Fluent阻力模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
Fluent阻力模擬的視頻教程
基于fluent明渠流動(dòng)小船阻力仿真
船幾何處理與meshing網(wǎng)格劃分詳細(xì)過(guò)程（boi加密方法等）； 2. fluent小船阻力仿真設(shè)置流程，cfd-post后處理過(guò)程； 3. 多相流方法，明渠流動(dòng)設(shè)置方法； 4. 提供源文件與后期答疑
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基于fluent的飛機(jī)升阻力分析與優(yōu)化
邊界層理論詳解，網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證流程； 3. fluent升阻力仿真設(shè)置流程，cfd-post后處理過(guò)程； 4. 不同迎角下飛機(jī)升力、阻力與俯仰力矩分析，根據(jù)結(jié)果給出優(yōu)化意見(jiàn)； 5. 提供源文件與后期答疑；
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Fluent阻力模擬的實(shí)例教程
</strong><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">阻力系數(shù)定義</strong></p><p> </p><p>阻力系數(shù)：阻力系數(shù)常表示為Cd是流體力學(xué)中的無(wú)因次量，用來(lái)表示物體在流體（例如水或是空氣）中的阻力。阻力系數(shù)和物體的形狀及其表面特性有關(guān)。 </p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy8NTEtykZR0mUibicGOJJTcpmMHTkdu1BpAst9QMLxmWbFC4uWHU1jET6r5gtgVH9s181MVyYz29RvQ/640?wx_fmt=png" width="122" style=""> </p><p>式中，</p><p>Cd：阻力系數(shù)</p><p>F ：阻力（阻力與來(lái)流速度方向相同）</p><p>pd ：動(dòng)壓，pd=ρv*v/2 (ρ為空氣密度，v為氣流相對(duì)于物體的流速）</p><p>A ：參考面積（飛機(jī)一般選取機(jī)翼面積為參考面積）</p><p><br></p><p><br></p><p>在fluent幫助文件中，The force coefficient is defined as force divided by 1/2ρv2A，where ρ，v，A and are the density，velocity，and area。fluent中的定義與上述定義相同。</p><p><br></p><p>阻力及阻力系數(shù)有方向之分，為流動(dòng)主流方向，其他方向的阻力很小。設(shè)置時(shí)需要指定阻力及阻力系數(shù)的方向。</p><p><br></p><p><strong>2.
展開(kāi) 關(guān)于Fluent設(shè)定相關(guān)參考值來(lái)監(jiān)視升力或阻力的體會(huì)
要求身邊有以下2本書(shū)：《fluent-流體過(guò)程仿真計(jì)算實(shí)例與分析》和《fluent入門(mén)與進(jìn)階教程》。
本次講座針對(duì)《fluent-流體過(guò)程仿真計(jì)算實(shí)例與分析》中的第二章，第三節(jié)（P92）二維船舶行駛阻力特性數(shù)值模擬來(lái)探究在流體計(jì)算中監(jiān)測(cè)升力和阻力的設(shè)定。
設(shè)置參考值的意義：設(shè)置參考值是對(duì)作用在計(jì)算模型上的力等物理量進(jìn)行無(wú)量綱化，得到無(wú)量綱化的物理量，使得計(jì)算結(jié)果后處理相對(duì)簡(jiǎn)單。
閱讀熟知此章節(jié)計(jì)算過(guò)程和后續(xù)的力學(xué)分析內(nèi)容，針對(duì)P112內(nèi)容。
1.1從本書(shū)例子中可知，船體所受到的動(dòng)升力為45712.522（P111），反過(guò)頭來(lái)看升力系數(shù)的監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在27s時(shí)候，動(dòng)升力系數(shù)達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)，變化很小。通過(guò)手動(dòng)測(cè)試，此對(duì)應(yīng)的數(shù)值為3.5左右。先且認(rèn)為是3.5，至于具體值還請(qǐng)大家在通過(guò)該模型來(lái)計(jì)算.
1.2.fluent中升力系數(shù)定義為
，這里公式的意思就不詳細(xì)說(shuō)了，大家都知道。關(guān)鍵也就是L的設(shè)定。
1.3在P107中，作者設(shè)定的參考值是密度1000，速度為5，那么升力監(jiān)測(cè)系數(shù)中分母的計(jì)算值為12500×L（可以參考P108）。
1.4，由于fluent升力報(bào)告中，船體的動(dòng)升力為45712.522，那么，45712.522/12500=3.657.發(fā)現(xiàn)，這與升力監(jiān)測(cè)系數(shù)幾乎相一致，那么，也可以說(shuō)升力監(jiān)測(cè)系數(shù)中分母L為1，同時(shí)，反過(guò)來(lái)在檢查下fluent中參考值的設(shè)定，默認(rèn)的特征長(zhǎng)度L=1，但是，就本節(jié)的例子來(lái)說(shuō)，船體的特征長(zhǎng)度肯定不是1。
因此，可以認(rèn)為在2維計(jì)算模型中，參考值中的默認(rèn)特征長(zhǎng)度沒(méi)有必要一定設(shè)定為我們物理模型的特征長(zhǎng)度。后面也會(huì)對(duì)此有個(gè)解釋。
展開(kāi) 與試驗(yàn)相比CFD數(shù)值模擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
與試驗(yàn)驗(yàn)證相比，CFD數(shù)值模擬技術(shù)具有如下特點(diǎn)：信息量大，成本低，易并行化、能快速響應(yīng)，這使得CFD數(shù)值模擬技術(shù)在下述方面具有優(yōu)勢(shì)：
（1）依靠CFD數(shù)值模擬，可以在一定的流動(dòng)空間范圍內(nèi)給出流場(chǎng)的定量計(jì)算結(jié)果，便于分析各種流動(dòng)參數(shù)（如Fn數(shù)、Re數(shù)和流體的物性等）以及幾何構(gòu)造對(duì)流動(dòng)規(guī)律的影響，對(duì)艦船總體水動(dòng)力性能實(shí)現(xiàn)廣參數(shù)（較多的參數(shù)種類(lèi)、較寬的參數(shù)范圍）考察。
（2）可快捷地實(shí)現(xiàn)多方案選優(yōu)。
（3）一體化模擬多部件的組件內(nèi)外流統(tǒng)一流場(chǎng)，針對(duì)如船體螺旋槳（含泵噴、噴推、導(dǎo)管槳等）/舵/附體等對(duì)象物，總體上把握整個(gè)組件的整體特性，局部上把握各部件自身的整體特性和之間的相互干擾和影響作用，避免了分立地進(jìn)行部件試驗(yàn)模擬的片面性。
（4）采用全尺度幾何模型，在真實(shí)物理、幾何尺度上計(jì)算求解，避免了在水池試驗(yàn)模擬時(shí)模型縮尺比帶來(lái)的長(zhǎng)期困擾人們的尺度效應(yīng)問(wèn)題。
（5）CFD技術(shù)在細(xì)觀機(jī)理考察上，有明顯優(yōu)勢(shì)。為提高設(shè)計(jì)方案的性能，船舶科研人員積極探索新技術(shù)措施。科研人員利用CFD工具，實(shí)現(xiàn)細(xì)觀觀察，取得對(duì)新技術(shù)措施何以提高性能的機(jī)理性理解，方能減少盲目性，能動(dòng)地改進(jìn)工作。
（6）與試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相比，CFD數(shù)值模擬技術(shù)能適用于開(kāi)發(fā)新船型和特殊船型，在新概念船型、開(kāi)發(fā)上有明顯優(yōu)勢(shì)。
FLUENT軟件計(jì)算特點(diǎn)
FLUENT具有豐富的湍流模型
FLENT軟件中在工程上常用的渦粘湍流模式有六種，它們分別是：一方程的S-A模型，二方程的標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、RNG k-ε、Realizable k-ε模型、標(biāo)準(zhǔn)的k-ω模型和SST k-ω模型。
展開(kāi) 一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)得到某除塵項(xiàng)目進(jìn)口阻力超大，對(duì)此以該模型進(jìn)口作為模擬分析對(duì)象，分別對(duì)磨開(kāi)及磨停兩種工況下做CFD氣流模擬，檢測(cè)其實(shí)測(cè)位置的壓力，并對(duì)其阻力大問(wèn)題作出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
二、沒(méi)有添加導(dǎo)流板時(shí)各檢測(cè)面的壓差
2.1 磨開(kāi)的情況下：（正常情況下，煙氣大部分時(shí)間走該管路）
因需要檢測(cè)不同位置的壓力，故在需要檢測(cè)壓力的位置坐檢測(cè)面（i1-i7），具體位置標(biāo)注如下：
除塵器進(jìn)口管道及進(jìn)氣口
對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行一下設(shè)定：
計(jì)算模型采用湍流模型的標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場(chǎng)的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對(duì)流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式，近壁面采用壁面函數(shù)法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動(dòng)，整個(gè)模擬過(guò)程為等溫過(guò)程。入口邊界條件設(shè)置為速度入口，出口邊界條件設(shè)為壓力出口(本次計(jì)算設(shè)為0Pa)，壁面采用無(wú)滑移邊界條件，分布板設(shè)置為多孔跳躍模型。
進(jìn)口參數(shù)：進(jìn)口風(fēng)量1150000m3/h，進(jìn)口溫度160℃，進(jìn)口尺寸2.35m(長(zhǎng))*1.88m(寬）,進(jìn)口風(fēng)速計(jì)算為72.31m/s，水力直徑計(jì)算為2.089m，湍流強(qiáng)度計(jì)算為2.27%，氣體密度為0.815kg/m3，氣體粘度為2.45E-05Pa·s
分析結(jié)果如下：
檢測(cè)面的壓力
壓力流線(xiàn)圖
由以上各圖可知：
由于進(jìn)口風(fēng)速較大，除塵器進(jìn)口分管道與主管道的結(jié)構(gòu)布置不理想，所得相關(guān)檢測(cè)面位置之間的壓差較大。i1- i2阻力為1825Pa(i1、i2的選取位置即為實(shí)測(cè)位置)。
展開(kāi) 3.3阻力控制
脫硝塔進(jìn)出口煙道，其阻力模擬如下：
進(jìn)口管道：160Pa（包含進(jìn)口煙道與原煙道對(duì)接處局部阻力）
出口管道：248Pa（包含出口煙道與原煙道對(duì)接處局部阻力）
4、 結(jié)論
綜上所述，在管道及進(jìn)氣口處添加導(dǎo)流板后，監(jiān)測(cè)面位置的氣流均布效果已達(dá)到要求，速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr=6.63%<15%，最大速度入射角小于10°，可以有效的避免催化劑積灰及氣流對(duì)催化劑的磨損。
Fluent阻力模擬的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
Fluent阻力模擬的最新內(nèi)容
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個(gè) 3 毫米氣泡在水中上升的過(guò)程。包含 Fluent 案例文件。
基于FLUENT的圓柱繞流數(shù)值模擬6個(gè)月前
關(guān)鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計(jì)算流體力學(xué)，流場(chǎng)特性
利用FLUENT軟件對(duì)圓柱繞流過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)數(shù)值模擬手段探討圓柱繞流過(guò)程中流體的速度、壓力、湍動(dòng)能分布，以研究其流場(chǎng)特性。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為速度分布和湍動(dòng)能分布。以某一確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的圓柱繞流為例進(jìn)行以下數(shù)值模擬流程介紹。通過(guò)精細(xì)的網(wǎng)格劃分和仿真設(shè)置，模擬了圓柱繞流過(guò)程的流場(chǎng)特性，以云圖方式顯示了其流場(chǎng)的速度分布和壓力分布
負(fù)壓反吸風(fēng)袋除塵器是一種采用負(fù)壓操作、并利用“反吸風(fēng)”方式進(jìn)行清灰的袋式除塵器，它的清灰機(jī)理是：外部空氣 → 反吸風(fēng)閥 → 該倉(cāng)室的凈氣室 → 從內(nèi)部反向穿過(guò)濾袋 → 粉塵層被剝離 → 攜帶著粉塵的氣流向下落入灰斗。
氣流分布均勻性評(píng)估：分析含塵氣體進(jìn)入除塵器箱體后，在各個(gè)過(guò)濾倉(cāng)室及每條濾袋之間的氣流分配是否均勻。不均勻會(huì)導(dǎo)致部分濾袋負(fù)荷過(guò)重，縮短壽命。
清灰機(jī)制分析：
反吸風(fēng)過(guò)程模擬
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介</strong></p><p>某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器，除塵器前端管道布置路線(xiàn)復(fù)雜且彎頭較多，可能造成運(yùn)行阻力較大；進(jìn)氣方式為灰斗進(jìn)氣，且進(jìn)口管道處有彎頭，可能會(huì)對(duì)袋室內(nèi)煙氣流場(chǎng)均勻性產(chǎn)生不利影響；為保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需通過(guò)CFD對(duì)袋除塵器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)得到某除塵項(xiàng)目進(jìn)口阻力超大，對(duì)此以該模型進(jìn)口作為模擬分析對(duì)象，分別對(duì)磨開(kāi)及磨停兩種工況下做CFD氣流模擬，檢測(cè)其實(shí)測(cè)位置的壓力，并對(duì)其阻力大問(wèn)題作出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
二、沒(méi)有添加導(dǎo)流板時(shí)各檢測(cè)面的壓差
2.1 磨開(kāi)的情況下：（正常情況下，煙氣大部分時(shí)間走該管路）
因需要檢測(cè)不同位置的壓力，故在需要檢測(cè)壓力的位置坐檢測(cè)面（i1-i7），具體位置標(biāo)注如下
模擬對(duì)象為鋁水反應(yīng)器，其為一個(gè)圓柱形容器，為加快計(jì)算速度，本模擬選擇二維模型進(jìn)行計(jì)算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運(yùn)輸模型進(jìn)行鋁水化學(xué)反應(yīng)的設(shè)置，監(jiān)測(cè)溫度場(chǎng)變化。提供完整源文件和完整錄制教學(xué)視頻指導(dǎo)，可直接出圖，也可根據(jù)錄屏教程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。
1、簡(jiǎn)述
水下航行器（UUV）作為一種海洋探測(cè)裝備，具備體積小、隱身性好、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、成本低和可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得它們?cè)诤Ｑ筇剿鳌⒖茖W(xué)研究、軍事偵察等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，其在現(xiàn)代海洋探測(cè)和軍事領(lǐng)域中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。
水下航行器在航行時(shí)，會(huì)受到水流的阻力，其在航行過(guò)程中的阻力性能會(huì)影響其快速性, 水下航行器的快速性是評(píng)價(jià)其綜合航行性能的一項(xiàng)重要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)。隨著各種反潛設(shè)備的發(fā)展
1、 建立模型
建立4m*3m*0.1m的聚氨酯傳熱模型如下：
三維模型
其中：
1、模型整體寬4m，高3m，厚0.47m，其中聚氨酯厚0.1m，煤/封閉墻厚度為4m；
2、聚氨酯內(nèi)部溫度測(cè)點(diǎn)位于聚氨酯形心，外表面溫度測(cè)點(diǎn)位于外側(cè)面中心；
3、煤/封閉墻的溫度測(cè)點(diǎn)位于聚氨酯接觸面中心向己側(cè)0.05m；
4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測(cè)點(diǎn)。
2、 網(wǎng)格劃分
機(jī)的最大速度超過(guò)音速的兩倍（2.04 馬赫），飛機(jī)可以飛到 60,000 英尺（超過(guò) 11 英里的高度）的高度，并且可以最多可搭載 100 名乘客。它涂有特殊的白色，以適應(yīng)溫度變化并散發(fā)超音速飛行產(chǎn)生的熱量。這項(xiàng)工作展示了使用 ANSYS Fluent 執(zhí)行飛機(jī) CFD 仿真。 Fluent 模擬結(jié)果文件也可供下載。
使用 Fluent 進(jìn)行離心泵的穩(wěn)態(tài)模擬。附上了該模擬的 Fluent 案例文件。
