圓柱繞流
關注創建者：Ss… 創建時間：2017-02-27
圓柱繞流的視頻教程
417-三維圓柱繞流流場及噪聲仿真有聲解說視頻Workbench2020R1-FLUENT
本課適合哪些人學習： 1、圓柱繞流、卡門渦街研究人士 2、噪聲仿真人士 3、Workbench2020R1-SCDM-ICEM-FLUENT-CFD POST-TECPLOT2019_MATLAB2017軟件應用人士 對學員的幫助是什么： 1、圓柱繞流、卡門渦街仿真的基本原理和操作方法 2、噪聲仿真的基本方式 3、Workbench2020R1-SCDM-ICEM-FLUENT-CFD
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BabyJade-三維圓柱繞流-流固耦合（SCDM建模）
新建了一個Fluent仿真交流群，群號854167668，歡迎交流 本案例為照顧初學者，講解詳細，如有疑問，敬請留言 本視頻是三維圓柱繞流的流固耦合視頻，學習內容： 1、采用SCDM建模，包括模型的處理以及利用DM軟件進行邊界條件的定義 2、采用Fluent軟件對三維圓柱體的繞流流場進行模擬，得到流場的速度云圖、壓力云圖及矢量圖等 3、采用workbench對圓柱進行單向流固耦合分析，得到圓柱在流體作用下的應力應變等
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Fluent專家-流動-3 (圓柱繞流)
Fluent專家-流動-3 (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。
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圓柱繞流的實例教程
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了圓柱繞流過程的流場特性，以云圖方式顯示了其流場的速度分布和壓力分布。
在仿真過程中，首先建立圓柱繞流三維模型。為提高仿真精度，對模型進行了poly網格劃分。隨后設置仿真參數，包括流體密度、粘度等參數。采用SST k-omega模型來描述流體的流動特性。后續可以通過改變結構參數和操作參數對其進行更為細致的數值模擬，以進一步優化其流場分布效果，找到所需最優結構參數及操作參數。
建立幾何模型時對其進行適當的結構優化便于數值模擬過程，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0.2即可滿足一般仿真需求。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
初始速度分布如圖3所示，初始速度分布如圖4所示：
圖3初始速度分布
圖4初始壓力分布
流動2s時刻，速度、壓力及湍動能分布如圖5、圖6和圖7所示：
圖5流動2s時刻速度分布
圖6流動2s時刻壓力分布
圖7 流動2s時刻湍動能分布
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 基于LS-DYNA-ICFD法計算圓柱繞流特性 （經典流固耦合問題分析）
1、背景及意義
圓柱繞流問題是經典的流體力學問題。在流體力學的領域，圓柱繞流屬于一個經典問題和研究的熱點。圓柱繞流可以作為許多工程問題中的簡單模型進行模擬研究，進一步讓其在實際工作中發揮作用如：海底管道、大型煙囪、飛機機翼ｍ等，所以針對于圓柱繞流流動特性的分析的重要性不言而喻。在工業生產過程中，圓柱繞流問題也很常見，如海水海底輸油管道周圍的流動、熱交換器管束熔化的工作流體等。與此同時，針對所有可能產生流體繞流的設備，柱體下游的旋渦規律性的脫落，這些都會促使柱體產生多個方向的振動，增加柱體的
疲勞程度，嚴重時會損壞整個結構的穩定性，因此展開圓柱繞流流動特性的研究對實際工程具有重要的指導意義。
展開 摘要
圓柱低速定常繞流的流型只與Re數有關。在Re≤1時，流場中的慣性力與粘性力相比居次要地位，圓柱上下游的流線前后對稱，阻力系數近似與Re成反比(阻力系數為10~60)，此Re數范圍的繞流稱為斯托克斯區；隨著Re的增大，圓柱上下游的流線逐漸失去對稱性。
當Re>4時，沿圓柱表面流動的流體在到達圓柱頂點（90度）附近就離開了壁面，分離后的流體在圓柱下游形成一對固定不動的對稱漩渦（附著渦），渦內流體自成封閉回路而成為“死水區”（阻力系數2～4）；隨著Re的增大，死水區逐漸拉長圓柱前后流場的非對稱性逐漸明顯，此Re數范圍稱為對稱尾流區。Re>40以后，附著渦瓦解，圓柱下游流場不再是定常的，圓柱后緣上下兩側有渦周期性地輪流脫落，形成規則排列的渦陣，這種渦陣稱為卡門渦街；此Re數范圍稱為卡門渦街區（阻力系數1～2）。
Re>300以后，圓柱后的“渦街”逐漸失去規則性和周期性，但分離點（約82度）前圓柱壁面附近仍為層流邊界層，分離點后為層流尾流。當Re*>200000~400000時，層流邊界層隨時有可能轉涙為湍流，分離點后移至100度以后，湍流時繞流尾跡寬度減小，阻力系數驟減（從1減到0.2）。
2. 物理模型介紹
在一定條件下的來流繞過一些物體是，物體兩側會周期性地脫落處旋轉方向相反，并排列成有規則的雙列渦旋。為研究這一具有明顯流動特征的流動，現以ANSYS18.0作為計算平臺，并將圓柱作為繞流流動結構研究的物理模型進行研究。
本案例所模擬的是低雷諾數圓柱繞流。圖1是模型示意圖，模型中圓柱直徑10mm，計算域X*Y*Z為100mm*200mm*1mm。
展開 前言
圓柱繞流是流體力學中的一個經典問題。這是一個具有實際重要性的問題:橋墩、冷卻塔等都是我們所面對的圓柱繞流的典型例子。旋渦脫落是這類結構在高雷諾數范圍內流動時出現的一種重要現象，旋渦脫落的頻率和旋渦振動幅值的分析在該結構設計中起著重要的作用。在本教程中，使用OpenFOAM對圓柱周圍的層流進行了模擬，并對圓柱繞流的物理性質進行了評述。
模型簡化
圓柱體直徑為10mm，高10mm。
4 結論
在非定常CFD計算結果的基礎上采用Actran的聲類比方法來計算雙圓柱繞流的噪聲源，進而采用其有限元聲傳播計算程序計算外部聲場，通過與試驗中測得麥克風的聲壓級進行對比誤差小、精度高，Actran可用于預測模擬飛機起落架或機翼、汽車后視鏡或立柱、機車受電弓等復雜部件的繞流氣動噪聲問題，并為低噪聲設計提供優化指導意見。
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效果
圓柱繞流
設定圓柱半徑為0.05m，流體介質為空氣，來流速度100m/s。得到繞流結果如下，可以看出自研求解器結果和Fluent結果基本是吻合的，這也標志著自研求解器結果具備了一定的實用性。
自研求解器結果
FLUENT結果
翼型繞流
NACA 0012翼型，弦長1m，流體介質為空氣，來流速度100m/s。
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。通過對該案例的學習，后續可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領域的氣動噪聲展開預報。
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。
【f'luet深度學習驅動流體力學專題】
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通過靜止圓柱繞流、Taylor-Couette 流和振動圓柱繞流驗證該函數的有效性，表明改進的權重函數可作為一種合理的浸入運動邊界方案。
靜止圓柱繞流
為了驗證權重函數的修正效果，本文采用下述方法，基于不同 b 的權重函數驗證不同雷諾數下均勻來流靜止圓柱繞流問題，并與文獻的結果對比。求解區域如圖 1 所示。
2)CD的定義為
法向阻力主要是由拖曳過程中的壓差阻力引起的，其阻力系數很難通過理論分析計算，通常通過試驗獲得，本文參考二維圓柱繞流物體CD-Re關系曲線取值[6]進行計算。
VIM案例：復雜的圓柱繞流問題
AcuSolve輸出流體載荷，更新固體的位移，MotionSolve 接受流體載荷并求解固體速度/加速度/位移。
VIM案例：AcuSolve模擬水池晃動，耦合連桿機構運動
MotionSolve的濕表面必須是剛體，其余部分可以是柔性體，分析結構應力應變。
案例：MA與EMA的比較
這里以一個圓柱繞流案例，體網格1M，數學移動平均中N取4000，每4000個時間步做物理量數值平均，比較了MA與EMA的計算效率與存儲文件大小。供參考。
文章來源：STAR-CCM-Online
1. 摘要
能源、船舶、電力行業常見的載流管道，通常包含彎頭、三通、異徑、閥門等流動奇異處，當流體(液體、氣體)在管內流動時會形成湍流。從定性的角度分析可得，湍流自身含有的湍動能一部分作為管道結構振動的激勵作用在管壁上，引起管壁的振動以及向外輻射噪聲，另一部分能量將作為流動聲源在管內產生噪聲。流致噪聲在航海、航空領域受到高度的關注，它不僅造成飛機、直升機艙室乘員感觀和心理上的不適
，并與前人數值和實驗結果進行了對比，下圖為Re數為20和100時，圓柱繞流工況中，圓柱周圍流場速度x方向分量的分布情況計算結果。
