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關(guān)鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計算流體力學(xué)，流場特性利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)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(biāo)為速度分布和湍動能分布。以某一確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的圓柱繞流為例進(jìn)行以下數(shù)值模擬流程介紹。

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(yàn)證模型。通過對該案例的學(xué)習(xí)，后續(xù)可以通過該方法對各類航空航天、船舶等領(lǐng)域的氣動噪聲展開預(yù)報。

但是PINN模型的訓(xùn)練較為耗時，未來需要開發(fā)更高效的算法來解決訓(xùn)練耗時長的問題。 研究方法 二維非定常不可壓圓柱繞流問題描述 二維非定常不可壓縮圓柱繞流是一種典型的非定常不可壓縮流體現(xiàn)象，包含了流動邊界層、流動分離、逆壓梯度、粘性耗散等典型的流動現(xiàn)象，常常被用來驗(yàn)證數(shù)值求解算法。

這里以建立圓柱繞流網(wǎng)格為例，來說明網(wǎng)格建立時遇到的問題，以及如何解決。圓柱直徑為10mm。建立圓柱繞流網(wǎng)格時，第一個遇到的問題就是網(wǎng)格類型，由于圓柱繞流存在周期性脫離的漩渦，而漩渦的方向未知，因此這里選擇非結(jié)構(gòu)多面體網(wǎng)格。

效果圓柱繞流設(shè)定圓柱半徑為0.05m，流體介質(zhì)為空氣，來流速度100m/s。得到繞流結(jié)果如下，可以看出自研求解器結(jié)果和Fluent結(jié)果基本是吻合的，這也標(biāo)志著自研求解器結(jié)果具備了一定的實(shí)用性。自研求解器結(jié)果FLUENT結(jié)果翼型繞流NACA 0012翼型，弦長1m，流體介質(zhì)為空氣，來流速度100m/s。

γ= 0.8 時內(nèi)外筒邊界附近與精確解存在偏差，可能是該情況下解析流體的格點(diǎn)數(shù)量較少，邊界對周邊流場產(chǎn)生了擾動。圖 4 b = 3 時，基于改進(jìn)權(quán)重函數(shù)得出的不同γ下預(yù)測速度與精確解對比振動圓柱繞流圖 5 展示了動態(tài)穩(wěn)定后圓柱運(yùn)動到最下端的渦量場，圖 5（b、c）中的尾渦分布較為均勻和規(guī)則。

此時中心點(diǎn)和軸線方向即為變形后所有節(jié)點(diǎn)的理想圓柱中心線；操作方法：首先，需要利用APDL后處理命令，在仿真模型計算后，提取待評估圓柱面的幾何信息和變形信息。1、 在named Selection中選擇要評估的圓柱面，并命名為cyFace1、cyFace2、cyFace3…等。每個圓柱面單獨(dú)命名。

不同組的多面體及界面層在CAD內(nèi)進(jìn)行了分圖層繪圖，方便批量管理。 插件可設(shè)置多面體之間的最小間距參數(shù)，同時可控制多面體的最小邊長，在幾何建模時有效的排除模型中的小邊，從而使模型在導(dǎo)入有限元軟件后更兼容網(wǎng)格劃分。

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圖1 仿真后處理，是將ANSYS Fluent計算完成后的結(jié)果進(jìn)行展示和交流的有效手段。ANSYS Workbench平臺下的CFD-Post模塊功能全面，操作性強(qiáng)，非常適合用于Fluent計算結(jié)果的后處理。CFD-Post后處理的基本流程是：確定位置à通過變量/表達(dá)式提取數(shù)據(jù)à在給定位置生成數(shù)據(jù)。 因此對于后處理而言，“位置”的概念是非常重要的。

VIM案例：復(fù)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(jī)構(gòu)運(yùn)動MotionSolve的濕表面必須是剛體，其余部分可以是柔性體，分析結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變。

不同截面纜索受到的海流阻力可簡化為經(jīng)典的圓柱繞流模型，且海流可看作是一種穩(wěn)定的平面流動，單位長度上纜索受到的海流力[5]可表示為式（1）和式（2）中：fD為圓柱形纜索單位長度上受到的法向海流力，又稱阻力；fDf為圓柱形纜索單位長度上受到的切向海流力，又稱摩擦力；CD為法向阻力系數(shù)；Cf為切向阻力系數(shù)；vc為法向相對海流速度；vf為切向相對海流速度；ρW為海水密度；D為圓柱形纜索的直徑。

插件可對不同部件進(jìn)分圖層繪制，方便批量操作。 插件可實(shí)現(xiàn)中空圓柱狀圓環(huán)部件的模擬，如材料內(nèi)部缺陷、復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)材料等。 插件生成的CAD模型可導(dǎo)入其他有限元軟件進(jìn)行建模，如在comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件內(nèi)用于混凝土細(xì)觀力學(xué)分析、圓柱試件受力模型、內(nèi)部缺陷分析、多孔介質(zhì)滲流模擬、顆粒導(dǎo)電分析等。

【f'luet深度學(xué)習(xí)驅(qū)動流體力學(xué)專題】Python編程偽譜法求解NS方程方腔流、圓柱繞流、小球入水的Fluent求解流程梯度下降算法的Python實(shí)現(xiàn)二階函數(shù)極值問題的求解經(jīng)典模型實(shí)現(xiàn)流體超分辨深度學(xué)習(xí)模型實(shí)現(xiàn)流體的超分辨利用Neural ODE求解特定流體（多體問題）流體力學(xué)的拉格朗日算法流體力學(xué)的拉格朗日神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高精度格式求解可壓縮流體力學(xué)方程

BurboBank風(fēng)電廠樁基的湍流模擬結(jié)果BurboBank風(fēng)電廠樁基附近泥沙在5天內(nèi)的侵蝕和堆積情況，揭示了海床在5天內(nèi)的形態(tài)變化04 研究結(jié)論使用三維水動力在實(shí)驗(yàn)室尺度上模擬了一個圓柱體周圍的流動，對圓柱體繞流的測量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。盡管三維水動力無法達(dá)到與CFD求解器相同的精度，但它仍然可以捕捉并表現(xiàn)流體的關(guān)鍵特征。