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垂直軸立風機是一種新型風力發電機，其特點是風輪軸線與風向垂直，與傳統的水平軸風力發電機相比，具有結構簡單、啟動風速低、噪音小、適用于復雜風場等優點。本案例利用Fluent中的6DOF模型與滑移網格，對垂直軸風力機被動旋轉展開了相關仿真計算，本案例僅進行了簡單的教學演示，依據該案例的設置方法，后續可以對不同的垂直軸風力機展開更為精準復雜的仿真計算。

，正的軸向速率是沿旋轉軸向量方向，正的切向速率是基于旋轉軸正向的右手法則規定。

</p><p>Abaqus在創建part時，可以方便的選擇Axisymmetric進行軸對稱建模，在打開的草圖界面有一根固定的旋轉軸，所畫的平面圖會默認為圍繞旋轉軸構成一個實體。

確保扇區的兩個邊界（起始面和終止面）與旋轉對稱軸形成的角度為 360°/n（n 為葉片總數）。例如，對于 6 葉片風扇，單個扇區角度為 60°。 定義坐標系，在 DM 中創建全局坐標系，確保 Z 軸與旋轉對稱軸重合（即葉片繞 Z 軸旋轉）。 2.

模型關于xy平面對稱，為減少計算網格數量，在抽取流體域之后取1/2模型為計算區域。同時在料滾周圍創建一個圓柱作為MRF(Multi-Reference Frame)方法的空氣旋轉域和靜止域的邊界，后續將在旋轉域中使用一個轉速為52rpm的旋轉坐標系。最后將旋轉與和靜止域之間進行共享拓撲，確保網格共節點。

4.載荷和邊界條件本例中采用的均是對稱模型進行分析。材料力學的受力分析中假設對稱面上的變形均是滿足對稱結構在對稱載荷下變形亦是對稱的原理。因此，在本例中，對稱面處節點應施加對稱邊界條件（約束對稱面法向位移和兩個剪切方向的旋轉自由度）。在定義不同對稱面的邊界條件時需要考慮到引用多個坐標系帶來的求解問題。

3.Fluent設置 選擇"Cell Zone Conditions -> Edit"。 rame Motion，設定正確的旋轉軸"Rotation-Axis Direction"。 模型的旋轉軸為X，在X方向上設定1，Y軸Z軸為0。

按下圖設定旋轉域的角速度，FLUENT角速度的方向采用右手定則。本案例設置的旋轉軸為+z，角速度為負值，實際上旋轉軸為-Z，根據右手定則，表示的旋轉方向如圖所示。 螺旋槳的壁面設定為運動壁面，運動參數設置如下，表示螺旋槳和動域一起旋轉。 其他面設置為自由滑移壁面，也可設置為對稱邊界。

整體幾何結構如下圖:撲翼機翼型采用NACA0012，具體的幾何結構如下圖，x軸正向為壓力出口，負軸位速度入口，撲翼機表面為壁面，其余面位對稱面。

非軸對稱零件應考慮如下： ——如果慣性可以忽略不計，請基于此零件創建非旋轉零部件。陀螺效應將不予考慮。 ——如果慣性不可忽略，請刪除零件并創建等效的軸對稱幾何體，以便包括其陀螺效應。最簡單的方法是在旋轉速度軸上添加一個點質量。點質量特性基于零件質量和慣性。垂直于旋轉速度軸的兩個旋轉角必須相等，以保證軸對稱性。

將“類型”設置為圓柱形，“原點”依據本人的設置參考進行，本案例依據全局坐標系進行參考，由于該案例的循環對稱軸心穿過全局坐標系原點，便直接將“原點X”、“原點Y”、“原點Z”均設置為0。調整主軸朝向，使得柱坐標系的旋轉軸與循環對稱的旋轉軸重合，旋轉方向與循環對稱的旋轉方向一致。此處設置主軸Z依據全局Y軸進行定義，主軸Y保持默認。界面操作如圖 10所示。

4.2 材料設置此處選擇water進行計算，相關設置如下如所示：4.3 MRF設置此處對葉輪旋轉區域進行MRF設置，相關設置如下如所示，轉速為125.6rad/s，旋轉軸為z軸：4.4 邊界條件設置根據SCDM設置中的介紹，對各個邊界條件進行設置，各邊界條件的設置如下：對紅框區域的壁面進一步進行移動壁面設置，具體的設置如下：4.5 初始化設置

輪胎幾何結構幾乎是軸對稱結構（胎面花紋塊除外），因此輪胎模擬通常從二維軸對稱分析開始。初始分析（例如輪圈安裝和充氣分析）是在二維軸對稱輪胎模型上進行的。 在二維分析之后，將二維軸對稱輪胎模型擠出到三維模型中，并繼續對三維模型進行進一步分析（如足跡和穩態滾動）。 輪胎性能模擬要求 成功的輪胎性能模擬需要以下步驟： &bull; 二維軸對稱輪胎模型，能夠處理因加固而產生的扭轉。

RBM設置，相關設置如下如所示，轉速為125.6rad/s，旋轉軸為z軸：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/d57bf103ee311e7ae0fc493fedcfcad1.png"></p><p><br></p><p><strong>4.4 邊界條件設置</strong

■ 如果將片段旋轉360/a次可得到完成的模型，允許任意形狀的片段■ 該功能可與全局網格重劃分功能一起使用， ■ 熱-機耦合分析中，溫度場也必須是循環對稱的■ 繞對稱軸的剛體轉動可自動消除掉■ 接觸體兩邊的網格不一定要對應圖4 循環對稱中的接觸體設置上圖中，不同顏色表示不同變形體，循環對稱問題中，左上、右上、左下的接觸體設置是允許的，右下設置是不允許的

該方式是另一種松弛方程的一種方式，即在收斂曲線不良好的情況下（穩態），可用Pseudo Transient提高收斂性；注：影響殘差收斂的因素不止是這一個算法格式，還有其他，如邊界條件，網格質量等等； 20.對于軸對稱模型，其旋轉軸位于X軸或X軸上方； 21.Fluent中速度入口設置欄里，Magnitude and Direction和Magnitude，Normal to Boundary

軸對稱殼單元 Abaqus中的軸對稱殼單元命名如下： 第一項： 應力/位移殼（S） 熱傳輸殼（DS） 第二項： 軸對稱（AX） 帶有非線性的軸對稱，非對稱變形（AXA） 第三項：插值階數 第四項： 可選：耦合溫度-位移（T），Fourier模態的數量（1，2，3，4） 例如，DSAX1是一個具有一階插值的軸對稱傳熱殼單元