本教程演示了氣瓶中高壓氣體釋放過程中的流體流動和傳熱問題的設置和求解。

 1     啟動Workbench并建立分析項目 

（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。

（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。

 2     導入幾何體 

（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。

（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入cad幾何體文件。

 3     劃分網格 

（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。

（2）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Inflation，boundary選擇氣瓶周邊曲線，在Maximum Layers中輸入10。

（3）設置網格尺寸為5mm。

（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網格。

（5）網格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網格。

（6）執行主菜單File→Close Meshing命令，退出網格劃分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項，選擇快捷菜單中的Update項，完成網格數據往Fluent分析模塊中的傳遞，如圖16-16所示。

 4     定義模型 

（1）雙擊A4欄Setup項，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進入FLUENT界面。

（2）單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在SolverTime中選擇Transient，在Type中選擇Density-Based。

（3）在模型設定面板Models中雙擊Energy按鈕，彈出Energy（能量模型）對話框，勾選Energy Equation，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。

（4）在模型設定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Model（湍流模型）對話框，在Model中選擇Realizable k-epsilon(2eqn)，在Near-Wall Treatment中選擇Scalable Wall Functions，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。

 5     設置材料 

（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。Density選擇ideal-gas，單擊Change/Create按鈕并關閉Fluent Database Materials對話框。

 7     設置操作條件 

（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Cell Zone Conditions面板。單擊Operating Conditions按鈕彈出Operating Conditions對話框，勾選Specified Operating Density，單擊OK按鈕并關閉對話框。

 8     邊界條件 

（1）在邊界條件面板中，雙擊wall-part_1彈出邊界條件設置對話框。在Thermal選項卡中，Thermal Conditions選擇Convection，Heat Transfer Coefficient輸入45，Free Steam Temperature輸入287，Wall Thickness輸入0.001，單擊OK按鈕確認退出。

 9     初始條件 

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

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

（2）單擊主菜單中Setting Up Physics→Adapt→Mark/ Adapt Cells→Region按鈕，彈出如圖16-25所示Region Adaption對話框。

在X Min中輸入-0.25，X Max中輸入0.25，Y Min中輸入-0.1，Y Max中輸入0.1，單擊Mark按鈕確認。

（3）在初始化設置面板，單擊Patch按鈕，彈出Patch對話框，在Variable中選擇Axial Pull Velocity，Value中填入0.001，Zones to Patch中選擇fluid，單擊Patch按鈕。 

 10     計算求解 

單擊主菜單中Solving→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運行計算）面板。

在Time Step Size中輸入0.0001，在Number of Time Steps中輸入100，單擊Calculate開始計算。

 11     結果后處理 

（1）雙擊C4欄Results項，進入CFD-Post界面。

（2）單擊任務欄中 （云圖）按鈕，彈出Insert Contour（創建云圖）對話框。輸入云圖名稱為“Press”，單擊OK按鈕進入云圖設定面板。

（3）在Geometry（幾何）選項卡中Locations選擇Symmetry 1，Variable選擇Pressure，單擊Apply按鈕創建壓力云圖。

（4）創建云圖“Vec”，在云圖設定面板Geometry（幾何）選項卡中Locations選擇Symmetry 1，Variable選擇Velocity，單擊Apply按鈕創建速度云圖。

來源：南流坊