明渠流動
關注創建者：CFD流 創建時間：2020-07-22
明渠流動的視頻教程
Fluent專家-流動-6-FLUENT明渠流動案例（Open Channel Flow）
Fluent專家-流動-6 (FLUENT明渠流動案例（Open Channel Flow）) 案例簡介 ??? 模型如下圖所示，水深2.7m，長度20m，水面標高0m。計算域如圖1所示。設置左側面為速度入口邊界，速度v=0.5m/s，右側面為自由出流邊界。采用open channel wave BC邊界需要設定入射波。
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基于VOF多相流模型的3D明渠流動
fluent多項流VOF模型仿真基本通用流程，VOF模型介紹，參數介紹； 多項流參數設置注意事項，常見報錯問題分析解決； meshing網格劃分過程； CFD-POST后處理過程； 提供源文件與答疑過程；
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明渠流動的實例教程
利用VOF公式和明渠邊界條件，Fluent可以對明渠流動(如河流、大壩和無邊界河流中的表面凸起結構)的影響進行模擬。這些流動涉及在流動的流體和它上面的流體之間存在一個自由表面(一般是大氣)。在這種情況下，波的傳播和自由表面的行為變得重要。流體一般受重力和慣性的作用。這一特性主要適用于海洋應用和通過排水系統的水流分析。明渠流動的特征受無量綱數弗勞德數控制，其定義為慣性力與靜水壓力之比。
其中，V是速度，g是重力加速度，y是長度尺度，在本例中，y是渠道底部到自由表面的距離。方程18.36中的分母是波的傳播速度。由固定觀察者所看到的波速被定義為：
根據弗勞德數，明渠流動可分為以下三類:
1 上游邊界條件
對于明渠流動的上游邊界條件，有兩種選擇:
pressure inlet
mass flow rate
1.1 pressure inlet
入口處的總壓可以表示為：
1.2 mass flow rate
與明渠流動相關的每個相的質量流量定義為：
1.3 Volume Fraction Specification
在明渠流動中，Fluent根據邊界條件對話框中指定的輸入參數在內部計算體積分數，因此該選項已被禁用。對于亞臨界進口流動(Fr < 1)，Fluent利用鄰近單元的數值重建邊界上的體積分數值。這可以通過以下程序來完成:
使用單元值計算邊界處體積分數的節點值。
使用內插的節點值在邊界的每個面計算體積分數。 對于超臨界進口流動(Fr > 1)，邊界上的體積分數值可以用自由表面距底部的固定高度來計算。
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明渠流動的VOF模型模擬
cas 和dat
流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動示例。在此示例中，使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪，而使用動態網格對 wigley 船體的運動進行建模。使用用戶定義函數 (UDF) 將運動限制為 4 個自由度 (DOF)。為了避免出口處的數值反射（非物理結果/波浪反射），使用了數值海灘選項。 Fluent 案例文件供下載。
交付文件（2）
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.gz
file-1549623001594
.c
當多孔介質中的流動速度由慢速流變為快速流時，流動的性質是如何變化的？對這一問題的了解在很多環境學的案例中是很重要的，并且與很多實際問題有關。這種流動形態可能出現在河灣，河口，井筒，洞穴，熔巖管等案例中。
一般來說，對于這種過渡流動的模擬，屬于需要自編程序計算的領域，因為轉換不同的流動定律就需要轉換不同的數學表達式。Darcy定律描述多孔介質中與管道有一定距離的慢速流動；Navier-Stokes方程應用于自由流動或明渠流動；在這兩者之間，存在多孔介質流，而其內剪切力不可忽略，就需要應用Brinkman或
Forcheimer方程。本例展示了如何應用地球科學模塊內建的方程組來模擬這一流態轉換過程。
本算例模擬了石油流向并流入一個孔井的流態轉換過程。首先，用耦合Darcy定律與Brinkman方程的方法，分析了多孔介質中的流動及其加速進入井筒的過程。然后，用耦合Darcy-Brinkman模型與Navier-Stokes方程的方法，模擬了進入井筒和其后的流體運動。與直覺相反，我們知道瞬態的Brinkman方程和Navier-Stokes方程相對來說比較容易求解。而本例采取的是穩態系統求解分析。
展開 FLUENT明渠邊界應用
FLUENT的VOF模型中，包含有明渠流動（Open Channel Flow）選項，同時含包含有造波邊界（Open Channel Wave BC），用戶還可以使用Numerical Beach選項進行邊界消波處理。想深入了解此功能的童鞋們，可以閱讀本文——由張懷文分享的案例。該文將以一個簡單的實例來說明這三個選項的使用方法。
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流體體積或 VOF 模型用于求解此明渠流動示例。在此示例中，使用明渠波浪邊界條件生成淺層波浪，而使用動態網格對 wigley 船體的運動進行建模。使用用戶定義函數 (UDF) 將運動限制為 4 個自由度 (DOF)。為了避免出口處的數值反射（非物理結果/波浪反射），使用了數值海灘選項。 Fluent 案例文件供下載。
如潰壩、泄洪、排澇等
明渠流動廣泛應用于天然河流、人工河道和專業水工建筑物中，在與明渠有關的水力學設計中，明渠斷面形狀、渠道形狀、底坡和渠道粗糙度應滿足最佳水力斷面和無沖淤流速的要求，以滿足河流或渠道系統的輸水能力。
其次，在滿足基本水力設計的基礎上，要滿足水閘、大壩、堰和泄水建筑物中水流的穩定流態，并盡量控制偏斜、脫墻、回流和渦流等不利流態。
明渠流動問題，推薦使用Coupled with Volume Fractions耦合求解</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>微信公眾號：Fluent學習筆記，歡迎大家關注，可免費獲取文章的cas及dat文件和更多幫助文件</p><p><br></p>
油罐車液體晃動（單相流模型）
車輛涉水（單相流模型）
明渠流動
與明渠流動相關的每個相的質量流量定義為：
1.3 Volume Fraction Specification
在明渠流動中，Fluent根據邊界條件對話框中指定的輸入參數在內部計算體積分數，因此該選項已被禁用。
明渠流動的VOF模型模擬
cas 和dat
VOF模型
在兩層假設下，所有適用的邊界都支持一個包含兩個以上相的明渠流動。
歐拉模型
對于雙精度運行的混合多相模擬，您現在可以為解決phase-specific方程如組分和UDS的矩陣求解極限指定最小體積分數。
Darcy定律描述多孔介質中與管道有一定距離的慢速流動；Navier-Stokes方程應用于自由流動或明渠流動；在這兩者之間，存在多孔介質流，而其內剪切力不可忽略，就需要應用Brinkman或
Forcheimer方程。本例展示了如何應用地球科學模塊內建的方程組來模擬這一流態轉換過程。
本算例模擬了石油流向并流入一個孔井的流態轉換過程。
FLUENT明渠邊界應用
FLUENT的VOF模型中，包含有明渠流動（Open Channel Flow）選項，同時含包含有造波邊界（Open Channel Wave BC），用戶還可以使用Numerical Beach選項進行邊界消波處理。想深入了解此功能的童鞋們，可以閱讀本文——由張懷文分享的案例。該文將以一個簡單的實例來說明這三個選項的使用方法。
FLUENT的VOF模型中，包含有明渠流動（Open Channel Flow）選項，同時含包含有造波邊界（Open Channel Wave BC），用戶還可以使用Numerical Beach選項進行邊界消波處理。想深入了解此功能的童鞋們，可以查看fluent文檔。這里我們以一個簡單的實例來說明這三個選項的使用方法。
1、問題描述
這里方便起見，以2D問題為例。
