在CFD計算中，經常會用到計算區域中存在旋轉區域，比如泵、風機的葉片在旋轉，fluent里面提供了多重旋轉坐標、混合平面，滑移網格來實現計算區域的旋轉，區別是多重參考系和滑移網格計算的是一個穩態的充分發展的流動，滑移網格計算的是一非穩態的流動。使用這些方法在計算中往往需要將計算區域的網格單獨提出來進行處理，并且與其他區域的網格進行合并（merge）處理，在數據交接面上設置一對interface（混合平面法不需要設置interface，將上區域的出數據做一平均賦給下一區域的入口），所以對于復雜網格的處理難度就比較大。本文著重說一下，利用ansa軟件如何處理網格的merge以及怎樣利用fluent中的MRF來進行設置的。

 以一簡單的二維模型來說明，幾何模型示意圖如下：

圖 1幾何模型示意圖

如圖所示，外面是一個正方形，邊長為10cm,里面有陰影的正方形為旋轉區域，其速度為300轉每分鐘，小正方里面充滿了水，外邊界邊外面大正方形初始為空氣，外邊界都是無滑移壁面。

1、網格處理

    為了方便將大正方形命名為zone1,旋轉區域的小正方形，命名為zone2。打開ANSA，選擇CFD模塊。建立zone1、zone2。如圖所示：

圖 2 zone1建模示意圖

圖 3 zone2建模示意圖

分別對zone1、zone2 進行網格劃分

圖 4zone1網格生成

圖 5zone2網格生成

分別保存網格文件，給邊進行命名（設置不同的ID）旋轉區域的邊設為INTERFACE，zone1的外邊設為wall1，wall2，wall3，wall4，內邊分別設為interfce1，interfce2，interfce3，interfce4，其余邊設為inter1，inter2，inter3，inter4，zone2邊分別設interf1，interf2，interf3，interf4為然后關閉（為了防止出錯，關閉后，然后新打開一個ansa工程）打開zone2（zone1也可以）然后點擊“file-merge”選擇zone1，彈出的窗口選擇默認。

圖 6網格merge操作

圖 7merge后的網格

點擊“elements”下的“release”選擇整個區域。到此，網格就處理好了。

圖 8release后的網格

進行輸出，file-output-fluent2d,

圖 9輸出網格

2、使用MRF模型求解

打開fluent，選擇2d模型，調整單位為厘米，并選擇穩態，基于壓力求解器，其默認。打開多相流VOF模塊，增減水、空氣等材料。

設置interface、interf等小正方形與大正方形相接的8條邊為interface類型，其余為常規設置。

圖 10MRF設置

圖 11interior邊界條件設置

圖 12interface邊界條件設置

圖 13interface設置

圖 14不考慮重力影響壓力、流線圖

圖 15不考慮重力影響水體積因子分布圖

圖 16考慮重力影響壓力、流線圖

圖 17考慮重力影響水體積因子分布圖

3總結

    利用ansa可以很方便的處理旋轉區域的網格，并且可以導出所需要的格式網格文件，fluent里面使用多參考系坐標（MRF）將非穩態問題轉化為穩態問題計算不僅節約了時間也使得問題大大簡化，保證了計算過程的穩定性。

來源：有限元在線  FEAonline