Fluent液體壓縮的案例
ANSYS Fluent 壓縮機仿真｜離心壓縮機計算
本案例演示利用Fluent計算離心式壓縮機內部流程并實現參數化的一般流程。
1 問題描述
要計算的壓縮機如下圖所示。
其包含6個主葉片及6個分流葉片，只計算單流道模型，如下圖所示。
流體介質為空氣，葉輪轉速155733 rpm，沿z軸旋轉。
2 計算流程
啟動Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進入Fluent
3 Fluent計算
3.1 General設置
進入
General設置面板，保持默認設置
設置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設置
開啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對話框采用默認設置。
展開 Fluent液體晃蕩VOF模型和UDF ￥20
10s.mp4
Fluent專家-udf-1 (液體的蒸發相變模擬)
evaporation and condensation.rar
液體水-水蒸汽udf.txt
watervapor.c.txt
wb.rar
wb11.rar
Fluent專家-udf-1
(液體的蒸發相變模擬)
案例簡介
本案例對二維容器內水的蒸發相變過程進行模擬分析，容器底部被持續加熱，容器內裝滿水，液面為自由液面，與底部接觸的水蒸發形成水蒸汽氣泡，并逐漸上竄至液面逸出，屬于動態變化過程。
本案例通過udf來定義了水與水蒸汽之間的轉換。
三十四、Fluent液體噴霧蒸發模擬
概念
液體噴霧蒸發現象是生活中常見到的一種現象，廣泛應用于化工行業，對Fluent進行設置可模擬這類現象。
2. 模型描述
本案例模擬甲醇在鼓風霧化器中的霧化，甲醇在被引入鼓風霧化器之前被冷卻到-10℃。霧化器中有一股環形旋轉的氣流。同時為了簡化模型，本模型使用了旋轉周期性網格，只畫了1/12即30°的模型。
3. 基本設置
3.1 導入網格：
使用Fluent軟件打開Chapter34.msh.gz網格文件，文件在本文末尾鏈接資源內。
3.2 修改模型尺寸
本案例模型尺寸保持默認即可，關于scale mesh詳細設置查看Chapter31 Fluent空化模型
3.3 求解器設置
基于壓力求解器，穩態設置
4. 設置計算模型
4.1 能量方程
打開能量方程
4.2 湍流模型設置
4.3 組分輸運模型
打開組分輸運模型，將mixture material更改為methyl-alcohol-air（甲醇空氣混合物）
注：默認情況下這里的材料為mixture-template，想要出現methyl-alcohol-air需要在material面板下進行設置。設置好后此處才可選擇methyl-alcohol-air
5. 材料設置
5.1 添加methyl-alcohol-air材料
Materials-Mixture
在Materials下，單擊Mixture...
展開 
用多面體網格劃分壓縮機渦輪，再通過fluent進行求解（case文件中包含fluent所有設置信息） ￥15
渦輪網格
壓力云圖
速度云圖
ANSYS Fluent驗證案例：軸流壓縮機
本案例計算單級軸流壓縮機內部流場，并驗證出口壓力及流量。
1 問題描述
計算模型如圖所示。
采用單個轉子葉片與單個定子葉片進行計算，利用旋轉參考系模型模擬轉子的轉動，計算參數如表所示。
采用穩態、湍流計算，考慮氣體的可壓縮性，利用理想氣體模型計算密度。
2 Fluent設置
2.1 Models設置
右鍵選擇模型樹節點Models > Energy，點擊彈出菜單項On打開能量模型
右鍵選擇模型樹節點Model > Viscous，點擊彈出菜單項Model → Standard k-epsilon開啟湍流模型
2.2 Materials
鼠標雙擊模型樹節點Materials > Fluid > air，彈出材料屬性設置對話框，如下圖所示進行設置
2.3 Cell Zone Conditions
鼠標雙擊模型樹節點Cell Zone Conditions > fluid-rotor，彈出對話框中激活選項Frame Motion
設置Rotational Velocity為-37500 rpm，設置Rotation-Axis Direction為X軸方向，如下圖所示
注：旋轉方向根據旋轉軸方向及旋轉速度，由右手定則來確定。
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收斂型噴嘴內不可壓縮流動模擬
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 ANSYS Fluent案例｜利用Turbo流程計算壓縮機性能
本案例應用Fluent Turbo工作流設置流體流動模擬來評估1.5級壓縮機的性能。Turbo工作流可以在Fluent中很容易地進行渦輪機械分析設置，允許在其中描述渦輪機器的類型及其參數配置，導入計算網格，并定義渦輪相關的工況條件，創建渦輪機械特定拓撲和報告工具。
注意：Turbo工作流是Fluent最新版本提供的功能。
1 問題描述
本案例模擬如下圖所示的具有進口導葉、轉子和定子的壓縮機。幾何模型是4.5級軸向漢諾威壓縮機的前三排（由TFD漢諾威提供）。進口導葉有26個葉片，轉子有23個葉片，旋轉速度為17100 RPM，定子有30個葉片通道。進氣口的總壓為60000 Pa，出口的靜壓60500 Pa，指定其沿徑向均勻分布。
計算網格如下圖所示，其由三部分組成。
2 Fluent設置
以
3D、Double Precision方式啟動Fluent
2.1 Turbo流程
選擇工具欄按鈕
Domain → Turbomachinery → Turbo Workflow → Enable Workflow啟動工作流程
Turbo工作流程如下圖所示，按照流程往下擼就可以了。
點擊菜單
File → Preferences打開設置對話框，如下圖所示對Turbo Workflow參數進行設置。這里的設置只是方便后面邊界自動識別，不設置也沒有關系。同時也說明在網格邊界命名時遵循一些規則，可以省很多的事情。
展開 定常不可壓縮后臺階湍流FLUENT仿真 ￥299
以后臺階湍流為例，研究FLUENT中提供的湍流模型計算結果與實驗數據對比，說明湍流仿真中的注意事項。
網格模型
充分發展湍流入口速度分布，以udf形式給定
速度分布
壁面摩擦系數，仿真計算結果對比
收費文件列表
FLUENT動網格案例之二：2D絕熱壓縮過程彈簧光滑和網格重構算法實現 ￥9
2D絕熱壓縮過程彈簧光滑和網格重構算法實現
使用基于彈簧的光滑和網格重網格運動方法來更新變形區域的體網格。對于三角形或四面體網格的區域，基于彈簧的平滑可以根據已知的邊界節點的位移來調整內部節點的位置。基于彈簧的平滑方法在不改變網格連接性的情況下更新了體網格。
但是，當邊界位移相對于局部網格尺寸較大時，網格質量可能惡化或退化。更新網格后，會導致收斂問題。為了避免這個問題，FLUENT的網格重構算法可以將劣質網格(太大、太小或拉伸過度的網格)聚集在一起，并在局部重新自動劃分網格。
在彈簧光滑模型中，網格的邊被理想化為節點間相互連接的彈簧。移動前的網格間距相當于邊界移動前由彈簧組成的系統處于平衡狀態。在網格邊界節點發生位移后，會產生與位移成比例的力，力量的大小根據胡克定律計算。邊界節點位移形成的力雖然破壞了彈簧系統原有的平衡，但是在外力作用下，彈簧系統經過調整將達到新的平衡，也就是說由彈簧連接在一起的節點，將在新的位置上重新獲得力的平衡。原則上彈簧光順模型可以用于任何一種網格體系，但是在非四面體網格區域（二維非三角形），網格更容易畸變。在系統缺省設置中，只有四面體網格（三維）和三角形網格（二維）可以使用彈簧光順法。在其他網格類型中使用需要在TUI界面iain激活該模型。激活彈簧光順模型，相關參數設置位于Smoothing標簽下，可以設置的參數包括Spring Constant Factor（彈簧彈性系數）、Boundary Node Relaxation（邊界點松弛因子）、Convergence Tolerance（收斂判據）和Number of Iterations（迭代次數）。彈簧彈性系數應該在0 到1 之間變化，彈性系數等于0 時，彈簧系統沒有耗散過程；在彈性系數等于1 時，彈簧系統的耗散過程與缺省設置相同。
展開 
