Fluent設置旋轉的案例
ANSA中旋轉區域的網格處理及fluent中interface設置
在CFD計算中，經常會用到計算區域中存在旋轉區域，比如泵、風機的葉片在旋轉，fluent里面提供了多重旋轉坐標、混合平面，滑移網格來實現計算區域的旋轉，區別是多重參考系和滑移網格計算的是一個穩態的充分發展的流動，滑移網格計算的是一非穩態的流動。使用這些方法在計算中往往需要將計算區域的網格單獨提出來進行處理，并且與其他區域的網格進行合并（merge）處理，在數據交接面上設置一對interface（混合平面法不需要設置interface，將上區域的出數據做一平均賦給下一區域的入口），所以對于復雜網格的處理難度就比較大。本文著重說一下，利用ansa軟件如何處理網格的merge以及怎樣利用fluent中的MRF來進行設置的。
以一簡單的二維模型來說明，幾何模型示意圖如下：
圖 1幾何模型示意圖
如圖所示，外面是一個正方形，邊長為10cm,里面有陰影的正方形為旋轉區域，其速度為300轉每分鐘，小正方里面充滿了水，外邊界邊外面大正方形初始為空氣，外邊界都是無滑移壁面。
1、網格處理
為了方便將大正方形命名為zone1,旋轉區域的小正方形，命名為zone2。打開ANSA，選擇CFD模塊。建立zone1、zone2。
展開 UG NX旋轉模型時如何設置自定義旋轉點
在使用UG軟件進行模型查看過程中，旋轉模型的時候，默認是按照坐標原點旋轉，如果想自定義旋轉點，應該如何操作實現呢？
工具/原料
教程以UG6.0為例
方法/步驟
教程以新建的長方體模型為例，首先是點擊長方體命令。
在長方體窗口，設置長方體參數。
設置好參數之后，單擊確定鍵即可繪制長方體。
鼠標右鍵單擊繪圖區空白處，不能鼠標右鍵單擊模型。
在右鍵菜單中選擇設置旋轉點命令。
然后在繪圖區設置旋轉點，旋轉點可以設置在模型上，也可以設置在模型外。
設置好了旋轉點，如果想清除旋轉點，右鍵單擊繪圖區空白處，此時彈出的右鍵菜單中就有清除旋轉點命令。
END
展開 Fluent MRF 旋轉機械（一）
本案例利用Fluent中的MRF模型，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了仿真計算。該案例僅對螺旋槳的穩態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
1 workbench 設置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
3 FLUENT MESHING設置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。
具體網格劃分設置如下：
4 FLUENT 設置
4.1 General設置
由于是MRF靜態求解問題，此處設置為穩態計算模式。
4.2 材料定義
本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。
4.3 模型設置
采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區域進行如下設置。使其實現旋轉功能。
4.4 邊界條件設置
此處進行邊界條件設置，主要是依據進速系數進行入口速度大小設置。本案例中，僅計算了進速系數為0.4的情況，依據進速系數公式，此時的入口速度為1.22m/s。
將4119槳設置為移動壁面。
4.5 計算設置
進行初始化，初步計算100步。
開啟阻力監測，對螺旋槳水動力性能展開監測。
進一步進行流場計算，直到阻力值趨于穩定。由下圖可知，本案例推力計算結果為270-280N之間。與實驗值接近。誤差在5%之內。
4.6 后處理設置
對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。
展開 Fluent 旋轉機械瞬態計算（一）
本案例利用Fluent中的滑移網格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了瞬態仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
與Fluent MRF 旋轉機械（一）的結果相比，瞬態計算結果與實驗值更為接近。
1 workbench 設置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent）和流體流動（Fluent）
由于用的版本較老，因此無法通過一個fluent建立interface，此處為了利用fluent meshing劃分網格，采用了三個fluent模塊。分別進行外部流場網格劃分、內部流場網格劃分和流場計算。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
下圖為外部流場幾何圖。
下圖為內部流場幾何圖。
3 FLUENT MESHING設置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。由于穩態計算結果比較可信，此處選擇了相同的劃分的方式與尺寸。
4 FLUENT 設置
4.1 General設置與網格導入
首先將保存的外部流場網格導入。然后通過附加case文件的方式，將內部流場網格導入。
由于是瞬態求解問題，此處設置為瞬態態計算模式。
4.2 滑移條件設置
其他的條件設置與Fluent MRF 旋轉機械（一）一致，因此相同的設置不再闡述，僅有內部流場網格部分不一致。因此對內部流場網格進行了重新設置。
4.3 計算設置
進行初始化，以0.0001s的時間步長進行計算。
開啟阻力監測，本案例阻力尚未達到穩定，但已經超過274N。推力仿真表現已優于MRF的計算結果。
展開 
Fluent MRF 旋轉機械（二） ￥5
本案例利用Fluent中的MRF模型，對螺旋槳敞水水動力性能問題進行了仿真計算。該案例僅對螺旋槳的穩態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。
本文僅計算了進速系數為0.4的工況，計算結果與相關實驗較為接近。
1 workbench 設置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
左邊為入口，右邊為出口。
3 FLUENT MESHING設置
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網格進行劃分。
具體網格劃分設置如下：
4 FLUENT 設置
4.1 General設置
由于是MRF靜態求解問題，此處設置為穩態計算模式。
4.2 材料定義
本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。
4.3 模型設置
采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區域進行如下設置。使其實現旋轉功能。
4.4 邊界條件設置
此處進行邊界條件設置，主要是依據進速系數進行入口速度大小設置。本案例中，僅計算了進速系數為0.4的情況，依據進速系數公式，此時的入口速度為1.22m/s。
將4119槳設置為移動壁面。
4.5 計算設置
進行初始化，初步計算100步。
開啟阻力監測，對螺旋槳水動力性能展開監測。
進一步進行流場計算，直到阻力值趨于穩定。由下圖可知，本案例推力計算結果為270-280N之間。與實驗值接近。誤差在5%之內。
4.6 后處理設置
對計算完成后的壓力云圖與流線圖進行繪制。
展開 旋轉設備CFD仿真培訓課程（Ansys Fluent） ￥18
旋轉設備CFD仿真培訓課程（Ansys Fluent）
發布日期：2025年11月
視頻格式：MP4 | 視頻編碼：H.264, 1920x1080 | 音頻編碼：AAC, 44.1 KHz
課程語言：英語 | 文件大小：2.81 GB | 總時長：3小時12分鐘
課程簡介
本課程專注于使用 ANSYS Fluent 軟件對各類旋轉設備進行實用CFD仿真，內容涵蓋泵、攪拌器、制動器及電子散熱等應用。
你將學到
學習如何使用 ANSYS Fluent 高效地設置并運行旋轉設備的 CFD 仿真。
掌握旋轉流場及多相流仿真的前處理、網格劃分及求解器設置。
獲得流場、傳熱及空化結果的后處理與分析技能。
通過與實驗數據對比來驗證 CFD 結果，并對設備進行優化設計。
課程要求
參加本課程的前提是具備基礎的技術教育背景，并對流體力學或流體動力學概念有基本了解。這一基礎將有助于您理解 CFD 原理并有效使用 ANSYS Fluent。
課程描述
本課程提供了一個全面、綜合的高級 CFD 仿真學習體驗，專注于使用 ANSYS Fluent 軟件對旋轉設備進行仿真分析。在課程中，您將從基礎理論逐步過渡到對各種旋轉系統（包括羅茨泵、隔膜泵、內齒輪泵、擺線泵、攪拌罐、渦輪攪拌的生物反應器、制動盤傳熱、發動機電子冷卻以及鉆井泥漿分離器）的詳細動手建模與分析。每個模塊都結合實際工業場景，介紹特定機器或工藝的工程原理、幾何建模、網格劃分策略、求解器配置及仿真設置。
展開 Fluent案例解析_MRF旋轉機械_水泵
▊Model設置
雙擊打開Viscous，選擇K-epsilon方程，其他保持默認_
▊Materials設置
該案例流體域的材料為水，Fluent數據庫中就有該材料參數，可通過Fluent Database選擇water-liquid(h2o<1>)并Copy出來使用_
▊Cell Zone Conditions設置
對旋轉部分流體域的設置如圖中所示，選擇材料，勾選Frame Motion并設置旋轉中心坐標、旋轉方向(依據右手定則)、旋轉角速度_
單位可在General模塊中Unit中進行更改，rev/min即轉每分鐘，有時也寫成rpm；
另外兩個流體域只要在Material Motion(材料)選擇對應材料即可_
▊邊界條件設置
「進出口邊界」
設置壓力入口邊界和壓力出口邊界如圖所示_
「Interface設置」
本案例模型三個流體域在交界位置網格都是是非正則的(即交界面兩側不共用交界面位置的節點)，需要采用Interface進行數據交互_
face-1和face-2創建一個，face-3和face-4創建一個_
雙擊Mesh Interfaces進入設置，左側選擇交界位置兩個重合的面，點擊Creat即可生成Mesh Interface并在右側及左側頂部Interface處顯示_
「葉片設置」
其他壁面保持默認設置即可，葉片設置如圖中所示
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械穩態分析
本期選取了CFD領域的典型場景，穩態仿真計算案例——基于MRF方法的旋轉機械流場分析，我們選用的軟件是CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的CFD穩態計算，和其他仿真云平臺效率對比的情況。
模擬與網格
我們采用某品牌空調室外機作為穩態分析的仿真模型，如下圖所示，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次穩態計算選擇了網格靜止不動的MRF旋轉坐標系法，計算迭代步數400步，相關設置如下。
仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示：
仿真平臺對比
我們進行Fluent旋轉機械穩態分析時,“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示：
計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下圖所示：
本次仿真并行規模分別選取了16核、32核、64核、128核（受限于另外兩個平臺無法進行跨節點并行，并行規模無法進一步擴大），我們在“神工坊”平臺進行了256核等更大規模的并行計算，結果顯示計算用時會進一步縮短。
“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他幾家仿真云平臺的計算時間如下圖所示，其中，由于仿真云平臺2最高只能64核并行使用，故圖表中無仿真云平臺2并行規模為128核的結果。
可以發現，“神工坊”高性能工業仿真平臺在進行穩態仿真分析時，表現出了絕對的速度優勢。
展開 【仿真平臺性能測試】Fluent旋轉機械瞬態分析
本期選取了CFD領域典型的場景，基于滑移網格方法的旋轉機械流場分析，滑移網格方式進行旋轉機械計算可以獲得定轉子之間的時間精確解，精度相比穩態計算更高，計算要求也更苛刻，軟件也是采用CFD領域最常用的仿真軟件Fluent。我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺的CFD瞬態計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。
一、模型與網格
采用某品牌空調室外機作為瞬態分析的仿真模型，左側與后側的進口流域，以及前側的出口流域都考慮到計算中，并對空調內部結構簡化后進行網格劃分，最終網格單元數868萬，如下圖所示。其中，風扇葉片的旋轉速度是850rpm。
二、求解設置
根據該款旋轉機械的相關參數，經過理論計算得到該旋轉機械的最大速度為25.6m/s，折合馬赫數為0.075，為不可壓縮流動，故選擇壓力基求解器，湍流模型選用了適用于旋轉機械的k-ε Realizable模型。對于動區域計算模型，本次瞬態計算選擇了網格區域移動的滑移網格法，仿真的模擬時間為10s，相關設置如下。
三、仿真結果
迭代完成之后仿真云圖如下所示。
四、仿真平臺對比
進行Fluent旋轉機械瞬態分析時，所使用的“神工坊”高性能工業仿真平臺與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。
仿真云平臺
CPU型號
內存
主頻
神工坊
AMD EPYC 7742
512G
2.25GHz
仿真云平臺1
Intel Xeon(Cascade Lake) Platinum 8269
64G
2.5GHz
仿真云平臺2
Intel（R）Xeon(R) Platinum 8350C
64G
2.6GHz
計算過程中三個平臺的一些輸出日志如下。
展開 fluent模擬旋轉壓力噴嘴霧化
模擬了一個旋轉壓力噴嘴霧化，有興趣的可以私信或者評論留下聯系方式。
基于Ansys Fluent的吹膜旋轉牽引氣墊輥出風均勻性研究
簡化后結合實際工況使用三維建模軟件建立旋轉牽引氣墊輥的幾何模型，考慮到該案例中兩端進風的大輥面若采用常規中心管均風孔等距均分設計存在中間風量偏小的問題，該中心管設計為兩端小孔徑大孔距，中間大孔徑小孔距，如圖2所示。
圖2 幾何模型
1.2 網格劃分設置
針對旋轉牽引氣墊輥的幾何模型，進行網格劃分和網格生成，以確保模擬結果的準確性和可靠性。結合該氣墊輥幾何模型，使用非結構化六面體網格，在細孔區域使用高密度網格，網格尺寸大小設置為0.5mm，保證細孔區域的網格精度，空腔區域網格尺寸較大以提高計算效率。該模擬仿真進行了網格獨立性分析，本文中采用網格密度滿足網格獨立性。
流體區域網格劃分結果如圖3所示，平均網格質量為0.926 853，數值越接近1，網格質量越高，該網格質量符合算例網格質量要求。
圖3 網格質量
1.3 邊界條件設置
設置適當的邊界條件，根據實際情況，設置旋轉牽引氣墊輥內部和外部的邊界條件，包括入口速度、出口壓力等。將供應商提供的風機參數曲線如圖4所示轉化為輸入參數，完善入口處風機設置，定義氣墊輥兩端入口。將出口邊界條件設置為大氣壓，模擬氣墊輥中空氣排出到環境中。
圖4 風機曲線
完成算例設置后進行迭代計算直至結果收斂，得到模擬仿真結果。
2 模擬仿真結果分析
由模擬仿真結果可以看出流體區域速度分布與預期一致，在中心管處由兩端向中心風速有所減小，空氣通過中心管上的分配孔加速進入氣墊輥腔體建立內壓再由氣墊輥上細孔排出。流體區域速度云圖如圖5所示，XY截面速度云圖如圖6所示，細孔出口處風速曲線如圖7所示。
在距離出風細孔5 mm處劃線取值，查看各細孔風速曲線如圖7所示，平均風速31.8 m/s,風速偏差約10%，且無明顯大周期趨勢變化，氣墊輥出風情況滿足使用要求。
展開 
fluent-動網格-雙葉輪旋轉流場模擬
omega.rar
omega.txt
impeller.rar
播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10154
[轉載]如何旋轉、放大、移動FLUENT中的云圖
FLUENT中的計算結果云圖，默認的顯示方位可能不是最佳的。這時候就需要我們手動調整，以便于調整視角和復制到WORD中。
旋轉比較簡單，按住鼠標左鍵不放，移動鼠標到云圖最佳位置，松開。
放大和縮小的操作有點貓膩，按住鼠標中間不放，拖動鼠標，這時可以看到一個白顏色的矩形框。關鍵就在這個框的大小上，框的面積越大縮放的比例越小，反之亦反。從左上方向右下方畫矩形是放大，反之亦反。從左下角向右上角畫矩形是放大，反之亦反(這種操作不符合右手操作的人體工程學，不推薦；相反，如果左手使用的朋友恰好可以這么操作)。
移動：移動的操縱是鄙人最后探索出來的一個操作，具體操作說明是（摘自“百度知道”）
在圖中點鼠標滾輪（相當于單擊鼠標中鍵）就可以平移。
移動方向取決于你點的位置的方向，與你單擊的地方相反，比如你點右上角就會往左下角移；
移動距離取決于你點的位置偏離圖片中心的距離，距離越遠，模型平移的量越大。
總結與點評：fluent固然具有強大的后處理功能，但與后處理直接相關的人機交互界面的操作搞的如此復雜，真是不應該！據我所知，在這方面比起STAR CCM9.0的云圖操作，不論FLUENT的6.3還是14.5，想必甚至15.0都不知道被甩后了幾條街。且不說現如今STAR CCM9.0已經是漢化版的了。
展開 Fluent實用案例 | MRF旋轉機械離心泵靜態仿真
本案例利用Fluent中的MRF模型，對離心泵性能問題進行了仿真計算。該案例僅對離心泵的穩態計算進行了簡單演示，其余的旋轉機械的仿真設置與本案例基本一致，可按照該案例進行相關設置。本案例采用的離心泵為8個葉片，以轉速為1200rpm，入口質量流量為280kg/s為標準設計相關模型，實際計算時采用3m/s的速度入口。
1 workbench 設置
本案例具體設置如下圖 ：
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
本案例的離心泵模型在ansys的離心泵設計軟件中進行構建，并導入SCDM中 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
3 Fluent Meshing 設置
3.1 網格設置
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。具體的網格劃分如下圖所示：
4 FLUENT 設置
4.1 General設置與網格導入
由于本文僅分析對離心泵流場穩態特性展開分析，因此僅需要進行穩態計算結果的討論，此處的設置比較簡單，勾選為穩態計算，并選擇密度基求解器。
展開 基于fluent軟件的旋轉機械（渦輪）流場仿真方法
圖5
第6步：設置流體域的計算條件，選擇材料水，旋轉軸為x負方向，轉速為10rpm，如圖6所示。
圖6
第7步：邊界條件默認，由于缺進出口的壓力數值，本例不做處理，如圖7所示。
圖7
第8步：初始化，先計算迭代100步。該處理是為檢測壓力面的平均壓力作為收斂判斷標準時，屏蔽掉迭代剛開始的比較大的波動范圍。
第9步：檢測壓力面的平均壓力值，如圖8所示，
圖8
第10步：繼續迭代300步（注意不需要初始化），檢測的壓力面平均壓力值如圖9所示。
圖9
從該圖可以看出迭代300步的時候，結果趨于收斂。
