Fluent滑移網(wǎng)格的案例
fluent滑移網(wǎng)格攪拌釜算例 ￥30
本算例通過(guò)fluent滑移網(wǎng)格的方法模擬了攪拌釜內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)和流場(chǎng)的變化情況，計(jì)算結(jié)果文件是付費(fèi)的，本案例所有設(shè)置都包含在計(jì)算文件(case文件)中，適合想要學(xué)習(xí)滑移網(wǎng)格的同學(xué)下載學(xué)習(xí)。
Fluent專(zhuān)家-動(dòng)網(wǎng)格（滑移網(wǎng)格）-3 (葉輪攪拌器內(nèi)旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)模擬)
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Fluent專(zhuān)家-動(dòng)網(wǎng)格（滑移網(wǎng)格）-3
(葉輪攪拌器內(nèi)旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)模擬)
案例簡(jiǎn)介
很多轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題，采用動(dòng)網(wǎng)格會(huì)增加計(jì)算成本和工作量，且需要?jiǎng)澐指哔|(zhì)量網(wǎng)格，本次模擬采用滑移網(wǎng)格法來(lái)代替動(dòng)網(wǎng)格解決有規(guī)律的轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題。
幾何模型如下圖所示，葉輪輪軸直徑為400mm，葉片外徑為1000mm，攪拌器直徑為1200mm，葉輪在攪拌器中心以2rad/s的速度旋轉(zhuǎn)。
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10214
展開(kāi) 滑移網(wǎng)格模擬閥門(mén)開(kāi)啟，全程操作視頻（包括fluent設(shè)置），全部模型+ICEM文件+fluent文件 ￥120
滑移網(wǎng)格模擬閥門(mén)開(kāi)啟，全程操作視頻（包括fluent設(shè)置），全部模型+ICEM文件+fluent文件
Fluent 滑移網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程散熱仿真(一)
由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類(lèi)的仿真計(jì)算，整個(gè)計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開(kāi)了動(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)盤(pán)散熱過(guò)程的教學(xué)，因此本節(jié)展開(kāi)滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個(gè)模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
與Fluent 動(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程仿真(一)一致，因此不做過(guò)多闡述：
固體域區(qū)域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網(wǎng)格設(shè)置
采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過(guò)多闡述：
3 FLUENT 設(shè)置
3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，由于是三部分網(wǎng)格，因此需要通過(guò)附加case的方式，將其余兩部分網(wǎng)格導(dǎo)入，然后勾選穩(wěn)態(tài)計(jì)算，具體設(shè)置如下圖所示。
展開(kāi) 
Fluent滑移網(wǎng)格----物理時(shí)間步長(zhǎng)的設(shè)定【轉(zhuǎn)】
在Fluent中計(jì)算帶旋轉(zhuǎn)部件的模型時(shí)常用MRF方法和Moving Mesh方法。兩種方法都需要?jiǎng)澐中D(zhuǎn)區(qū)域和固定區(qū)域。MRF法的模型固定，以運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系來(lái)模擬旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，是快速有效的定常計(jì)算方法。Moving Mesh法運(yùn)動(dòng)的不是坐標(biāo)系，而是物理模型和部分網(wǎng)格。當(dāng)旋轉(zhuǎn)區(qū)域及其內(nèi)部物體的相對(duì)速度為0時(shí)，整個(gè)旋轉(zhuǎn)域作剛體轉(zhuǎn)動(dòng)。在每個(gè)時(shí)間步需要將interface節(jié)點(diǎn)上的流動(dòng)變量進(jìn)行傳遞，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域的流場(chǎng)耦合求解。這相對(duì)于網(wǎng)格重生成的方法來(lái)說(shuō)可以節(jié)省大量的計(jì)算成本。
由于Moving Mesh法采用的是非定常方法，計(jì)算量較大，因此合理地設(shè)定物理時(shí)間步和每步的迭代步數(shù)就很重要了。前者經(jīng)驗(yàn)上往往設(shè)為轉(zhuǎn)速倒數(shù)的1/10，轉(zhuǎn)速單位為rad/s；后者根據(jù)需要常設(shè)在10~30之間。
在用Moving Mesh進(jìn)行非定常計(jì)算之前，可以先用定場(chǎng)的方式計(jì)算流場(chǎng)，這樣可以加快收斂速度，并提高非定常計(jì)算前期輸出結(jié)果的可信度。同時(shí)還要注意旋轉(zhuǎn)域的物理量往往變化劇烈，需要較密的網(wǎng)格，Pressure discretization建議采用presto!格式。
PS：滑移網(wǎng)格計(jì)算量確實(shí)挺大，我現(xiàn)在做的全機(jī)帶螺旋槳的網(wǎng)格，旋轉(zhuǎn)域100W，固定域200W，i5-760CPU四核全開(kāi)，定常計(jì)算1000步迭代耗時(shí)仍要2h40min，非定常階段耗時(shí)14h
展開(kāi) 34 Fluent實(shí)用案例 | 滑移網(wǎng)格高鐵制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程散熱仿真
由于涉及到傳熱、滑移網(wǎng)格之類(lèi)的仿真計(jì)算，整個(gè)計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開(kāi)了動(dòng)網(wǎng)格制動(dòng)盤(pán)散熱過(guò)程的教學(xué)，因此本節(jié)展開(kāi)滑移網(wǎng)格的耦合教學(xué)。
1 workbench 設(shè)置
本案例分為三個(gè)模塊，其中分別是滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域，固體結(jié)構(gòu)和外部靜止域。
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
與 Fluent 動(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程仿真(一) 一致，因此不做過(guò)多闡述：
固體域區(qū)域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網(wǎng)格設(shè)置
采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過(guò)多闡述：
3 FLUENT 設(shè)置
3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，由于是三部分網(wǎng)格，因此需要通過(guò)附加case的方式，將其余兩部分網(wǎng)格導(dǎo)入，然后勾選穩(wěn)態(tài)計(jì)算，具體設(shè)置如下圖所示。
展開(kāi) 滑移網(wǎng)格vs動(dòng)網(wǎng)格
滑移網(wǎng)格與動(dòng)網(wǎng)格都可以計(jì)算瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。但是存在以下區(qū)別：
（1）滑移網(wǎng)格需要建立多個(gè)域，實(shí)際上還是計(jì)算區(qū)域運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)獨(dú)立區(qū)域內(nèi)所有網(wǎng)格一起運(yùn)動(dòng)，而動(dòng)網(wǎng)格則是真正意義上的網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)。
（2）滑移網(wǎng)格不會(huì)涉及到網(wǎng)格的變形與重生，但是要設(shè)計(jì)到交界面設(shè)置
（3）滑移網(wǎng)格不會(huì)造成負(fù)體積，而動(dòng)網(wǎng)格極易形成負(fù)網(wǎng)格
（4）滑移網(wǎng)格是一種簡(jiǎn)化了的模型，最大計(jì)算誤差出現(xiàn)在交界面位置
（5）動(dòng)網(wǎng)格誤差常出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)壁面位置，因此實(shí)際應(yīng)用中往往將邊界層與壁面合在一起運(yùn)動(dòng)。
（6）SRF,MRF與MP只能計(jì)算穩(wěn)態(tài)，在新版本的FLUENT中應(yīng)用的是坐標(biāo)系變換，和滑移網(wǎng)格的設(shè)置有所區(qū)別。
展開(kāi) 滑移網(wǎng)格制作過(guò)程，全程視頻教程+網(wǎng)格文件 ￥45
滑移網(wǎng)格制作過(guò)程，全程視頻教程+網(wǎng)格文件
openFoam中的滑移網(wǎng)格教程
本次教程主要試一下openFoam中的滑移網(wǎng)格，本次的算例的網(wǎng)格采用的是simCafe.org網(wǎng)站上的網(wǎng)格文件，將網(wǎng)格文件拷到新建的AMI文件夾中，創(chuàng)建system文件夾和system文件夾下的controlDict文件，然后執(zhí)行fluentMeshToFoam命令將fluent網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為openFoam格式網(wǎng)格，命令輸入如下圖所示，注意fluentMeshToFoam命令后要添加一個(gè)選項(xiàng)-writeZones，則轉(zhuǎn)換完后openFoam網(wǎng)格單元組cellZone文件中會(huì)有各個(gè)旋轉(zhuǎn)域的信息，省去后續(xù)的網(wǎng)格操作，此外該命令只能轉(zhuǎn)換ascii碼的fluent網(wǎng)格格式，需將2進(jìn)制網(wǎng)格文件轉(zhuǎn)換為ascii碼格式。
轉(zhuǎn)換成功后如下圖所示：
該算例模擬了在來(lái)流以10m/s的速度流過(guò)軸流二維風(fēng)扇，如下圖中所示，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速為40RPM。
后面我們需要將修改網(wǎng)格的boundary文件，將各個(gè)流體域的交界面邊界設(shè)置為cyclicAMI，修改界面如下圖所示：
接著，我們創(chuàng)建constant下的dynamicMeshDict，由于該算例中有多個(gè)滑移旋轉(zhuǎn)區(qū)域，因此選用的動(dòng)網(wǎng)格方法為multiSolidBodyMotionFvMesh，solidBodyMotionFvMesh只支持一個(gè)網(wǎng)格旋轉(zhuǎn)域，具體參數(shù)輸入如下圖中所示：
該算例中有四個(gè)旋轉(zhuǎn)域，因此，有四個(gè)對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)的域參數(shù)字典信息。
后面修改邊界條件參數(shù)，本例中湍流模型采用kepsilon模型，因此，其邊界條件包含k和epsilon。
展開(kāi) 公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的解決方案之一：嵌入式滑移網(wǎng)格
圖6 計(jì)算設(shè)置
8、總結(jié)
（1）這類(lèi)公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)的問(wèn)題，既可以使用動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，也可以采用fluent中的嵌入式滑移網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)。
（2）此例中兩區(qū)域均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于滑移網(wǎng)格特點(diǎn)，平移運(yùn)動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)。
（3）采用嵌入式滑移網(wǎng)格，避免了網(wǎng)格重構(gòu)的網(wǎng)格質(zhì)量損失。
公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的解決方案之一：嵌入式滑移網(wǎng)格
圖6 計(jì)算設(shè)置
8、總結(jié)
（1）這類(lèi)公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)的問(wèn)題，既可以使用動(dòng)網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，也可以采用fluent中的嵌入式滑移網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)。
（2）此例中兩區(qū)域均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于滑移網(wǎng)格特點(diǎn)，平移運(yùn)動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)。
（3）采用嵌入式滑移網(wǎng)格，避免了網(wǎng)格重構(gòu)的網(wǎng)格質(zhì)量損失。
FLUENT動(dòng)網(wǎng)格案例之十五：基于FLUENT網(wǎng)格重生成算法的薄膜流固耦合仿真 ￥499
基于FLUENT網(wǎng)格重生成算法的薄膜流固耦合仿真
薄膜變形一直都是ANSYS流固耦合分析的驗(yàn)證算例，不論是雙向耦合還是單向耦合；是基于workbench還是system coupling模塊。其實(shí)，基于FLUENT自帶的網(wǎng)格重生成技術(shù)外加UDF函數(shù)控制，也能實(shí)現(xiàn)薄膜流固耦合仿真的全過(guò)程。
UDF函數(shù)片段
動(dòng)網(wǎng)格變形
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滑移網(wǎng)格劃分，從建模開(kāi)始的全程操作視頻加全部文件 ￥50
滑移網(wǎng)格劃分，從建模開(kāi)始的全程操作視頻加全部文件
多面體對(duì)稱(chēng)機(jī)型網(wǎng)格劃分加fluent計(jì)算，含全部模型文件，網(wǎng)格文件和fluent文件 ￥30
多面體對(duì)稱(chēng)機(jī)型網(wǎng)格劃分加fluent計(jì)算，含全部模型文件，網(wǎng)格文件和fluent文件
基于fluent重疊網(wǎng)格計(jì)算四旋翼無(wú)人機(jī)懸停及巡航狀態(tài)(含fluent設(shè)置視頻及網(wǎng)格、結(jié)果文件） ￥80
基于fluent重疊網(wǎng)格計(jì)算四旋翼無(wú)人機(jī)懸停及巡航狀態(tài)(含fluent設(shè)置視頻及網(wǎng)格、結(jié)果文件）
