Fluent二維模擬
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent二維模擬的視頻教程
![[案例專題]基于ICEM和Fluent的二維噴管非結構網格算例實例](https://img.jishulink.com/cimage/a2935f5023ce0e9831b5db828f22c7f1.jpg?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[案例專題]基于ICEM和Fluent的二維噴管非結構網格算例實例
使用ICEM生成二維噴管非結構網格，使用Fluent進行計算并后處理。 后期會組建QQ群對學員在課程中的相關問題進行答疑，敬請期待
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Fluent二維模擬的實例教程
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。
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FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
01
案例介紹
翼型型號RAE2822，馬赫數0.75，SST k-w湍流模型。壓力遠場條件，遠場距離物面約15倍弦長。需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖。
02
網格情況
03
主要仿真設置
1、穩態計算
2、SST k-w湍流模型
3、壓力遠場
4、初始化計算
殘差曲線（收斂）
04
基本結果
速度云圖疊加流線圖
壓力云圖
表面壓力分布曲線
使用ANSYS WORKBENCH19.2中的ICEM 和FLUENT分別作網格劃分和流場仿真，網格使用結構網格。
展開 網絡上關于嵌套網格的的內容大多數是關于直接利用軟件進行計算的過程，而對于前處理過程中的網格生成過程并沒有什么描述，其實這種技術已經在學術界流傳已久，只是用的都是自己的程序算法，今天，我們來使用商用軟件ICEM來進行嵌套網格的劃分，并用Fluent進行計算。
之所以稱之為嵌套網格，即多重網格相互重疊，組合成的一組網格。這里存在兩套或者兩套以上的網格相互重疊，目前支持嵌套網格的求解器的有Fluent17.0以上版本，OPENFORM最新的版本。具體的求解技術大致為：求解器識別嵌套網格邊界，對被組分網格遮蔽的背景網格部分進行“挖洞”，具體的描述大家可以參考文獻[1]，至于網格生成思路請大家參考文獻[2]，下面進入主題。
本文的研究對象為二位圓柱繞流，Re=20，此時圓柱表面流動認為層流，會在圓柱背風面形成一對穩定的弗普爾旋渦，如下圖。這部的計算內容對比參考文獻[3].
首先介紹網格生成思路：(1) 生成包裹圓柱的組分網格；(2) 生成外流場域的背景網格；(3) 組合網格進行計算。
首先生成內部包裹圓柱的網格，為了簡單我們選擇了簡單的的正方形網格：
對上面左邊的圓柱劃分O-block，并進行相應的關聯，將正方形周圍的part名稱改為overset，方便在Fluent中進行改變邊界條件，成為右邊的圖，并生成網格，之后，將網格轉換成非結構網格。保存網格為inner.uns文件，特別注意，只用進行到這一步就好了，不必轉換成.msh文件，特別注意。
然后劃分外流場網格，這里要注意兩組網格的坐標系要一致，即組裝起來之后，圓柱要在流體域的中間。
展開 為了在ABAQUS中定義裂紋，首先需要指定裂紋面（crack front）以及裂紋尖端（crack tip），對于通過ABAQUS創建的二維部件實例，裂紋前沿可以指定為幾何點，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點，而對于外部導入的二維網格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節點，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節點。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴展的方向，在ABAQUS中裂紋擴展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計算。裂紋的定義如圖3所示。
圖3 ABAQUS裂紋定義界面
為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節點進行特殊的處理。如圖4所示，對于8節點的四邊形單元（二階單元，具有中間節點），首先ABAQUS會將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設該單元邊由節點a, b和c構成，壓縮之后節點a, b和c將合并共同構成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節點將會被移動到距離裂紋尖端1/4處的位置。
圖4 二階四邊形等參單元奇異性的構建
如果節點a, b和c能夠自由移動，并且中間節點移動到了1/4處，如圖4中的情況(1)所示，則在退化四邊形單元任意位置處的應變具有如下奇異性：
如果節點a, b和c被約束在了一起，并且中間節點移動到了1/4處，如圖4中的情況(2)所示，則單元具有如下奇異性：
而由線彈性斷裂力學可知，裂紋尖端的應力應變場同樣具有r-1/2的奇異性，例如對于I型裂紋，其裂紋尖端的應力場可表示為：
如果節點a, b和c能夠自由移動，但中間節點沒有移動，則單元具有如下奇異性：
此時應變的奇異性適合于理想塑性的情況。
在ABAQUS，單元奇異性的設置如圖5所示。
展開 Fluent軟件的歐拉模型為研究含復雜相間遷移的固體顆粒流動提供了重要的建模工具。盡管歐拉模型對相關物理進行了嚴格的數學描述，但模型中使用的阻力定律在本質上仍然是半經驗的。因此，正確地預測顆粒床由于界面阻力和物體力之間的平衡而處于懸浮狀態的臨界或最小流態化條件是至關重要的。本算例的以UDF的形式定義該關系式，有兩個DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY函數，僅列出部分截圖。
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一套完整的 PFC 6.0 離散元原創算例，專為研究巖石在復雜應力路徑下的力學響應及巖爆（Rockburst）現象而設計。代碼實現了從初始圍壓保載到分級徑向加載，再到不同波形動力擾動的全過程模擬，邏輯嚴密，注釋清晰。
代碼集成了四種極具科研價值的加載工況，用戶可一鍵切換：
分級靜力加載：模擬深部巖體開挖過程中的應力重分布。
圍壓保載+徑向分級加載：嚴格模擬實驗室雙軸試驗過程
采用cohesive單元全局插入模擬裂縫擴展。儲層物性參數：彈性模量30GPa，泊松比0.25，流體比重980N/m^3，滲透系數1e-7m/s，孔隙比0.1。cohesive單元參數：彈性類型為面作用力，彈性模量30GPa，損傷準則采用最大正應力準則，抗拉強度為6MPa，抗壓和抗剪切強度為100MPa，損傷演化類型為位移，破壞位移為0.001mm，損傷穩定粘性系數為1e-5，液體泄漏頂部系數和底部系數為
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。
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了圓柱繞流過程的流場特性，以云圖方式顯示了其流場的速度分布和壓力分布
ABAQUS二維混凝土細觀靜力學單軸壓縮損傷破壞模擬
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模擬對象為鋁水反應器，其為一個圓柱形容器，為加快計算速度，本模擬選擇二維模型進行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應的設置，監測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學視頻指導，可直接出圖，也可根據錄屏教程進行復現。
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、聚氨酯內部溫度測點位于聚氨酯形心，外表面溫度測點位于外側面中心；
3、煤/封閉墻的溫度測點位于聚氨酯接觸面中心向己側0.05m；
4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測點。
2、 網格劃分
機的最大速度超過音速的兩倍（2.04 馬赫），飛機可以飛到 60,000 英尺（超過 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，以適應溫度變化并散發超音速飛行產生的熱量。這項工作展示了使用 ANSYS Fluent 執行飛機 CFD 仿真。 Fluent 模擬結果文件也可供下載。
使用 Fluent 進行離心泵的穩態模擬。附上了該模擬的 Fluent 案例文件。
在fluent中模擬（二維）埋地管道發生泄漏后，氣體通過土壤擴散到空氣中，遇火源發生爆炸。主要結果是分析氣體的多相流（產生的熱輻射和超壓），不考慮對管道和土壤的破壞。
