CFX仿真實例 – 汽車外部流場

案例描述:

一個簡化了汽車幾何體,風從車的尾部吹向,速度15 m/s。

? 采用一半的幾何仿真;

? 滑移邊界模擬外流;

? SST湍流模型模擬汽車表面流場;

? 忽略空氣的微弱壓縮。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖1

1、新建并導入網格

1.1 新建一個CFX仿真項目,命名為“BluntBody”。

1.2 導入網格,右鍵軟件左側的Outline下面的Mesh > Import Mesh > CFX Mesh,選擇導入“BluntBodyMesh.gtm”,文末有下載。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖2

2、計算域設置

SST湍流模型高精度預測流動的分離,但是要求邊界層最低10個網格節點,本文為了節省計算時間,本文提供的網格是比較粗糙的。

軟件菜單欄Insert > Domain,命名為“BluntBody”。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖3

 CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖4

3、邊界設置

3.1 相同條件的邊界進行合并,此與本文的網格邊界命名有關,其實在邊界命名時候選擇相同邊界條件的邊界合并命名即可。

軟件頂部菜單欄Insert > Regions > Composite Region,命名為“FreeWalls”。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖5

3.2 進口邊界,軟件頂部菜單欄Insert > Boundary,命名為“Inlet” 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖6

 CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖7

3.3 出口邊界,軟件頂部菜單欄Insert > Boundary,命名為“Outlet” 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖8

 CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖9

3.4 滑移邊界,計算域的頂面和側面設置為滑移邊界。在滑移邊界處,剪應力為0,流體不會減速;速度垂直滑移邊界為0;速度平行滑移邊界通過計算得到。

軟件頂部菜單欄Insert > Boundary,命名為“FreeWalls”。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖10

 CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖11

3.5 對稱邊界,軟件頂部菜單欄Insert > Boundary,命名為“SymP”。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖12

3.6 汽車表面邊界,軟件頂部菜單欄Insert > Boundary,命名為“Body”。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖13 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖14

3.7 其余邊界,保持默認。

4、全局初始化

軟件頂部菜單欄Insert > Global Initialization 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖15

5、求解控制

軟件頂部菜單欄Insert > Solver > Solver Control 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖16

6、計算

點擊快捷工具欄中的Define Run按鈕,保存文件名字為“BluntBody.def”,點擊Save按鈕。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖17

7、后處理

7.1 殘差曲線圖 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖18

7.2 顯示車前段的氣體流動向量 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖19

7.3 顯示車體的壓力分布圖以及附近的網格,可以看到本案例網格比較粗糙。 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖20

7.4 顯示車體表面的流線圖 

CFX仿真實例 – 汽車外部流場的圖21

來源:流體與熱控大本營

作者:

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