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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(duì)進(jìn)出口邊界，Fluent就提供了12種邊界條件類型。

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)，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)。

2.2瞬態(tài)流場(chǎng)仿真邊界條件設(shè)定 聲場(chǎng)仿真過程中由于其 CFD 模型與流場(chǎng)極為相似因此不再另行建立模型，而是對(duì)原有流場(chǎng)模型的邊界條件進(jìn)行修改。由于噪聲特性的仿真屬于非定常計(jì)算，雖然同樣將旋轉(zhuǎn)流體域設(shè)為唯一的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，但是改用滑移網(wǎng)格模型對(duì)風(fēng)扇的動(dòng)葉片與靜止區(qū)域進(jìn)行耦合以保證瞬態(tài)計(jì)算的精確度。

瞬態(tài)計(jì)算設(shè)置</strong></p><p><br></p><p><strong>11.1 瞬態(tài)設(shè)置</strong></p><p><br></p><p>以穩(wěn)態(tài)計(jì)算的結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始條件。

具體的幾何模型與邊界條件如下所示：其中上方為入口邊界條件，下方為出口邊界條件。3 Fluent Meshing 設(shè)置3.1 網(wǎng)格設(shè)置采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。

<p>本案例利用Fluent中的滑移網(wǎng)格（RBM）模型，對(duì)離心泵性能問題進(jìn)行了瞬態(tài)仿真計(jì)算。該案例僅對(duì)離心泵的瞬態(tài)計(jì)算進(jìn)行了簡(jiǎn)單演示，其余的旋轉(zhuǎn)機(jī)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。本文的相關(guān)設(shè)置依托于<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?

具體的幾何模型與邊界條件如下所示：其中上方為入口邊界條件，下方為出口邊界條件。3 Fluent Meshing 設(shè)置3.1 網(wǎng)格設(shè)置采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。

由于是瞬態(tài)求解問題，此處設(shè)置為瞬態(tài)態(tài)計(jì)算模式。4.2 滑移條件設(shè)置其他的條件設(shè)置與Fluent MRF 旋轉(zhuǎn)機(jī)械（一）一致，因此相同的設(shè)置不再闡述，僅有內(nèi)部流場(chǎng)網(wǎng)格部分不一致。因此對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)網(wǎng)格進(jìn)行了重新設(shè)置。4.3 計(jì)算設(shè)置進(jìn)行初始化，以0.0001s的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。開啟阻力監(jiān)測(cè)，本案例阻力尚未達(dá)到穩(wěn)定，但已經(jīng)超過274N。

由于是瞬態(tài)求解問題，此處設(shè)置為瞬態(tài)態(tài)計(jì)算模式。4.2 邊界條件設(shè)置此處對(duì)邊界條件進(jìn)行設(shè)置，其中wall2與wall1為free slip。4.3 滑移條件設(shè)置具體設(shè)置可以參考Fluent 旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)計(jì)算（一）一致，因此相同的設(shè)置不再闡述，設(shè)置方法如下。4.4 計(jì)算設(shè)置進(jìn)行初始化，以0.0001s的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。

由于是瞬態(tài)求解問題，此處設(shè)置為瞬態(tài)態(tài)計(jì)算模式。4.2 邊界條件設(shè)置此處對(duì)邊界條件進(jìn)行設(shè)置，其中wall2與wall1為free slip。4.3 滑移條件設(shè)置具體設(shè)置可以參考Fluent 旋轉(zhuǎn)機(jī)械瞬態(tài)計(jì)算（一）一致，因此相同的設(shè)置不再闡述，設(shè)置方法如下。4.4 計(jì)算設(shè)置進(jìn)行初始化，以0.0001s的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。

由于本文涉及到NACA0012翼型運(yùn)動(dòng)，因此需要探討瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果，此處的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，勾選為瞬態(tài)計(jì)算。5.2 邊界條件設(shè)置由于本案例采用的計(jì)算模型為半模，對(duì)稱面命名為axi用于區(qū)分。

圖2 網(wǎng)格劃分示意圖 3.3 流動(dòng)仿真過程本仿真采取瞬態(tài)計(jì)算，模型涉及到兩相流的VOF算法，邊界條件采取速度入口及壓力出口，計(jì)算域?qū)ΨQ兩端采用周期性邊界條件，計(jì)算采用Simplec算法，時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為0.01 s。初始狀態(tài)為槽內(nèi)無任何混合油，計(jì)算域內(nèi)全部為空氣，當(dāng)混合油充滿分布槽，且溢出的混合油滴落并穩(wěn)定流出計(jì)算域時(shí)停止計(jì)算。

本案例利用Fluent 合成風(fēng)法對(duì)高速列車橫風(fēng)影響下的靜態(tài)氣動(dòng)特性展開仿真，主要是對(duì)比了幾種不同邊界條件的影響，確定更為合理的邊界條件，為后續(xù)的橫風(fēng)計(jì)算提供參考。對(duì)橫風(fēng)32m/s（風(fēng)向角90°）、行駛速度為300km/s的復(fù)興號(hào)展開仿真，該案例所用模型為假設(shè)模型，僅作計(jì)算設(shè)置參考。通過此案例后續(xù)可以對(duì)不同橫風(fēng)角度、不同模型、不同行駛速度等工況展開類似仿真計(jì)算。

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(duì)邊界進(jìn)行設(shè)置。將地面設(shè)置為free-slip。 將運(yùn)動(dòng)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 。

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(huì)對(duì)渦的流動(dòng)產(chǎn)生影響。</span></p><p> </p><p> <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">8.&nbsp;初始化有兩種，第一種是混合初始化，根據(jù)模型系統(tǒng)給一個(gè)初始值，第二種是從邊界條件中選擇初始值。

wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>3.5 其他方法</strong></p><p><br></p><p>收斂問題主要還是考經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于邊界條件的設(shè)置，求解器的設(shè)置等都會(huì)影響收斂，而且影響很大，但是這些都是和具體的問題有關(guān)。不同的求解器適用于不同的工況，以后我們會(huì)詳細(xì)說明。</p><p><br></p><p>初始化的值也能顯著影響計(jì)算的收斂速度。

例如邊界層處理以及六面體網(wǎng)格采用合適的算法，fluent中算法參數(shù)的選擇，合理的邊界條件設(shè)置。

3.6 邊界條件設(shè)置此處進(jìn)行邊界條件設(shè)置，上邊界設(shè)置為壓力出口，下邊界設(shè)置為速度進(jìn)口。前景網(wǎng)格外邊界設(shè)置為overset邊界。3.7 初始化設(shè)置首先進(jìn)行初始化設(shè)置，此處采用標(biāo)準(zhǔn)初始化，相2的體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為1。然后進(jìn)行局部初始化設(shè)置，局部初始化前對(duì)水域進(jìn)行網(wǎng)格標(biāo)記，標(biāo)記方式如下圖。標(biāo)記成功后進(jìn)行局部初始化的設(shè)置。

（Transient Thermal） 模擬隨時(shí)間變化的溫度響應(yīng)，支持變載荷、變邊界條件、熱慣性 可捕捉溫度動(dòng)態(tài)過程（如啟動(dòng) / 停機(jī)、熱沖擊）；支持非線性材料熱屬性；與瞬態(tài)結(jié)構(gòu)耦合方便 求解耗時(shí)長(zhǎng)、需精細(xì)時(shí)間步控制；對(duì)初始條件和網(wǎng)格質(zhì)量敏感 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、焊接熱影響區(qū)、脈沖加熱、自然對(duì)流瞬態(tài)過程