Fluent流動分析的案例
Fluent在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
在混合彎頭中的流體流動和傳熱分析
本例模型請關注公眾號，CAE備忘錄，回復elbow可獲得。
問題描述：
有一溫度為293.15K的流體從管道直徑為100mm入口進入，并與從管道直徑為25mm入口進入溫度為313.15K的流體進行混合，預測兩股流體混合后的流動情況和溫度分布情況。
創建Fluent 分析系統：
打開workbench17.2，將Fluid Flow(Fluent)單擊左鍵拖入空白處（也可以雙擊），選擇Save，將文件保存到制定目錄下（保持良好習慣）。這時候在Files 窗口中就會出現一些文件。之后你進行其他操作產生的文件，經過保存都會出現在這個窗口。
劃分網格：
幾何模型自行建模，如果用其他三維軟件，可以導入X_t或者stp格式文件。導入幾何模型之后，雙擊A3欄的Mesh，進入網格劃分界面。
首先，為每個面進行命名，選擇面并右鍵選擇Create Named selection，對應名稱為，進口命名為inlet_large和inlet_small，出口命名為pressure_outlet，壁面命名為wall，對稱面命名為Symmetry，這樣命名可以方便在Fluent中設置邊界條件。
命名完成之后，在mesh上右鍵選擇size，選擇整個體，在Element Size處填入0.006m，如果要設置膨脹層，則單擊Mesh，在下方Details of Mesh 中選擇inflation設置膨脹層各個參數（這里也可以不用設置），將Use Automatic Inflation 改為 Program Controlled。最后在Mesh上右鍵選擇generate mesh，這時網格已經劃分完畢，將網格劃分界面關閉，在Project schematic中的mesh右鍵選擇update.
展開 利用fluent對空氣在一個噴管內的流動做流場分析
下面我將利用fluent對空氣在一個噴管內的流動做流場分析，fluent用的是有限體積法來進行計算仿真。
該噴管模型如下：這是一段縮放型噴管，空氣在壓力作用下從左端進入噴管，從右端出來。進口的壓力為1atm，出口的平均壓力為0.843atm。管直徑為40mm，長度為160mm。
圖1 噴管示意圖
如上圖所示，空氣在一個大氣壓的作用下通過平均背壓為0.843atm的縮放型噴管。背壓是以正弦波的規律變化的，即
我要做的工作是在gambit中建立該噴管的二位模型，再利用fluent求解器計算噴管內的不定常流動。
首先，利用gambit建立二維噴管的計算模型。模型如下圖所示。由于噴管是對稱結構，因此先建立上半部分的模型。
圖2 用gambit建立的噴管輪廓圖
建模完成以后，對各條邊進行節點劃分。然后再創建結構化網格。創建的結構化網格如下圖所示。
圖3 區域內的網格圖
網格劃分完成以后，開始設置邊界類型。設置網格類型包括以下幾個步驟：(1)確定進口邊界類型；(2)確定出口邊界類型；(3)確定固壁邊界類型；(4)定義對稱面。
以上工作都完成以后，要輸出網格文件。輸出網格文件以后，再利用fluent進行噴管內流動的仿真計算。
利用fluent進行噴管內流動的仿真計算步驟如下：
(1)讀入網格文件，讀入網格文件以后，將會在信息反饋窗口顯示網格的有關信息，如果沒有錯誤就可以繼續進行，若有錯誤，要重新設定gambit中的網格。
(2)下面再檢查網格，fluent將會對網格進行各種檢查，并將結果在信息反饋窗口中顯示出來，其中要特別注意最小體積一項，要確保為正數，否則無法計算。
(3)檢查網格沒有問題后，要顯示網格。由于顯示的網格圖形不是整體，而僅僅是圖形的一半。
展開 Fluent專家-流動-4 (機翼超音速流動)
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Fluent專家-流動-4
(機翼超音速流動)
案例簡介
機翼模型如下圖所示，其中周圍馬赫數為0.8，攻角α=4°，通過fluent來分析機翼外流場情況。
教學視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10273
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展開 ANSYS Fluent 管內相變化流動實例 附ANSYS Fluent UDF Manual下載
本例針對應用制作模型，通過ANSYS Fluent仿真軟件中多相流模塊VOF及Evaporation-Condensation來實現背景為空氣的液態水，受熱后形成水蒸氣的相變化過程。
模型如下。相變化為一瞬態仿真過程，我們啟動ANSYS Fluent Transient選項及定義Gravitational Acceleration重力方向，并啟動能量方程式Energy。
計算多相流動，我們開啟ANSYS Fluent中的多相流(Multiphase Model)模塊VOF，并采用Explicit。
Explicit實行Geo-Reconstruct離散方法，其特征如下：
網格質量的要求較Implicit為高
考慮表面張力(Surface Tension)問題時，較Implicit具備更高的準確性
Explicit及Implicit皆可設置穩態及瞬態計算，但考慮準確度及穩定性，Explicit建議僅用于瞬態
提升穩定性方面，Explicit時間步長控制采Courant Number, CFL方法，穩定性較Implicit高
CFL定義如下：
上述分子為前后時間步長變化率，分母為網格大小與當下速度的比值。也就是說，設置的時間步長越小，CFL會越小；單網格尺寸控制越小，CFL會越大；流動變化速度越小，CFL則會越小。
默認CFL限制為0.25，每次時間步長迭代都會監測當下CFL的數值，在ANSYS Fluent Console窗口中會顯示該數值。
展開 
FLUENT三通內水的流動
啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 18.2→Fluid Dynamics→Fluent 18.2命令，啟動Fluent 14.5，進入Fluent Launcher界面。
（2）在Fluent
Launcher界面中的Dimension中選擇3D，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Define→Units按鈕，彈出Set Units（設置單位）對話框。temperature單位選擇為C。
（7）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tee，單擊OK按鈕便可保存項目。
定義求解器
（1）單擊主菜單中Define→General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在Solver中，Time類型選擇Steady。
（2）單擊主菜單中Define→Operating Conditions按鈕，彈出Operating Conditions（操作條件）對話框。保持默認設置，單擊OK按鈕確認。
定義模型
（1）在主菜單中單擊Define→Models按鈕，彈出Models（模型設定）面板。
展開 FLUENT離心泵流動模擬
（8）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項，選擇快捷菜單中的Update項，完成網格數據往Fluent分析模塊中的傳遞。
4 定義模型
（1）單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在SolverTime中選擇Transient。
（3）在模型設定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Model（湍流模型）對話框，在Model中選擇Realizable k-epsilon(2eqn)，在Near-Wall Treatment中選擇Scalable Wall Functions，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。
5 設置材料
（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water liquid，單擊Copy按鈕確認。
6 設置計算域
（1）在Cell Zone Conditions面板中，雙擊impeller_zone，彈出計算域設置對話框，勾選Mesh Motion，在Rotation-Axis Origin中輸入（0，0，0），在Rotation-Axis Direction中輸入（1,0,0），在Speed中輸入1000rpm，單擊OK按鈕并關閉對話框。
7 設置邊界條件
（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。
展開 FLUENT管內穩態流動
某噴射混合管，其中入口1流速為0.4m/s，溫度為293.15K，入口2流速為1.2m/s，溫度為313.15K，出口壓力為0Pa，請用ANSYS FLUENT求解出壓力與速度的分布云圖。
啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 18.2→Fluid Dynamics→Fluent 18.2命令，啟動Fluent，進入Fluent Launcher界面。
（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，選擇相應的網格文件，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→Scale按鈕，彈出cale
Mesh（網格縮放）對話框。在Scaling中，選擇Convert Units，Mesh，Mesh Was Created
In選擇In，單擊Scale完成網格縮放，在View Length Unit In中選擇In。
（7）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Valve，單擊OK按鈕便可保存項目。
定義求解器
（1）單擊主菜單中Define→General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。
展開 五十二、Fluent瞬態可壓縮流動
可壓縮流動概念</strong></p><p><br></p><p>對于部分易于壓縮的流體，如果計算域內各處壓力變化很大則密度變化也很大。如Ma大于0.3，則密度變化不可忽略，屬可壓縮流動。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5QicllYYB1LGxLRsmlVsOEBfSjtFdaGMzN7ic648ibUGicar0SNNCnH5AoX17gQ/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"></p><p><br></p><p>可壓縮流動按馬赫數大小可分為亞聲速流動（Ma=0.3～0.8左右）、跨聲速流動（Ma=0.8～1.2左右）、超聲速流動(Ma=1.2～5.0左右)和高超聲速流動（Ma>5.0）。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5Qicllx4J1QWfpxdP3ESAO4M9QNKDicmPIOJeAYHhshtocv4zKs51KhBWthDw/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"></p><p>一般Ma大于0.3就認為流體屬于可壓縮流動，Ma小于0.3屬于不可壓縮流動。</p><p><br></p><p><strong>2. 模型描述</strong></p><p><br></p><p>模型為二維planar的噴嘴，噴嘴輪廓為正弦形狀，噴嘴入口高度0.2m，壓力為0.9atm；噴嘴出口壓力0.7369atm。
展開 FLuent 模擬多孔介質流動
10 Modeling-Flow-Through-Porous-Media.pdf
如文檔介紹
案例文件：
10 Modeling-Flow-Through-Porous-Media.zip
更多案例 正在整理
fluent三角形截面管道氣體流動 ￥20
1. 仿真條件
2. 仿真結果(情形4)
基于FLUENT的某噴管內氣液流動
關鍵詞：FLUENT，噴管，VOF模型，計算流體力學，氣液流動
噴管是一種通過改變管段內壁的幾何形狀以加速氣體的裝置，使用FLUENT對某類似噴管的裝置進行氣液流動數值模擬，可以直觀的看到裝置內部氣液流動情況和相分布，進一步可以通過詳細的數值模擬可以對其進行不同結構參數和操作參數下的流場分析，探索更優結構參數及操作參數對其進行優化。
利用FLUENT軟件對其進行數值模擬時，首先建立三維模型，為便于數值計算，對其結構進行適當優化。網格劃分時對其施加一定的控制（如曲率和偏度）以提高網格質量，綜合得到網格質量大于0.3，認為網格質量滿足仿真需求。為了提高仿真精度，對模型的局部網格進行了加密處理。隨后設置了仿真參數，以空氣和水作為流體介質，即確定了流體密度、粘度等參數。多相流模型使用Mixture模型，求解方式選用Coupled，選用二階迎風格式，松弛因子默認。采用SST k-omega湍流模型來描述流體的湍流特性。后續可以通過改變操作參數對其進行更為細致的數值模擬，以進一步探究其流場分布。幾何模型如圖1所示，網格劃分如圖2所示。
圖1幾何模型
圖2網格劃分
噴管初始相分布如圖3所示，數值模擬過程中給定入口流速，噴管吸入氣體，初始壓力分布如圖4所示。
圖3初始相分布
圖4初始壓力分布
計算迭代2000步時，噴管內云圖顯示相分布如圖5所示，流線顯示相分布跡線分布如圖6所示。
圖5云圖顯示相分布
圖6 流線顯示相分布
圖7跡線分布
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 
波紋管湍流流動FLUENT仿真 ￥299
波紋管結構是熱交換器設備的常用組件，波紋管湍流模擬需要有特殊的網格處理方式。本算例以周期邊界算法為基礎，驗證波紋管湍流仿真結果與實驗結果的對比。
模型主要邊界條件
模型網格
仿真結果，流線圖
與實驗結果對比，x方向速度
Fluent專家-流動-3 (圓柱繞流)
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(圓柱繞流)
案例簡介
模型如下圖所示，其中來流流速為1m/s，我們通過fluent來分析圓柱外流場情況。
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10271
FLUENT波紋管內傳熱流動模擬
本教程演示了波紋管內固體域與流體域之間的流動傳熱問題模擬。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）右鍵選擇流體域進出口邊界，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）右鍵選擇固體域的內壁面和內壁面上的凸點，在彈出的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱pipewall和dimpled_potrusions，單擊OK按鈕確認。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網格。
（5）網格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網格。
展開 FLUENT收斂型噴嘴內不可壓縮流動模擬
它們通常用于改變（增加）流體流動的速度。噴嘴的核心是質量守恒和動量守恒。
對于密度恒定的不可壓縮流，質量守恒規定流體的速度與噴嘴的橫截面積成反比。這意味著，隨著噴嘴橫截面積的減小，流體的速度增加。如果我們進一步假設流體的粘度可以忽略不計，即流動是無粘的，那么線動量守恒就簡化為著名的伯努利方程。本例的目的是了解守恒定律在確定通過收斂噴嘴的不可壓縮空氣流物理過程中的作用。
1、啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動Fluent 2021 R1。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。
2、定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板，在Solver中Time選擇Steady，進行穩態計算，2D Space選擇Axisymmetric。
3、設置邊界條件
（1）在邊界條件面板中，雙擊inlet彈出邊界條件設置對話框。Velocity Magnitude輸入10，單擊OK按鈕確認退出。
（2）雙擊outlet彈出邊界條件設置對話框。保持默認值，單擊OK按鈕確認退出。
4、初始條件
單擊主菜單中Solution→Initialization按鈕，彈出Solution Initialization（初始化設置）面板。
Initialization Methods中選擇Hybrid Initialization，單擊Initialize按鈕進行初始化。
展開 