Fluent流量計算
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent流量計算的視頻教程
基于Fluent的離心風(fēng)扇及風(fēng)機流量仿真分析
本視頻教程主要是講解離心風(fēng)機/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)置和計算，最后進(jìn)行后處理；本課程會提供源文件模型3D及幾何處理好的模型文件。
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Workbench中Maxwell和Fluent的耦合計算方法-導(dǎo)體溫升計算
本實例主要講解了通電導(dǎo)體的溫升計算，在Workbench中，使用Maxwell建立磁場分析模型，在Fluent中建立溫升模型，兩者耦合獲取通電導(dǎo)體的溫升結(jié)果。 視頻實例主要講解了操作方法，包括建模、結(jié)果提取和每一步的操作過程。
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Fluent流量計算的實例教程
ANSYS版本為2022R2，內(nèi)含仿真1G大小文件，模型
“穿管、溫度，八、九折”是指：若是穿管敷設(shè)（包括槽板等敷設(shè)、即導(dǎo)線加有保護套層，不明露的），計算后，再打八折；若環(huán)境溫度超過25℃，計算后再打九折，若既穿管敷設(shè)，溫度又超過25℃，則打八折后再打九折，或簡單按一次打七折計算。
關(guān)于環(huán)境溫度，按規(guī)定是指夏天最熱月的平均最高溫度。實際上，溫度是變動的，一般情況下，它影響導(dǎo)線載流并不很大。因此，只對某些溫車間或較熱地區(qū)超過25℃較多時，才考慮打折扣。
例如對鋁心絕緣線在不同條件下載流量的計算：
當(dāng)截面為10平方毫米穿管時，則載流量為10×5×0.8═40安；若為高溫，則載流量為10×5×0.9═45安；若是穿管又高溫，則載流量為10×5×0.7═35安。
第三部分
（3）對于裸鋁線的載流量，口訣指出“裸線加一半”即計算后再加一半。這是指同樣截面裸鋁線與鋁芯絕緣線比較，載流量可加大一半。
例如對裸鋁線載流量的計算：
當(dāng)截面為16平方毫米時，則載流量為16×4×1.5═96安，若在高溫下，則載流量為16×4×1.5×0.9=86.4安。
第四部分
(4)對于銅導(dǎo)線的載流量，口訣指出“銅線升級算”，即將銅導(dǎo)線的的截面排列順序提升一級，再按相應(yīng)的鋁線條件計算。
例如截面為35平方毫米裸銅線環(huán)境溫度為25℃，載流量的計算為：按升級為50平方毫米裸鋁線即得50×3×1.5=225安。
對于電纜，口訣中沒有介紹。一般直接埋地的高壓電纜，大體上可直接采用第一句口訣中的有關(guān)倍數(shù)計算。比如35平方毫米高壓鎧裝鋁芯電纜埋地敷設(shè)的載流量為35×3=105安。95平方毫米的約為95×2.5≈238安。
三相四線制中的零線截面，通常選為相線截面的1/2左右。
展開 銅鋁排載流量快速查詢
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估算法:
單條銅母排載流量= 寬度(mm) X 厚度系數(shù)
雙母排載流量= 寬度(mm) X 厚度系數(shù) X 1.5(經(jīng)驗系數(shù))
銅排和鋁排也可以按平方數(shù)來,通常銅應(yīng)該按5-8A/平方,
鋁應(yīng)該按3-5A/平方
常用銅排的載流量計算方法：
40℃時銅排載流量=排寬*厚度系數(shù)
排寬(mm);厚度系數(shù)為:
母排12厚時為20;10厚時為18;
依次為:[12-20，10-18，8-16，6-14，5-13，4-12].
雙層銅排[40℃]=1.56-1.58單層銅排[40℃]（根據(jù)截面大小定）
3層銅排[40℃]=2單層銅排[40℃]
4層銅排[40℃]=單層銅排[40℃]*2.45(不推薦此類選擇,最好用異形母排替代)
銅排[40℃]= 銅排[25℃]*0.85
鋁排[40℃]= 銅排[40℃]/1.3
例如求TMY100*10載流量為：
單層：100*18=1800(A)[查手冊為1860A]；
雙層：2(TMY100*10)的載流量為：1860*1.58=2940(A)；[查手冊為2942A]；
三層：3(TMY100*10)的載流量為：1860*2＝3720(A)[查手冊為3780A]
以上所有計算均精確到與手冊數(shù)據(jù)相當(dāng)接近。
展開 02
我國的生態(tài)流量制度
我國水利和生態(tài)環(huán)境部門出于生態(tài)流量監(jiān)測考慮提出“生態(tài)流量”的概念，是指為保障河流環(huán)境生態(tài)功能，維持水資源可持續(xù)開發(fā)利用，而不至于發(fā)生生態(tài)環(huán)境惡化所必須保證下游河道的小流量。其主要作用是保證河流所需要的自凈擴散能力，不因流量及水流形態(tài)發(fā)生巨大變化，造成水體污染；維持下游河道內(nèi)水生生物的生存和水生態(tài)系統(tǒng)的固有平衡；保證下游沿岸居民生活取水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取水等基本需求。
隨著我國生態(tài)文明建設(shè)向縱深推進(jìn)，有必要構(gòu)建完善“三水”統(tǒng)籌制度體系，補齊水生態(tài)保護制度載體的生態(tài)流量制度。《水污染防治行動計劃》（以下簡稱“水十條”）提出，要科學(xué)確定生態(tài)流量，加強江河湖庫水量調(diào)度管理，維持河湖生態(tài)用水需求，重點保障枯水期生態(tài)基流。新頒布的《長江保護法》在我國法律中首次建立生態(tài)流量保障制度，并從三個方面做出規(guī)定：（1）建立生態(tài)流量標(biāo)準(zhǔn)、提出生態(tài)流量管控指標(biāo)；（2）將生態(tài)水量納入年度水量調(diào)度計劃；（3）將生態(tài)用水調(diào)度納入工程日常運行調(diào)度規(guī)程。
03
常用的生態(tài)流量計算方法
迄今為止國際上有200多種生態(tài)流量計算方法，概括起來主要有4類：水文學(xué)法、水力學(xué)法、生境模擬法以及整體分析法。常用的生態(tài)流量計算方法見表1。目前這些方法仍在世界各地使用，我國引進(jìn)了這些計算方法并在諸多生態(tài)流量相關(guān)的導(dǎo)則與指南中引用，如水資源保護規(guī)劃編制規(guī)程（SL 613—2013）、河湖生態(tài)保護與修復(fù)規(guī)劃導(dǎo)則（SL 709—2015）等均有相關(guān)內(nèi)容，這些方法在實踐中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況和需求有所選擇地進(jìn)行使用。
在案例應(yīng)用中，選擇生境模擬法中的IFIM法，應(yīng)用River2D模型中的魚類棲息地計算模塊，基于PHAB-SIM模型的加權(quán)有效面積方法，確定長江上游支流赤水河的生態(tài)流量。
展開 FLUENT中存在很多種壓力，包括參考壓力pref，絕對壓力Pabs，相對壓力Prel ，表壓pgauge，總壓 ptotal，動壓pdynamic ，靜壓 pstatic，大氣壓patm 等。這里以一個實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、計算條件
計算模型為旋轉(zhuǎn)軸對稱模型，半徑100mm。
圖 2計算網(wǎng)格
計算用網(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
計算條件：入口采用速度入口，速度1m/s，出口使用outflow ，參考壓力設(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）速度分布趨勢與動壓分布趨勢保持一致，即速度大的區(qū)域，動壓也較大（2）靜壓分布于速度分布呈相反趨勢，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 動壓分布
圖 7絕對壓力
圖7為絕對壓力分布，其分布趨勢與圖4所示的靜壓分布趨勢完全一致，所不同的只是物理量大小，它們的值相差101325，即所設(shè)置的參考壓力。下面以axis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、動壓及總壓關(guān)系，很明顯的可以看出，總壓=靜壓+動壓。
新建一個變量PressureSum，其表達(dá)式為Dynamic Pressure+Pressure，觀察其與totoalPressure的區(qū)別。
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Fluent流量計算的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Fluent流量計算的最新內(nèi)容
文丘里洗滌器除塵效率的CFD模擬研究
1. 背景介紹
文丘里洗滌器其工作原理是利用高速氣流將注入的液體撕裂破碎成大量細(xì)小液滴，形成一個巨大的氣液接觸界面。安全殼內(nèi)攜帶放射性粉塵的氣體通過文丘里管時，粉塵顆粒與液滴發(fā)生碰撞、慣性攔截和擴散等作用，從而被液滴捕獲并最終從氣流中分離出來。由于其結(jié)構(gòu)簡單、除塵效率高且可靠性好，文丘里洗滌器在核能、化工、冶金等工業(yè)廢氣處理領(lǐng)域具有重要地位。
本案例對圓柱繞流的氣動噪聲展開了仿真計算。主要涉及到二維模型LES大渦模擬的開啟、FW-H模型的使用。計算模型簡單，為氣動噪聲常用的驗證模型。通過對該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動噪聲展開預(yù)報。
1 workbench 設(shè)置
本案例計算模型簡單，相關(guān)的workbench設(shè)置如下圖：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
本案例采用的圓柱體直徑為
針對銅排、鋁排、電纜選型需要，在本公式中輸入電流、尺寸值，直接計算給出產(chǎn)熱功率和溫度值，也給出了銅硬銅排和軟銅排載流量選型參考表，利于精準(zhǔn)選型評估，實現(xiàn)可靠性和成本控制雙重效果。
本案例利用Fluent 內(nèi)置雙向流固耦合FSI對液艙晃蕩仿真展開了計算，提供了一種更為便捷快速的分析方法，對不同楊氏模量的液艙內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行分析，后續(xù)可以通過該案例對不同的雙向流固耦合模型展開計算分析。
1 SCDM 設(shè)置
1.1 導(dǎo)入幾何
本案例根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，建立了對應(yīng)的液艙幾何模型。H為0.3m，寬度B為0.45 m，液艙靜止自由液面高度h為0.09m(30%H）：柔性構(gòu)件的厚度
本案例利用Fluent對護衛(wèi)艦經(jīng)典模型SFS2進(jìn)行靜態(tài)流場計算。
本文僅計算了來流速度為20.6m/s的工況，計算結(jié)果與相關(guān)實驗較為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
下圖為SFS2幾何結(jié)構(gòu)圖。
下圖為計算域幾何圖。入口為inlet，出口為outlwt
本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格模型（RBM)，對螺旋槳敞水水動力性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計算。該案例僅對4119槳的瞬態(tài)計算進(jìn)行了簡單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機械的仿真設(shè)置與本案例基本一致，可按照該案例進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。
本文僅計算了進(jìn)速系數(shù)為0.4的工況，計算結(jié)果與相關(guān)實驗較為接近。
與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機械（一）的結(jié)果相比，瞬態(tài)計算結(jié)果與實驗值更為接近。
1 workbench 設(shè)置
1.1
<p class="ql-align-center"><br></p><p>本案例利用Workbench的參數(shù)化功能，簡單的對不同攻角的翼型展開了參數(shù)化仿真計算。</p><p>該案例為幾何模型與仿真計算過程比較簡單，但通過該案例可延伸到多種不同模型的參數(shù)化建模仿真計算問題等較為復(fù)雜的仿真問題。</p><p><strong>1 前處理設(shè)置</strong></p><p>以NACA2415的幾何尺寸，長為
?
一、概述
隨著計算科學(xué)以及數(shù)值分析方法的不斷發(fā)展，流固耦合或交互作用 （fluid structure coupling 或 fluid structure interaction）研究從 20 世紀(jì) 80 年代以來，受到了世界學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛 關(guān)注。流固耦合問題是流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）與固體力學(xué) （
ANSYS版本為2022R2，內(nèi)含仿真1G大小文件，模型
<p class="ql-align-justify">本案例將采用Fluent進(jìn)行瞬態(tài)計算，進(jìn)行垂直軸風(fēng)力機仿真分析。</p><p>1. 讀取網(wǎng)格文件</p><p>讀取上一篇的網(wǎng)格文件即可，網(wǎng)格讀入后可是查看一下網(wǎng)格質(zhì)量與網(wǎng)格數(shù)量，這里說明一下長寬比的問題，這里案例長寬比已經(jīng)到了711，一般情況下三維模型不要讓長寬比大于1000，特別是非存在一些細(xì)小縫隙的模型，本案例本來屬于二維模型拉伸而來，長寬比主要考慮到滿足邊界層的要求
