Fluent外氣動模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：臨淮散仙 創(chuàng)建時間：2023-05-29
Fluent外氣動模擬的實例教程
不過前處理方面要依賴Fluent Meshing，而且仍然是基于傳統(tǒng)有限體積法的外氣動分析。一般應(yīng)對復(fù)雜大模型的外氣動分析，如果有條件，最合適的選擇可能還是LBM方法。
1 引言
Fluent Meshing中的Fault Tolerant流程為模擬復(fù)雜模型外氣動帶來了一定的便捷。本文以一架縮比模型戰(zhàn)機為例說明 Fluent對于一個極端復(fù)雜模型的外氣動的仿真流程，僅供示例，部分參數(shù)的取值不具有實際工程意義，在工程中需按照實際情況合理設(shè)置網(wǎng)格、計算域和計算參數(shù)等。
2 前處理
原模型是一個極端復(fù)雜裝配體，部件繁多，而且許多面體沒有正確地實體化，逐個清理特征必然花費大量時間。在SpaceClaim中打開CAD模型，先框選機翼上的logo，用填充功能除去logo。
接下來使用收縮幾何功能，設(shè)置包面間隙為3mm，并勾選保留特征，特征角度閾值設(shè)置為12°。合適的包面間隙尺寸可能需要反復(fù)調(diào)試，以達到能夠保留自己所需要的特征的目的為準(zhǔn)。經(jīng)過外包面操作，獲得一個刻面化的外包面幾何。在Fluent的外氣動模擬前處理中，如遇到極端復(fù)雜的幾何，最好先在SpaceClaim中做這樣的預(yù)處理，因為有時Fluent Meshing對于極端復(fù)雜的臟幾何并不一定能處理，尤其是像本文中這樣有大片沒有實體化的模型。
如果后續(xù)對于主翼、垂尾、副翼、尾噴等部位有不同的網(wǎng)格局部加密要求，也可以提前在SpaceClaim中包圍這些部位分別創(chuàng)建BOI幾何并設(shè)置Name Selection。這里不做演示。
因為后續(xù)需要為戰(zhàn)機設(shè)置外流場的Enclosure，保存為scdoc文件并導(dǎo)入Fluent Meshing的Fault-Tolerant流程中。在導(dǎo)入幾何時，Advanced option中可以選擇進行再次刻面，并設(shè)置刻面尺寸大小、特征角等。
在幾何描述階段，F(xiàn)low Type選擇繞物體的外流場。
展開 具體介紹詳見White Paper：《ANSYS Fluent Mosaic Technology Automatically Combines Disparate Meshes with Polyhedral Elements for Fast, Accurate Flow Resolution》
-Ansys獨家專利
任務(wù)面板
任務(wù)狀態(tài)
增加額外任務(wù)
流程任務(wù)重新定義
-所有的任務(wù)都可以使用“Revert and Edit”重新編輯
-輕松應(yīng)對上游輸入變更
附加TUI腳本：Custom Journal Task
-密閉幾何流程支持在標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)流程中添加自定義的腳本(Fluent Meshing TUI command)
-可以適用更加復(fù)雜的任務(wù)需求
網(wǎng)格模板保存
-將最優(yōu)化設(shè)置保存為模板以供復(fù)用
整車外氣動分析網(wǎng)格生成流程詳解(FTM)-Fault-tolerant mesh workflow
背景介紹
技術(shù)需求：
-汽車整車的外氣動性能優(yōu)化是設(shè)計階段必備環(huán)節(jié)
-整車零部件繁多，幾何尺度差異較大；模型缺陷較多
-實體模型與集總參數(shù)模型(HX)共存
-包含靜止與轉(zhuǎn)動區(qū)域-輪胎，風(fēng)扇等
展開 整車外氣動分析
排氣系統(tǒng)散熱分析
汽車涉水分析
綜上所述，全新體驗的Fluent meshing憑借其強大的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成能力，可對汽車整車空氣動力學(xué)和熱管理分析在前處理過程的特定需求提供支持，通過采用更易于自動執(zhí)行和設(shè)置的流程化網(wǎng)格生成模塊：Fault-tolerant mesh (FTM)，配合穩(wěn)健和高效的Fluent 求解器，實現(xiàn)在統(tǒng)一界面環(huán)境下完成整車空氣動力學(xué)和熱管理分析。
時間
2022年6月9日（周四）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
張理想|Ansys
Ansys高級應(yīng)用工程師，西北工業(yè)大學(xué)流體力學(xué)碩士學(xué)位，長期從事 CFD工具應(yīng)用和飛行器外氣動方面的技術(shù)支持及工程咨詢項目，具有10年以上流體仿真經(jīng)驗，2016年加入Ansys，目前主要負(fù)責(zé)Ansys 旗下FLUENT、Fensap等產(chǎn)品的技術(shù)推廣、行業(yè)解決方案推廣等工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/XSM1myGi?source=jishulink
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Fluent外氣動模擬的最新內(nèi)容
Fluent Meshing簡介
-集成于FLUENT操作環(huán)境中(Meshing Mode)
-基于TGRID 發(fā)展完善
-包含從CAD導(dǎo)入到體網(wǎng)格生成的完整流程
-兩套工作環(huán)境：基于樹狀列表Outline based-(舊工作流程) 、基于流程(模板）Workflow based
之前說明了如何用Fluent經(jīng)典流程處理戰(zhàn)機的外氣動問題（詳見Fluent戰(zhàn)機外氣動模擬流程）。但同樣的縮比戰(zhàn)機模型，如果需要改變飛行攻角、馬赫數(shù)以及飛行高度（飛行高度決定了外流場的靜壓、靜溫邊界條件）等參數(shù)來進行對比研究，F(xiàn)luent經(jīng)典流程功能處理起來就顯得麻煩。此時可考慮用Fluent Aero來進行類似的改變參數(shù)的對比仿真研究。
在Fluent的外氣動模擬前處理中，如遇到極端復(fù)雜的幾何，最好先在SpaceClaim中做這樣的預(yù)處理，因為有時Fluent Meshing對于極端復(fù)雜的臟幾何并不一定能處理，尤其是像本文中這樣有大片沒有實體化的模型。
內(nèi)容簡介
Ansys Fluent Dynamic Adaption是基于計算結(jié)果的網(wǎng)格自適應(yīng)加密功能）可基于幾何和計算數(shù)值解對網(wǎng)格進行細化和/或粗化。與結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相比，減少了設(shè)置時間、提高了計算效率。
1、研究背景及意義
氣流經(jīng)過行駛的汽車，在汽車周圍形成很復(fù)雜的外流場結(jié)構(gòu)，尤其會出現(xiàn)氣流的分離附著和復(fù)雜渦結(jié)構(gòu)等流體現(xiàn)象。而這些外部的客觀現(xiàn)象實則是汽車空氣動力學(xué)特性以及流體氣動機理和規(guī)律的反應(yīng)。研究汽車空氣動力學(xué)特性對于進行車身外觀改型設(shè)計和提高汽車性能指標(biāo)來說具有重要的理論依據(jù)和現(xiàn)實意義。研究汽車外流場中的氣流分離以及湍流渦結(jié)構(gòu)等復(fù)雜現(xiàn)象是揭示其內(nèi)在機理和規(guī)律的重要環(huán)節(jié)
在飛行器外氣動數(shù)值模擬計算中，網(wǎng)格質(zhì)量對計算結(jié)果有著至關(guān)重要的影響，特別是航空航天飛行器外氣動計算流體力學(xué)問題所涉及的復(fù)雜流場（如激波、流動分離等）必須采用非常密的高質(zhì)量網(wǎng)格才能達到計算精度要求。高質(zhì)量網(wǎng)格是高精度分析結(jié)果的保證，質(zhì)量不好或者差的網(wǎng)格，則可能會導(dǎo)致計算無法完成或者得到毫無意義的結(jié)果。
通常，飛行器外氣動數(shù)值模擬計算對網(wǎng)格有以下兩方面的特殊要求
對于一名CFD分析工程師來說，要想獲得高精度的分析結(jié)果就意味著需要花費較多的時間和精力來進行幾何模型清理和網(wǎng)格準(zhǔn)備工作，Ansys通過持續(xù)改善產(chǎn)品功能，助力分析流程加速。目前Ansys旗下針對通用流體分析的網(wǎng)格生成工具主要有：ICEM CFD、Workbench Meshing、Fluent Meshing (FM)、SpaceClaim Interactive Meshing
