Fluent出口流量
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
Fluent出口流量的視頻教程
基于Fluent的離心風(fēng)扇及風(fēng)機(jī)流量仿真分析
本視頻教程主要是講解離心風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇的流量仿真，通過Spaceclaim進(jìn)行幾何模型的前處理及修復(fù)，流體域和旋轉(zhuǎn)域的建立，然后通過fluent meshing進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分，對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行改善，再通過fluent進(jìn)行求解設(shè)置和計(jì)算，最后進(jìn)行后處理；本課程會(huì)提供源文件模型3D及幾何處理好的模型文件。
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Fluent出口流量的實(shí)例教程
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡(jiǎn)介
當(dāng)出口壓力與速度均未知時(shí)，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數(shù)，Fluent利用計(jì)算域內(nèi)部信息通過數(shù)值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發(fā)展邊界，假設(shè)該邊界上的流動(dòng)滿足充分發(fā)展流動(dòng)假設(shè)。充分發(fā)展的流動(dòng)是流動(dòng)速度分布(和/或其他性質(zhì)的分布，如溫度)在流動(dòng)方向上不變的流動(dòng)。需要注意的是，在Outflow邊界上只有法向方向的擴(kuò)散通量為零，切向方向依然可以存在梯度。
二、使用限制
入口為壓力入口時(shí)，不可以使用outflow，此時(shí)應(yīng)該使用壓力出口；
outflow邊界不能用于可壓縮流動(dòng)，不可壓縮流動(dòng)最好用壓力出口；
在不可壓縮的情況下，歐拉模型或混合多相模型可以使用outflow邊界。但如果出口可能產(chǎn)生回流，或流場(chǎng)在出口位置非充分發(fā)展時(shí)，通常使用壓力出口邊界。
三、使用說明
在完全展開的流中，流出邊界條件是遵循的，其中出口方向上所有流動(dòng)變量的擴(kuò)散通量為零。但是，也可以在流動(dòng)尚未完全展開的物理邊界處定義流出邊界，如果出口處的零擴(kuò)散通量假設(shè)預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)流動(dòng)解決方案產(chǎn)生很小的影響，則可以放心使用。
位置A作為Outflow邊界通常會(huì)計(jì)算不收斂，計(jì)算結(jié)果通常是無效的。因?yàn)樵撐恢么嬖趪?yán)重的流動(dòng)回流，通過該邊界的質(zhì)量流量是不確定的。此時(shí)應(yīng)當(dāng)使用壓力出口邊界；
位置B位于后向臺(tái)階再循環(huán)再附點(diǎn)附近。在該位置使用Outflow邊界是不合適的。該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預(yù)料到該邊界對(duì)上游流場(chǎng)影響較大，因此在該位置選擇Outflow邊界是不合適的；
位置C所示的出口邊界位于流動(dòng)充分發(fā)展的區(qū)域。
展開 FLUENT中存在很多種壓力，包括參考?jí)毫ref，絕對(duì)壓力Pabs，相對(duì)壓力Prel ，表壓pgauge，總壓 ptotal，動(dòng)壓pdynamic ，靜壓 pstatic，大氣壓patm 等。這里以一個(gè)實(shí)例來說明這些壓力關(guān)系。
圖 1幾何模型
這些壓力之間的關(guān)系：
1、計(jì)算條件
計(jì)算模型為旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱模型，半徑100mm。
圖 2計(jì)算網(wǎng)格
計(jì)算用網(wǎng)格如圖2所示。流體密度1000kg/m3，粘度0.001Pa.s， 雷諾數(shù)2e5，選擇Realizable k-epsilon模型，增強(qiáng)壁面函數(shù)模型。
圖 3求解方法
求解方程使用Coupled，其他方程使用二階格式以提高精度。設(shè)置殘差標(biāo)準(zhǔn)1e-6。
2、結(jié)果分析
計(jì)算條件：入口采用速度入口，速度1m/s，出口使用outflow ，參考?jí)毫υO(shè)置為101325。
靜壓分布與速度分布云圖分布如圖4、圖5所示。動(dòng)壓分布如圖6所示。
從上述三幅圖可以看出一下關(guān)系：（1）速度分布趨勢(shì)與動(dòng)壓分布趨勢(shì)保持一致，即速度大的區(qū)域，動(dòng)壓也較大（2）靜壓分布于速度分布呈相反趨勢(shì)，即靜壓大的區(qū)域速度較小。
圖 4靜壓分布
圖 5 速度分布
圖 6 動(dòng)壓分布
圖 7絕對(duì)壓力
圖7為絕對(duì)壓力分布，其分布趨勢(shì)與圖4所示的靜壓分布趨勢(shì)完全一致，所不同的只是物理量大小，它們的值相差101325，即所設(shè)置的參考?jí)毫ΑＯ旅嬉詀xis邊界上物理量進(jìn)行研究。
圖 8 axis邊界壓力關(guān)系曲線
圖8為axis邊界上靜壓、動(dòng)壓及總壓關(guān)系，很明顯的可以看出，總壓=靜壓+動(dòng)壓。
新建一個(gè)變量PressureSum，其表達(dá)式為Dynamic Pressure+Pressure，觀察其與totoalPressure的區(qū)別。
展開 334-梯形繞流渦街（卡門渦街流量計(jì)）FLUENT仿真
01
案例介紹
本例為如下圖所示的梯形柱，置于流體中，使用二維仿真，模擬通過梯形柱的渦街情況（參數(shù)符合渦街條件）。
02
網(wǎng)格情況
03
基本設(shè)置
1、湍流模型
2、設(shè)定介質(zhì)
3、設(shè)置來流速度
4、設(shè)置出口
5、設(shè)置兩側(cè)為移動(dòng)邊界，速度與來流速度相同
6、可以設(shè)置自動(dòng)保存，以方便用POST出動(dòng)畫
7、初始化后先作穩(wěn)態(tài)計(jì)算。（也可以一開始就作瞬態(tài)計(jì)算，但先穩(wěn)態(tài)后瞬態(tài)出渦街快）。
8、穩(wěn)定后作瞬態(tài)計(jì)算，并設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)和步數(shù)。
9、基本結(jié)果圖
04
使用軟件
CAD2015平面圖形；WORKBENCH19.2及其中的ICEM、FLEUNT、POST完成仿真（其中使用ICEM制作結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、CFD-POST生成動(dòng)畫）；TECPLOT2019R1基本出圖。
展開 ANSYS版本為2022R2，內(nèi)含仿真1G大小文件，模型
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Fluent出口流量的最新內(nèi)容
ANSYS版本為2022R2，內(nèi)含仿真1G大小文件，模型
ANSYS Fluent 邊界條件outflow自由出口的介紹及使用。
一、outflow簡(jiǎn)介
當(dāng)出口壓力與速度均未知時(shí)，可以使用Outflow邊界條件。該邊界通常無需定義任何物理參數(shù)，F(xiàn)luent利用計(jì)算域內(nèi)部信息通過數(shù)值外插獲取該邊界上的物理量分布。
Fluent將outflow邊界視作充分發(fā)展邊界，假設(shè)該邊界上的流動(dòng)滿足充分發(fā)展流動(dòng)假設(shè)。充分發(fā)展的流動(dòng)是流動(dòng)速度分布
334-梯形繞流渦街（卡門渦街流量計(jì)）FLUENT仿真
01
案例介紹
本例為如下圖所示的梯形柱，置于流體中，使用二維仿真，模擬通過梯形柱的渦街情況（參數(shù)符合渦街條件）。
02
網(wǎng)格情況
03
基本設(shè)置
1、湍流模型
FLUENT中存在很多種壓力，包括參考?jí)毫ref，絕對(duì)壓力Pabs，相對(duì)壓力Prel ，表壓pgauge，總壓 ptotal，動(dòng)壓pdynamic ，靜壓 pstatic，大氣壓patm 等。這里以一個(gè)實(shí)例來說明這些壓力關(guān)系。
圖 1幾何模型
這些壓力之間的關(guān)系：
1、計(jì)算條件
計(jì)算模型為旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱模型，半徑100mm。
圖 2計(jì)算網(wǎng)格
計(jì)算用網(wǎng)格如圖
