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wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p><strong>1.2 Fluent邊界條件</strong></p><p><br></p><p>Fluent邊界條件類型非常非常豐富，僅僅針對進(jìn)出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。

Ansys Fluent中的操作條件（Operating Conditions）并不在左側(cè)結(jié)構(gòu)樹中進(jìn)行設(shè)置，是很多用戶容易忽略的一個地方，而操作條件沒有設(shè)置好或者是理解不夠，會造成計算誤差變大、出現(xiàn)一些看似“奇怪”的結(jié)果。 在Ansys Fluent中Ribbon欄里，通過Define標(biāo)簽頁下的Operating Conditions中可以進(jìn)入設(shè)置。

拉伸操作時勾選“No Merge”選項，避免流體域與固體區(qū)域自動合并，確保后續(xù)邊界條件獨立設(shè)置。 右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區(qū)域，僅保留流體域。檢查流體域是否完全包裹風(fēng)機(jī)，避免干涉。關(guān)閉幾何處理模塊。 流體計算前處理2.

1.4邊界條件設(shè)定與旋轉(zhuǎn)模型選取 完成網(wǎng)格生成后需進(jìn)行邊界條件的設(shè)置。

之后需要給來流面zmax設(shè)置邊界條件。根據(jù)外氣動相關(guān)理論，有如下公式。其中p0、T0分別為來流上游的總壓、總溫。&gamma;為空氣絕熱指數(shù)，取1.4。M為馬赫數(shù)，這里假定馬赫數(shù)為0.7。通過公式求出靜壓p和靜溫T，即為來流面zmax的邊界條件。

具體網(wǎng)格劃分設(shè)置如下：4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置由于是MRF靜態(tài)求解問題，此處設(shè)置為穩(wěn)態(tài)計算模式。4.2 材料定義本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。4.3 模型設(shè)置采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區(qū)域進(jìn)行如下設(shè)置。使其實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。

當(dāng)孔隙率設(shè)置為0，那就不存在流動現(xiàn)象，就相當(dāng)于固態(tài)；而融化區(qū)域需要流動則設(shè)置一定的孔隙率，使液體融化流動現(xiàn)象較全液態(tài)有所區(qū)別。

具體的幾何模型與邊界條件如下所示： 靜止域幾何結(jié)構(gòu)如下圖所示，為長方體流體域 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：2.2 網(wǎng)格設(shè)置采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，除去層鋪區(qū)域，其他區(qū)域采用多面體網(wǎng)格劃分。

重疊網(wǎng)格區(qū)域為內(nèi)部圓柱區(qū)域。 撲翼機(jī)運(yùn)動翼型命名為naca，靜止區(qū)域命名為bird。4 Fluent Meshing 設(shè)置4.1 網(wǎng)格設(shè)置采用 SCDM 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，背景網(wǎng)格與前景網(wǎng)格皆采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。

流體區(qū)域網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3所示，平均網(wǎng)格質(zhì)量為0.926 853，數(shù)值越接近1，網(wǎng)格質(zhì)量越高，該網(wǎng)格質(zhì)量符合算例網(wǎng)格質(zhì)量要求。圖3 網(wǎng)格質(zhì)量 1.3 邊界條件設(shè)置設(shè)置適當(dāng)?shù)倪吔?em>條件，根據(jù)實際情況，設(shè)置旋轉(zhuǎn)牽引氣墊輥內(nèi)部和外部的邊界條件，包括入口速度、出口壓力等。將供應(yīng)商提供的風(fēng)機(jī)參數(shù)曲線如圖4所示轉(zhuǎn)化為輸入?yún)?shù)，完善入口處風(fēng)機(jī)設(shè)置，定義氣墊輥兩端入口。

wx_fmt=png"></p><p class="ql-align-center">圖2.基本參數(shù)設(shè)置部分界面</p><p>界條件。總概就是對模型進(jìn)行整體上的設(shè)置，如重力設(shè)置，穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)設(shè)置等；模型選擇第一篇文章已經(jīng)介紹過，此處不再贅述；材料屬性設(shè)置就是對流體或固體材料設(shè)置其密度、比熱等基本物性；邊界條件即流體進(jìn)口溫度速度，壁面溫度等。

UDF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語言邏輯5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):Domain: 在UDF中，Domain表示計算流體力學(xué)問題需要計算的空間區(qū)域，包括需要建立數(shù)值網(wǎng)格的幾何區(qū)域和這些區(qū)域的邊界條件。Domain包含大量的信息，如計算單元、網(wǎng)格數(shù)據(jù)等。Thread: Thread代表Fluent中的一個計算單元，可以是網(wǎng)格單元、邊界或面。

5.3 邊界條件設(shè)置 首先依據(jù)前文講述的幾何模型，按照下圖對邊界進(jìn)行設(shè)置。將地面設(shè)置為free-slip。 將運(yùn)動區(qū)域與外部靜止域之間的接觸面設(shè)置為交界面，具體設(shè)置如下： 速度入口設(shè)置為32m/s，具體設(shè)置如下圖： 5.3 邊界條件設(shè)置 首先導(dǎo)入編輯的udf 。

相應(yīng)的區(qū)域會在圖形界面中顯示。 CFD耦合設(shè)置：點擊CFD Coupling，下方的Coupling Mode下拉列表中選擇1-Way：Constant（Fluid-Particle），這便是穩(wěn)態(tài)流場單向耦合離散元的方式。此時自動彈出一個文件選擇的對話框，選擇之前由Fluent導(dǎo)出的.f2r文件即可。

2 SCDM 設(shè)置2.1 導(dǎo)入幾何與Fluent 動網(wǎng)格+高鐵制動盤制動過程仿真(一)一致，因此不做過多闡述：固體域區(qū)域需要注意，各部分命名如下圖：2.2 網(wǎng)格設(shè)置采用Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，增加固體域網(wǎng)格劃分，不做過多闡述：3 FLUENT 設(shè)置3.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入

由于分布槽整體較長，且在長度方向上存在周期性，考慮到本模擬涉及到兩相流模型，且為瞬態(tài)計算，計算量較大，因此選取了分布槽有周期性的一節(jié)如下圖2所示，并將該節(jié)兩端設(shè)置為周期性邊界條件。這種設(shè)置既可以減小計算量，又不會影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

該位置垂直于出口平面的梯度很大，可以預(yù)料到該邊界對上游流場影響較大，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充分發(fā)展的區(qū)域。在此位置，Outflow邊界條件完全符合。四、使用設(shè)置文章來源：水木制造

&nbsp;計算域保持默認(rèn)，所謂計算域，是指計算的區(qū)域，我們這里只計算了流體區(qū)域，沒有固體區(qū)沒有計算，因此不必設(shè)置。如果需要計算圓柱的溫度分布，此時需要設(shè)置計算域，對應(yīng)的模型需要改變。邊界條件設(shè)置，很容易理解，其中將sym1和sym2設(shè)置為symmetry，是怕設(shè)置成wall，壁面無滑移會對渦的流動產(chǎn)生影響。

具體網(wǎng)格劃分設(shè)置如下：4 FLUENT 設(shè)置4.1 General設(shè)置由于是MRF靜態(tài)求解問題，此處設(shè)置為穩(wěn)態(tài)計算模式。4.2 材料定義本案例模擬螺旋槳的水動力性能，因此選擇的材料為水。4.3 模型設(shè)置采用k-w SST 湍流模型。將螺旋槳所在的區(qū)域進(jìn)行如下設(shè)置。使其實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能。