Fluent阻力模擬的案例
三十五、Fluent阻力系數問題
</strong><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">阻力系數定義</strong></p><p> </p><p>阻力系數：阻力系數常表示為Cd是流體力學中的無因次量，用來表示物體在流體（例如水或是空氣）中的阻力。阻力系數和物體的形狀及其表面特性有關。 </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</p><p>F ：阻力（阻力與來流速度方向相同）</p><p>pd ：動壓，pd=ρv*v/2 (ρ為空氣密度，v為氣流相對于物體的流速）</p><p>A ：參考面積（飛機一般選取機翼面積為參考面積）</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>阻力及阻力系數有方向之分，為流動主流方向，其他方向的阻力很小。設置時需要指定阻力及阻力系數的方向。</p><p><br></p><p><strong>2.
展開 關于Fluent設定相關參考值來監視升力或阻力的體會-ujs
關于Fluent設定相關參考值來監視升力或阻力的體會
要求身邊有以下2本書：《fluent-流體過程仿真計算實例與分析》和《fluent入門與進階教程》。
本次講座針對《fluent-流體過程仿真計算實例與分析》中的第二章，第三節（P92）二維船舶行駛阻力特性數值模擬來探究在流體計算中監測升力和阻力的設定。
設置參考值的意義：設置參考值是對作用在計算模型上的力等物理量進行無量綱化，得到無量綱化的物理量，使得計算結果后處理相對簡單。
閱讀熟知此章節計算過程和后續的力學分析內容，針對P112內容。
1.1從本書例子中可知，船體所受到的動升力為45712.522（P111），反過頭來看升力系數的監測曲線，發現在27s時候，動升力系數達到了穩定的狀態，變化很小。通過手動測試，此對應的數值為3.5左右。先且認為是3.5，至于具體值還請大家在通過該模型來計算.
1.2.fluent中升力系數定義為
，這里公式的意思就不詳細說了，大家都知道。關鍵也就是L的設定。
1.3在P107中，作者設定的參考值是密度1000，速度為5，那么升力監測系數中分母的計算值為12500×L（可以參考P108）。
1.4，由于fluent升力報告中，船體的動升力為45712.522，那么，45712.522/12500=3.657.發現，這與升力監測系數幾乎相一致，那么，也可以說升力監測系數中分母L為1，同時，反過來在檢查下fluent中參考值的設定，默認的特征長度L=1，但是，就本節的例子來說，船體的特征長度肯定不是1。
因此，可以認為在2維計算模型中，參考值中的默認特征長度沒有必要一定設定為我們物理模型的特征長度。后面也會對此有個解釋。
展開 關于某除塵項目進口阻力超大的模擬分析及結果方案 ￥15
一、項目簡介
由現場檢測得到某除塵項目進口阻力超大，對此以該模型進口作為模擬分析對象，分別對磨開及磨停兩種工況下做CFD氣流模擬，檢測其實測位置的壓力，并對其阻力大問題作出相應的改進措施。
二、沒有添加導流板時各檢測面的壓差
2.1 磨開的情況下：（正常情況下，煙氣大部分時間走該管路）
因需要檢測不同位置的壓力，故在需要檢測壓力的位置坐檢測面（i1-i7），具體位置標注如下：
除塵器進口管道及進氣口
對計算模型進行一下設定：
計算模型采用湍流模型的標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動，整個模擬過程為等溫過程。入口邊界條件設置為速度入口，出口邊界條件設為壓力出口(本次計算設為0Pa)，壁面采用無滑移邊界條件，分布板設置為多孔跳躍模型。
進口參數：進口風量1150000m3/h，進口溫度160℃，進口尺寸2.35m(長)*1.88m(寬）,進口風速計算為72.31m/s，水力直徑計算為2.089m，湍流強度計算為2.27%，氣體密度為0.815kg/m3，氣體粘度為2.45E-05Pa·s
分析結果如下：
檢測面的壓力
壓力流線圖
由以上各圖可知：
由于進口風速較大，除塵器進口分管道與主管道的結構布置不理想，所得相關檢測面位置之間的壓差較大。i1- i2阻力為1825Pa(i1、i2的選取位置即為實測位置)。
展開 船舶阻力CFD模擬分析 ?
與試驗相比CFD數值模擬技術的優勢
與試驗驗證相比，CFD數值模擬技術具有如下特點：信息量大，成本低，易并行化、能快速響應，這使得CFD數值模擬技術在下述方面具有優勢：
（1）依靠CFD數值模擬，可以在一定的流動空間范圍內給出流場的定量計算結果，便于分析各種流動參數（如Fn數、Re數和流體的物性等）以及幾何構造對流動規律的影響，對艦船總體水動力性能實現廣參數（較多的參數種類、較寬的參數范圍）考察。
（2）可快捷地實現多方案選優。
（3）一體化模擬多部件的組件內外流統一流場，針對如船體螺旋槳（含泵噴、噴推、導管槳等）/舵/附體等對象物，總體上把握整個組件的整體特性，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，避免了分立地進行部件試驗模擬的片面性。
（4）采用全尺度幾何模型，在真實物理、幾何尺度上計算求解，避免了在水池試驗模擬時模型縮尺比帶來的長期困擾人們的尺度效應問題。
（5）CFD技術在細觀機理考察上，有明顯優勢。為提高設計方案的性能，船舶科研人員積極探索新技術措施。科研人員利用CFD工具，實現細觀觀察，取得對新技術措施何以提高性能的機理性理解，方能減少盲目性，能動地改進工作。
（6）與試驗結果數據庫技術相比，CFD數值模擬技術能適用于開發新船型和特殊船型，在新概念船型、開發上有明顯優勢。
FLUENT軟件計算特點
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，二方程的標準k-ε模型、RNG k-ε、Realizable k-ε模型、標準的k-ω模型和SST k-ω模型。
展開 
模擬一個小球的下落過程[含空氣阻力]
摘要: 地面有山峰，有山谷.考慮一下小球自由下落,其中
考慮了空寂阻力.
程序:
% 一個小球從一定高度下落到地面（在地球表面上），地面有山峰，有山谷
close all;clc;clear;
figure;
x=linspace(-3.7,3.7,400);
y=cos(pi*x)/2+exp(x.^2/8);
Fun=inline('cos(pi*x)/2+exp(x.^2/8)-y','x','y');
Df=inline('-sin(pi*x)*pi/2+x*exp(x^2/8)/4','x');
% \copyright: zjliu
% Author's email: zjliu2001@163.com
plot(x,y);hold on;
plot(xlim,[5.3,5.3],'r');
set(gcf,'DoubleBuffer','on');
title('\itfalling ball','fontsize',16,...
展開 脫硝塔氣流均布及阻力CFD模擬分析
3.3阻力控制
脫硝塔進出口煙道，其阻力模擬如下：
進口管道：160Pa（包含進口煙道與原煙道對接處局部阻力）
出口管道：248Pa（包含出口煙道與原煙道對接處局部阻力）
4、 結論
綜上所述，在管道及進氣口處添加導流板后，監測面位置的氣流均布效果已達到要求，速度相對標準偏差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催化劑的磨損。
一種負壓反吸風袋除塵器的阻力及流場模擬 ￥15
清灰機制分析：
反吸風過程模擬：精確模擬反吸風閥動作時，清潔氣流如何反向穿過濾袋，剝離粉塵層。
清灰效果評估：分析清灰氣流的強度、均勻性和作用范圍，確保粉塵層能被有效清除，避免“糊袋”或過度清灰。
系統阻力計算：預測除塵器在額定風量下的總壓力損失（包括進風口、箱體、花板、濾袋、出風口等），為風機選型提供依據。
事例的負壓反吸風袋除塵器分別計算了2種風量，6000m3/h和8000m3/h（以3室通風計算，第4室作反吹風清灰）；清灰也計算了2種狀態，反吸風量為3000m3/h，反吹風清灰管徑Φ219和Φ273；通過模擬分析在正常通風時，濾袋間的速度大小流線變化情況，特別是進出口的阻力大??；在返吸清灰時，單室的速度大小流線變化情況，包括反吸風進出口的阻力大小。從而指導濾袋選型及通風風機和反吸風風機的選型。
邊界條件：通風進口風量6000m3/h，進口風速17.33m/s，氣體溫度150℃，氣體密度0.808kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa`s，水力直徑為0.35m，湍流強度為3.38%。
通風進口風量8000m3/h，進口風速23.11m/s，氣體溫度150℃，氣體密度0.808kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa`s，水力直徑為0.35m，湍流強度為3.26%。
清灰進口風量3000m3/h，進口風速22.13m/s，氣體溫度150℃，氣體密度0.808kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa`s，水力直徑為0.219m，湍流強度為3.47%。
清灰進口風量3000m3/h，進口風速14.24m/s，氣體溫度150℃，氣體密度0.808kg/m3，氣體粘度為2.38E-05Pa`s，水力直徑為0.273m，湍流強度為3.57%。
除塵時三維模型如下：
展開 案例 | 基于CFD仿真的潛航器不同航行狀態下阻力特性模擬與評估
水下航行器在航行時，會受到水流的阻力，其在航行過程中的阻力性能會影響其快速性, 水下航行器的快速性是評價其綜合航行性能的一項重要戰術技術指標。隨著各種反潛設備的發展，水下航行器的航行安全問題不容忽視，提高航行器的快速性已經成為各國重要的軍事研究課題，因而對其阻力的預報精度也有了更高的要求，suboff潛艇作為一種常見的水下航行器模型，曾在國際上被各大海洋強國進行充分的實驗與數值模擬研究，本文以suboff模型對水下航行器阻力計算展開介紹。
2、計算方法
2.1幾何模型
在本研究中，在數值模擬中主要考慮的模型為全附體 SUBOFF 模型（配置8）[1]。設計的 CAD 模型的尺寸如圖1所示。SUBOFF 模型是一個軸對稱船體，總長度為 4.356 m，等直段最大直徑 D 為 0.508 m。SUBOFF 型號在船體上方有一個艦橋，其前緣位于距船頭 0.924 米（1.820D）處，后緣距離 1.293 米（2.545D），因此艦橋的總長度為 0.368 米（0.724D）。船尾有四個相同的附件，呈“十”字形布置（垂直和水平控制平面）。
圖 1 具有完全附體suboff潛艇模型/側視圖（左）和正視圖（右）
2.2 數值方法
在本研究中，數值模擬的湍流雷諾數均在107以上，采用了RANS方程求解，其以笛卡爾張量形式書寫的連續性和動量方程分別如下：
其中，ρ 是體積分數平均密度；u 是流動速度，可以分解為均值 和波動分量u’；p 是壓力項；μ 是動力粘度。
方程（2）中的最后一項表示湍流的影響，稱為雷諾應力?；?Boussinesq 假說 [2] 的雷諾應力與平均速度梯度相關，能夠以如下公式給出：
其中，μt表示湍流粘度，k表示動能，在湍流求解時，需選擇合適的湍流模型，以構建μt和k相關的湍流封閉方程。
展開 某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器系統工藝管路阻力及流場模擬分析 ￥20
<p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項目簡介</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復雜且彎頭較多，可能造成運行阻力較大；進氣方式為灰斗進氣，且進口管道處有彎頭，可能會對袋室內煙氣流場均勻性產生不利影響；為保證設備的穩定運行，需通過CFD對袋除塵器運行狀態進行模擬，并添加合適的導流板，以確保濾袋底部間隙風速、濾袋表面風速、灰斗壁面溫度以及阻力均能滿足運行要求。
展開 [案例分析]STARCCM+入門系列之——船舶阻力預測模擬
1、問題描述本案例演示船舶阻力預測模擬的工作流程。船體置于虛擬拖曳試驗池中，模型如下：
2、軟件設置
（1）選擇物理模型；使用 K-Epsilon 湍流模型和分離流求解器來求解瞬態雷諾平均納維－斯托克斯方程。在激活流體域體積(VOF) 模型后，選擇VOF波，來設置水面初始波的數據。物理模型的選擇如下：
（2）定義歐拉相；在連續體continuum中，右鍵單擊Models > EulerianMultiphase > Eulerian Phases 節點，創建新相，把新相命名為H2O，在H2O節點選擇液體和恒密度模型。同樣的方式設置空氣相，選擇氣體和恒密度模型，定義完的歐拉相如下：
（3）設置VOF波；在模擬期間，自由表面水位隨時間的變化而變化。 STAR-CCM+ 提供可讓您指定波初始條件和邊界條件的 VOF波模型。此處，在靜水中拖曳船。右鍵單擊Continua > Physics 1 > Models > VOF Waves> Waves，選擇New > Flat，在出現的Flat Vof Wave 1節點設置流和風的速度；設置完Flat Vof Wave 1的屬性如下：
（4）設置初始條件；設置壓力、速度和體積分數的初始條件。
（5）阻尼波反射；在流動阻力模擬時發生波反射。波反射有兩個來源：一是來自邊界的波反射，二是由于突兀的網格過渡造成的波反射，為了避免這些波反射與真正的波場相互作用，從而導致結果無效。STAR-CCM+提供了 VOF 波阻尼功能。
展開 FLUENT非預混燃燒模擬 附FLUENT非預混燃燒模型下載
本教程的目的是準確地模擬在300千瓦BERL燃燒室的燃燒過程。這類問題可以通過物質輸運模型或非預混燃燒模型來模擬。在本教程中，將使用非預混燃燒模型來建立和解決天然氣燃燒問題。
1 啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.1→Fluid Dynamics→FLUENT 19.1命令，啟動FLUENT 19.1。
（2）在FLUENT Launcher界面中的Dimension中選擇2D，在Display Options中勾選Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，單擊OK按鈕進入FLUENT主界面。
（3）在FLUENT主界面中，單擊主菜單中File→Read→Mesh按鈕，彈出Select File（導入網格）對話框，選擇文件名為berl.msh的網格文件，單擊OK按鈕便可導入網格。
（4）導入網格后，在圖形顯示區將顯示幾何模型。
（5）單擊主菜單中Mesh→Check按鈕，檢查網格質量，確保不存在負體積。
（6）單擊主菜單中Mesh→Transform→Scale按鈕，在View Length Unit In中選擇mm，在Mesh Was Created In中選擇mm，單擊Scale按鈕并關閉窗口。
（7）單擊主菜單中Results→Graphics→Views按鈕，在Mirror Planes中選擇axis-2，單擊Apply按鈕并關閉窗口。
（8）單擊主菜單中File→Write→Case按鈕，彈出Select File（保存項目）對話框，在Case File中填入battery，單擊OK按鈕便可保存項目。
展開 
fluent 電化學模擬 模擬鋰電池放電 ￥50
模擬的是Kim論文里面的鋰離子電池放電行為。
使用NTGK模型。使用的電池是15Ah LiMn2O4正極/石墨陽極電池。電池幾何模型如下圖所示。這里主要研究的是在不同放電速率下電池的行為。
包括case 和data 文件
水中上升的氣泡，使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件 ￥10
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件。
滑移網格模擬閥門開啟，全程操作視頻（包括fluent設置），全部模型+ICEM文件+fluent文件 ￥120
滑移網格模擬閥門開啟，全程操作視頻（包括fluent設置），全部模型+ICEM文件+fluent文件
fluent VOF模擬潰壩，水流沿河渠流向下游（含網格劃分及fluent全程操作視頻和計算文件） ￥60
fluent VOF模擬潰壩，水流沿河渠流向下游（含網格劃分及fluent全程操作視頻和計算文件）
