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本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)罐體晃動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了仿真計(jì)算。在罐體晃動(dòng)問(wèn)題中，一般需要定義區(qū)域速度。目前常用的定義方法有UDF與Fluent命名表達(dá)式兩種。本文主要對(duì)Flunet命名表達(dá)式的方法進(jìn)行仿真計(jì)算。采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將罐體晃動(dòng)進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算，這一部分以后再講。

本案例利用Fluent中的VOF模型，對(duì)罐體晃動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了仿真計(jì)算。具體的操作與上次推文的罐體晃動(dòng)（一）一致，只是不再采用命名表達(dá)式的方式進(jìn)行罐體晃動(dòng)仿真，而是通過(guò)UDF編譯，本推文主要對(duì)UDF的編譯和加載進(jìn)行了介紹。該方法的缺點(diǎn)就是無(wú)法進(jìn)行多工況的快速計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)則是在開(kāi)啟能量方程等模型時(shí)，能夠通過(guò)UDF統(tǒng)一編譯進(jìn)行處理，提高計(jì)算效率。

作者：楠胖來(lái)源：本文為楠流坊原創(chuàng)作品，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載 本教程演示了如何使用FLUENT自定義函數(shù)模擬儲(chǔ)罐液體晃動(dòng)現(xiàn)象。

圖8 體積振蕩力模塊下圖給出了汽車油箱的晃動(dòng)算例的幾何模型，該油箱通過(guò)隔板將油箱分為5個(gè)腔室。各腔室通過(guò)隔板上的孔洞相連。油箱的晃動(dòng)頻率為5 Hz，振幅為1.5 m，總計(jì)算時(shí)長(zhǎng)為2.5 s。通過(guò)該算例，可以分析隔板對(duì)燃油晃動(dòng)沖擊力的降低效果。 圖9 汽車油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)下面給出了上述油箱的燃油晃動(dòng)結(jié)果。

圖6 體積振蕩力模塊下圖給出了汽車油箱的晃動(dòng)算例的幾何模型，該油箱通過(guò)隔板將油箱分為5個(gè)腔室。各腔室通過(guò)隔板上的孔洞相連。油箱的晃動(dòng)頻率為5 Hz，振幅為1.5 m，總計(jì)算時(shí)長(zhǎng)為2.5 s。通過(guò)該算例，可以分析隔板對(duì)燃油晃動(dòng)沖擊力的降低效果。 圖7 汽車油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)下面給出了上述油箱的燃油晃動(dòng)結(jié)果。

應(yīng)用分析 DDPM+DEM模型 計(jì)算流化床反應(yīng)器內(nèi)的顆粒流動(dòng) ANSYSFLUENT模擬閃蒸噴嘴內(nèi)的閃蒸過(guò)程無(wú)擋板油箱 有擋板油箱模擬不同加速度條件下汽車油箱的晃動(dòng)情況 噴油嘴空化現(xiàn)象下載地址：ANSYS Fluent Customization Manual

STAR CCM+仿真操作 7 基于 STAR CCM+的燃?xì)廨啓C(jī)氣動(dòng)仿真分析 8 渦流破碎：煤粉燃燒 9 STARCCM+可壓縮流：氣輪機(jī)后處理 10 多相流：自適應(yīng)網(wǎng)格油箱晃動(dòng) 11 Ansys CFX仿真計(jì)算汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速

+Mechanical Acoustics的油箱晃動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)【27】Ansys流體仿真解決方案【28】Ansys結(jié)構(gòu)仿真解決方案【29】Ansys電子設(shè)計(jì)解決方案

此外還可以模擬管路注水、燃油系統(tǒng)油箱晃動(dòng)等場(chǎng)景。 圖 4.5精細(xì)化求解霧化問(wèn)題圖 4.6機(jī)翼油箱晃動(dòng)3.5 交通運(yùn)輸 以汽車油箱晃動(dòng)為例，在車輛行駛過(guò)程中，油箱內(nèi)的燃油會(huì)因車輛的顛簸、轉(zhuǎn)彎等運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生晃動(dòng)，這不僅會(huì)影響車輛的操控性能和燃油供應(yīng)系統(tǒng)的正常工作，還可能產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)等問(wèn)題。

</p><p>該應(yīng)用場(chǎng)景，可以拓展到汽車領(lǐng)域，模擬水箱，或者油箱的晃動(dòng)情況。</p><p>這些實(shí)際應(yīng)用工況與本文相比，技術(shù)上沒(méi)有太大的差異，僅有的差異是模型和載荷的復(fù)雜程度。</p><p><br></p><p>希望本文能為你帶來(lái)一些收獲，感謝閱讀！

同時(shí)fluent還專門提供了換熱器模型，當(dāng)你需要對(duì)換熱器進(jìn)行模擬時(shí)，可以打開(kāi)這個(gè)模型 fluent還可以模擬多相流，fluent提供了比較多的多相流模型，比如VOF模型（適用于分層流、自由面流動(dòng)、晃動(dòng)、大氣泡流動(dòng)、噴射衰竭表面張力預(yù)測(cè)等等）、混合模型（適用于氣泡流、粒子負(fù)載流、沉降及旋風(fēng)分離器）、歐拉多相流是比較復(fù)雜的流動(dòng)（適用于顆粒懸浮、流化床等）。

油箱晃動(dòng)：CFD仿真能夠模擬油箱內(nèi)燃油在不同工況下的復(fù)雜動(dòng)態(tài)行為，包括燃油的晃蕩、渦旋的形成與消散等，為油箱的設(shè)計(jì)提供直觀且精確的數(shù)據(jù)支持。利用VirtualFlow的LevelSet模型可以分析油箱結(jié)構(gòu)對(duì)燃油晃動(dòng)的影響，進(jìn)而對(duì)油箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如調(diào)整油箱的長(zhǎng)寬比、深度、隔板設(shè)置等，以降低燃油晃動(dòng)對(duì)飛機(jī)或汽車穩(wěn)定性的影響。

為解決這類問(wèn)題，油箱內(nèi)增加&ldquo;防浪&rdquo;部件是最有效的措施，&ldquo;防浪&rdquo;結(jié)構(gòu)就是在油箱內(nèi)部加入隔板，以達(dá)到減少燃油晃動(dòng)的效果，也就遏制了噪音的產(chǎn)生。

VOF模型的應(yīng)用例子包括分層流、自由表面流動(dòng)、灌注、晃動(dòng)、液體中大氣泡的流動(dòng)、水壩決堤時(shí)的水流等，以及求得任意氣液之間穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的相分界面。本文基于安世亞太自主研發(fā)的通用流體仿真軟件PERA SIM Fluid，對(duì)某款汽車油箱的瞬態(tài)加注過(guò)程進(jìn)行了研究。

對(duì)位移進(jìn)行多次求導(dǎo)，即可獲得加速度公式，具體公式如下： 詳情可以參考上篇文章Fluent VOF罐體晃動(dòng)（一）。3.3 材料設(shè)置 由于是對(duì)液艙晃蕩問(wèn)題展開(kāi)仿真，因此需要采用水和空氣兩種材料，因此需要添加以下材料。 柔性構(gòu)件則直接選擇默認(rèn)鋁材料，只需調(diào)整楊氏模量即可。3.4 模型設(shè)置 此處需要進(jìn)一步打開(kāi)VOF模型。

關(guān)鍵詞：FLUENT，油罐，VOF模型，計(jì)算流體力學(xué)，流體運(yùn)動(dòng)罐車緊急制動(dòng)或者減速過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)液體晃現(xiàn)象，液體晃動(dòng)會(huì)對(duì)罐壁產(chǎn)生沖擊載荷，容易影響其使用壽命，并且可能會(huì)存在安全問(wèn)題。對(duì)這類運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究有著重要的工程應(yīng)用意義。利用FLUENT軟件對(duì)油罐內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)精細(xì)的網(wǎng)格劃分和仿真設(shè)置，得到了其內(nèi)部流場(chǎng)的速度分布、壓力分布和相分布。

控油口與壓力控制腔連通，故控制口壓力沒(méi)有定值，隨著電磁閥的工作狀態(tài)而改變；回油口與油箱連通，出油口壓力為0.3MPa。當(dāng)線圈繞組斷電時(shí)，在彈簧力及液動(dòng)力作用下推動(dòng)序號(hào)12，序號(hào)8和序號(hào)5一起向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到序號(hào)5的端面與序號(hào)2的孔底端面貼合時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)進(jìn)油口與控制口相通，油液通過(guò)進(jìn)油口和控制口流入控制腔，回油口與油箱連通，如圖一所示。