為0N/m2

網格劃分

采用四邊形網格,網格數量為4500

移動壁面附近的瞬態流動的圖2

計算設置

本次計算為瞬態不可壓縮流動。

移動壁面附近的瞬態流動的圖3

  • 物質屬性

計算物質設置密度等參數

移動壁面附近的瞬態流動的圖4

  • 湍流模型

選擇為層流

移動壁面附近的瞬態流動的圖5

  • 邊界條件

(1)入口為壓力邊界條件

移動壁面附近的瞬態流動的圖6

(2)出口為壓力出口邊界條件

移動壁面附近的瞬態流動的圖7

(3)下壁面移動速度

移動壁面附近的瞬態流動的圖8

  • 求解控制

(1)求解方法

移動壁面附近的瞬態流動的圖9

(2)松弛因子

移動壁面附近的瞬態流動的圖10

(3)時間步長設置

移動壁面附近的瞬態流動的圖11

計算結果

  • 計算域云圖展示

(1)壓力云圖

移動壁面附近的瞬態流動的圖12

(2)速度云圖

移動壁面附近的瞬態流動的圖13

  • 計算值與實驗值對比

出口處相似參數值對比

相似參數表示為:

移動壁面附近的瞬態流動的圖14

其中ν為動力粘度。

移動壁面附近的瞬態流動的圖15

參考文獻

H. Schlichting, K. Gersten, Boundary Layer Theory, 8th Edition, pp. 126-127, 2000

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