繞流
關注創建者：深藏Ｂㄥ∪ê 創建時間：2020-07-14
繞流的視頻教程
基于STAR-CCM+的水下擺動翼型繞流計算流程講解演示——以水下簡諧轉動翼型繞流計算為例
基于STAR-CCM+的水下擺動翼型繞流計算流程講解演示——以水下簡諧轉動翼型繞流計算為例 適用人群：船舶工程在讀學生，計算流體從業者等 基于STAR-CCM+的水下擺動翼型繞流計算流程講解演示——以水下簡諧轉動翼型繞流計算為例（免費）【已結束】 直播時間：2023-10-31 19:30:00 以STAR-CCM+計算流體力學軟件為工具，對水下簡諧轉動翼型繞流過程進行數值模擬
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417-三維圓柱繞流流場及噪聲仿真有聲解說視頻Workbench2020R1-FLUENT
本課適合哪些人學習： 1、圓柱繞流、卡門渦街研究人士 2、噪聲仿真人士 3、Workbench2020R1-SCDM-ICEM-FLUENT-CFD POST-TECPLOT2019_MATLAB2017軟件應用人士 對學員的幫助是什么： 1、圓柱繞流、卡門渦街仿真的基本原理和操作方法 2、噪聲仿真的基本方式 3、Workbench2020R1-SCDM-ICEM-FLUENT-CFD
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BabyJade-三維圓柱繞流-流固耦合（SCDM建模）
新建了一個Fluent仿真交流群，群號854167668，歡迎交流 本案例為照顧初學者，講解詳細，如有疑問，敬請留言 本視頻是三維圓柱繞流的流固耦合視頻，學習內容： 1、采用SCDM建模，包括模型的處理以及利用DM軟件進行邊界條件的定義 2、采用Fluent軟件對三維圓柱體的繞流流場進行模擬，得到流場的速度云圖、壓力云圖及矢量圖等 3、采用workbench對圓柱進行單向流固耦合分析，得到圓柱在流體作用下的應力應變等
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繞流的實例教程
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了圓柱繞流過程的流場特性，以云圖方式顯示了其流場的速度分布和壓力分布。
在仿真過程中，首先建立圓柱繞流三維模型。為提高仿真精度，對模型進行了poly網格劃分。隨后設置仿真參數，包括流體密度、粘度等參數。采用SST k-omega模型來描述流體的流動特性。后續可以通過改變結構參數和操作參數對其進行更為細致的數值模擬，以進一步優化其流場分布效果，找到所需最優結構參數及操作參數。
建立幾何模型時對其進行適當的結構優化便于數值模擬過程，網格劃分時對其施加一定的控制（如曲率和偏度）以提高網格質量，綜合得到網格質量大于0.2即可滿足一般仿真需求。幾何模型如圖1所示，網格劃分如圖2所示。
圖1幾何模型
圖2網格劃分
初始速度分布如圖3所示，初始速度分布如圖4所示：
圖3初始速度分布
圖4初始壓力分布
流動2s時刻，速度、壓力及湍動能分布如圖5、圖6和圖7所示：
圖5流動2s時刻速度分布
圖6流動2s時刻壓力分布
圖7 流動2s時刻湍動能分布
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 摘要
圓柱低速定常繞流的流型只與Re數有關。在Re≤1時，流場中的慣性力與粘性力相比居次要地位，圓柱上下游的流線前后對稱，阻力系數近似與Re成反比(阻力系數為10~60)，此Re數范圍的繞流稱為斯托克斯區；隨著Re的增大，圓柱上下游的流線逐漸失去對稱性。
當Re>4時，沿圓柱表面流動的流體在到達圓柱頂點（90度）附近就離開了壁面，分離后的流體在圓柱下游形成一對固定不動的對稱漩渦（附著渦），渦內流體自成封閉回路而成為“死水區”（阻力系數2～4）；隨著Re的增大，死水區逐漸拉長圓柱前后流場的非對稱性逐漸明顯，此Re數范圍稱為對稱尾流區。Re>40以后，附著渦瓦解，圓柱下游流場不再是定常的，圓柱后緣上下兩側有渦周期性地輪流脫落，形成規則排列的渦陣，這種渦陣稱為卡門渦街；此Re數范圍稱為卡門渦街區（阻力系數1～2）。
Re>300以后，圓柱后的“渦街”逐漸失去規則性和周期性，但分離點（約82度）前圓柱壁面附近仍為層流邊界層，分離點后為層流尾流。當Re*>200000~400000時，層流邊界層隨時有可能轉涙為湍流，分離點后移至100度以后，湍流時繞流尾跡寬度減小，阻力系數驟減（從1減到0.2）。
2. 物理模型介紹
在一定條件下的來流繞過一些物體是，物體兩側會周期性地脫落處旋轉方向相反，并排列成有規則的雙列渦旋。為研究這一具有明顯流動特征的流動，現以ANSYS18.0作為計算平臺，并將圓柱作為繞流流動結構研究的物理模型進行研究。
本案例所模擬的是低雷諾數圓柱繞流。圖1是模型示意圖，模型中圓柱直徑10mm，計算域X*Y*Z為100mm*200mm*1mm。
展開 基于LS-DYNA-ICFD法計算圓柱繞流特性 （經典流固耦合問題分析）
1、背景及意義
圓柱繞流問題是經典的流體力學問題。在流體力學的領域，圓柱繞流屬于一個經典問題和研究的熱點。圓柱繞流可以作為許多工程問題中的簡單模型進行模擬研究，進一步讓其在實際工作中發揮作用如：海底管道、大型煙囪、飛機機翼ｍ等，所以針對于圓柱繞流流動特性的分析的重要性不言而喻。在工業生產過程中，圓柱繞流問題也很常見，如海水海底輸油管道周圍的流動、熱交換器管束熔化的工作流體等。與此同時，針對所有可能產生流體繞流的設備，柱體下游的旋渦規律性的脫落，這些都會促使柱體產生多個方向的振動，增加柱體的
疲勞程度，嚴重時會損壞整個結構的穩定性，因此展開圓柱繞流流動特性的研究對實際工程具有重要的指導意義。
展開 圖 9-3-47 翼型升力計算結果
以上是在攻角為 10°、來流馬赫數為 0.6，對翼型繞流進行的仿真模擬計算，從壓力分布圖和馬赫數分布圖可明顯看出，翼型頭部沒有出現激波。下面在攻角不變的條件下，對來流馬赫數為 2.0 時的繞流情況進行重新計算。
第十步、超音速繞流的計算
將來流馬赫數改為 2，其它設置不變，重新計算，經過 207 次迭代后，殘差收斂，殘差收斂曲線如圖 9-3-48 所示
圖 9-3-48 殘差收斂曲線
1、 翼型附近的壓力分布云圖
翼型附近的壓力分布云圖如圖 9-3-49 所示。明顯看出，與亞音速繞流最大的區別是翼型頭部區域出現了明顯的間斷面，也就是在超音速繞流中出現了激波現象。
圖 9-3-49 超音速繞流壓力分布云圖
2、 壓力分布的等值線翼型附加壓力分布等值線如圖 9-3-50 所示，明顯看出在翼型頭部區域壓力梯度非常高， 這也是形成間斷面的原因。
圖 9-3-50 超音速繞流等壓力線圖
3、 翼型附近的馬赫數分布翼型附近的等馬赫數線如圖 9-3-51 所示。
圖 9-3-51 超音速繞流等馬赫數線圖
展開 4 結論
在非定常CFD計算結果的基礎上采用Actran的聲類比方法來計算雙圓柱繞流的噪聲源，進而采用其有限元聲傳播計算程序計算外部聲場，通過與試驗中測得麥克風的聲壓級進行對比誤差小、精度高，Actran可用于預測模擬飛機起落架或機翼、汽車后視鏡或立柱、機車受電弓等復雜部件的繞流氣動噪聲問題，并為低噪聲設計提供優化指導意見。
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當傳統風洞試驗面臨周期長、成本高的困境，建筑風環境仿真的優點在于：
（1）費用省、周期短、效率高；
（2）可方便探討各種參數變化對結構性能的影響；
（3）基本不受結構尺度和構造的影響，可盡可能真實地模擬實際結構以及所處的環境，克服試驗中難以滿足雷諾數相似的困難；
（4）數值模擬的結果可利用豐富的可視化工具，提供風洞試驗不便或無法提供的繞流流場信息。
得到繞流結果如下，可以看出收斂效果還是很好的。
通過控制點與幾何約束條件，完成二維方柱繞流的外形優化。
針對單入口、雙出口的三維內流問題，配置基于孔隙率的拓撲優化方案。
合理設置源項耦合，實現孔隙率場與動量方程的關聯。
創建并管理單元集與單元區域，以此限定優化的有效范圍。
利用目標函數變化歷程、靈敏度數據及孔隙率演變規律，分析優化的收斂性。
首先看看到流速如何，還有表秒壓力如何，當然是正面迎風面的壓力最大
從仿真結果中，我們能直觀看到：
① 流速分布：正面迎風面的流速梯度最大，氣流在身體兩側形成明顯的繞流；② 表面壓力：正面迎風面承受最大壓力，背部與腹部壓力相對較小，符合流線型物體的壓力分布規律；③ 流線形態：馬匹身體周圍的流線整體較為光順，沒有出現明顯的渦流——這也印證了“動物進化出的流線型身體，天生適合減少運動阻力
本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗證模型。通過對該案例的學習，后續可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領域的氣動噪聲展開預報。
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。
現將噴入小蘇打粉末的一段管道做CFD模擬分析，并添加合適的導流及繞流措施，通過模擬確認噴射點數量、噴槍伸入管道位置長度及所需噴射角度，以確保管道末端設備獲得最佳的氣固混合效果，保證小蘇打粉末在煙氣中的均勻性。
rgb(15, 133, 214);">真實地模擬</strong>實際結構以及所處的環境，克服試驗中難以滿足雷諾數相似的困難；</p><p>（4）數值模擬的結果可利用豐富的<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">可視化工具</strong>，提供風洞試驗不便或無法提供的<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">繞流流場信息
</p><p><br></p><h2 class="ql-align-justify">04 一個應用例子</h2><p> 為了充分驗證當前框架的功能特性，我們選取了潛艇標模suboff繞流算例進行驗證。該算例主要采用格子Boltzmann方法（LBM），基本調用了框架所有主要功能。
3、深水自航
潛艇在深水區的潛航實際上是一個典型的繞流問題，對于繞流問題以及關于阻力問題的求解，一般采用的湍流模型為SST k-ω湍流模型，然而在關于該問題的求解中，采用可實現的k-ε模型較SST k-ω湍流模型所得計算結果與實驗值吻合得更好，這可能是流動雷諾數較大引起的。
在計算過程中選取的計算域如下圖 2所示（實際計算時采用半模計算）。
