本教程演示了如何使用VOF多相模型模擬段塞流。

 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）右鍵選擇管道空氣、水的入口以及出口，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱air_inlet，water_inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。

（3）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，依次選擇Mesh→Insert→Inflation。boundary選擇管道壁面，在Maximum Layers中輸入5。

（4）網格參數設置，在Assembly Meshing中，Method選擇CutCell，在Sizing中，Max Size填入8.96e-03，Curvature Min Size填入7e-05在Quality中，Smoothing選擇High。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

（8）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。

 4     設置材料 

（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）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water liquid單擊Copy按鈕確認。

 5     定義模型 

（1）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。勾選Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。

（2）在模型設定面板Models中雙擊Multiphase按鈕，彈出Multiphase Model（多相流模型）對話框，選擇VOF，勾選Implicit Body Force，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。

（3）在模型設定面板Models中雙擊Multiphase下的Phases按鈕，彈出Phase（多相流設置）對話框，Phase-1保持默認。

在Phase-2對話框中，Phase Material選擇water-liquid，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SST k-omega(2eqn)，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。

 6     設置邊界條件 

（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。

（2）在邊界條件面板中，雙擊gas_inlet彈出邊界條件設置對話框。Velocity Magnitude輸入0.6，單擊OK按鈕確認退出。

（3）在邊界條件面板中，雙擊water_inlet彈出邊界條件設置對話框。Velocity Magnitude輸入0.85。

Phase選擇Phase-2，在Multiphase選項卡中Volume Fraction填入1，單擊OK按鈕確認退出。

 7     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 Initialization，單擊Initialize按鈕進行初始化。

（2）在Solution Initialization（初始化設置）面板中，單擊Patch按鈕，彈出Patch對話框，Phase選擇phase-2，Variable中選擇Volume Fraction，在Value中填入1，單擊Patch按鈕。

 8     計算求解 

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

在Time Step Zize中輸入0.01，Number of Iterations中輸入1000，單擊Calculate開始計算。

（2）計算收斂完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。

 9     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Local->Isosurface按鈕，彈出等值面設定面板。Variable選擇Phase 1.Volume Fraction，在Value中填入0.8，單擊Apply按鈕確認。