Fluent-卡门涡街算例流程.ppt

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1、卡门涡街算例流程动机自然界几乎所有流动都是瞬态的下列情况可以近似为稳态:忽略瞬态的脉动引入整体的时间平均来消除瞬态影响CFD中使用稳态方法的好处是更少的计算资源更容易后处理和分析许多应用要求使用瞬态求解:气动（飞机、机车等）–涡脱落旋转机械–动静干涉，失速，喘振,多相流–自由液面，气泡动力学变形域–内燃机燃烧，投放瞬态换热–瞬态加热或冷却瞬态流动的根源自然发生的瞬态流动由于流体中不稳定性的增长或者非平衡的初场引发的瞬态流动例如：自然对流，湍流涡，流动波（重力波、激波）强迫瞬态流动时间平均的边界条件，源项引起的瞬态流动例子：喷嘴的脉冲，旋转机械的动静干涉Kelvin-He

2、lmholtzCloudInstabilityBuoyantBoxFallingIntoaPoolofWater瞬态CFD分析模拟指定时间内的瞬态流场可以通过以下方法求解:稳态解–流场不再随时间变化时间周期解–流场形态随时间脉动重复出现目标可以简化为分析预定时间间隔的流动自由表面流移动的激波……抽取关心的变量特征频率（如：斯德鲁哈尔数）时间平均或/RMS值时间相关的参数（如，热固体的冷却时间，污染物的停留时间）特殊数据（快速傅立叶变换）瞬态流动模拟流程激活瞬态求解器设置物理模型和边界条件允许设置瞬态边界条件——UDF或分布文件指定初场最好用有物理意义的初场，如稳态流场求

3、解器设置，监测设置设置动画和数据输出选择选择时间步和最大迭代次数设定时间步数计算激活瞬态求解器在General菜单下选择Transient按钮:开始执行迭代前，需要设置附加的控制求解器设置动画数据输出/自动保存选项选择瞬态时间步长在RunCalculation菜单中设置时间步长，tt必须小到能解析和时间相关的特征。确定每个时间步的最大迭代步内能收敛时间步大致可按照下面公式估计:也可以选择能解析流动特征的时间步（在指定脉动周期的情况下）指定零时间步时迭代，求解器会仅仅在当前时间步下收敛对许多瞬态流动，PISO格式有助于加速收敛瞬态模型选择自适应时间步长基于局部截断误差

4、自动调整时间步长可以通过UDF指定时间平均的统计在使用LES时需要使用在使用密度基求解器时，Courant数定义了:密度基显式求解器的全局时间步长密度基隐式求解器的伪时间步长真实时间步长仍然必须在迭代面板中定义瞬态流动模型–动画必须在计算前设置动画动画帧在计算中写出并存储创建动画的其他方法另外一个创建动画的方法是利用ExecuteCommands可以通过文本命令或宏定义在预定的迭代步或时间间隔，执行哪些操作这种方法在创建高质量的动画结果时有用定义生成动画帧（云图、矢量图等）并存储文件的命令.利用第三方软件把这些文件链接成动画文件（AVI,MPG,GIF,等）执行迭代最通

5、常的时间推进格式是迭代格式求解器在当前时间步收敛然后推进到下一个时间步当MaxIterations/TimeStep达到时，或者收敛标准满足时，时间推进到下一步各时间步依次收敛直至达到总时间步必须定义初始化设置流体域的初始质量和流场的初始状态非迭代时间推进法(NITA)可以用于更快速的计算时间收敛行为瞬态计算的残差图不一定能说明收敛下图显示了简单问题的瞬态计算残差图时间步长的选择应该使得在一个时间步内残差下降三个量级这将确保瞬态行为被解析瞬态模拟的技巧压力-速度耦合采用PISO格式，比标准SIMPLE格式更易收敛选择合适的时间步长以至每个时间步长内能收敛三个量级每个时间

6、步的迭代次数大约20次，减少时间步长比增加每步的迭代次数要好记住对瞬态问题，精确的初场和边界条件一样重要，初场一定要符合真实物理条件在计算前定义希望得到的动画卡门涡街算例总流程网格生成读入网格检查网格指定求解器类型设置湍流模型从材料库中调出材料设置计算域的介质属性指定边界条件求解设置，设置离散格式初始化求解后处理网格生成创建项目文件创建几何体初始化块（2Dor3D）创建parts、创建物质点网格生成——创建O-grid创建O-grid选择SplitBlock>OgridBlock选择所有块选择如图所示的Faces所有面位于几何体的平坦部分(SYMM,INLETOUTLE

7、T面)选择面自动选择临近的块屏幕混乱?使用F9切换到动态模式,重新摆正模型以便观察,在使用F9切换回选择模式单击鼠标中键并Apply网格生成——建立关联关联线O-grid部分线关联其余边界线关联注意：边线未关联无法导出，关联时最好是单独关联关联线时投影点网格生成——确定网格尺寸划分线网尺寸调整其他线尺寸根据几何体尺寸来确定网格尺寸网格生成——查看网格质量网格生成——导出网格1.转换为非结构化求解器的网格2.导出网格根据模型维数选择2D或3D读入网格检查网格查看网格尺寸、指定求解器类型指定求解器类型尺寸调整从材料库中调出材料设置计算域的介质