6-水流冲击平板的流动——vof模型的应用

《6-水流冲击平板的流动——vof模型的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、水流冲击平板——VOF模型的应用问题：水流冲击竖直放置的平板，如图所示。已知水流的流量和水管的直径，求平板所受到的冲击力。dRVDbL已知：d20mm,V1m/s,b50mm,L100mm,D100mm。第一步启动Gambit第二步建立流动区域分析：这是一个轴对称流动，可以建立一个对称面作为流域进行模拟计算。流动区域设置如图9-2-3所示，其中AH为对称轴，BC为管壁，EF为圆形平板。经AB边界流入的水流冲击EF圆形平板。初始时除管道ABCD内部充满水外，其它区域均为静止的空气。由于计算收敛的原因，常将外部边界IJ设置为固壁，但要求IJ边界距离主流区域较远。1、创建关键点操作：

2、GEOMETRYVERTEXCREATEVERTEXABCDEFGHIJx0050501501503003000300y010100050500300300232、用这些点连成直线操作：GEOMETRYEDGECREATEEDGE注意：线段是有方向的，由先选的点指向后选的点，这在后面划分网格时有用。243、由线段创建面这样就创建了由ABCDA所围成的面，组成面的线段由黄色变成了天兰色。采用相同的操作方法，分别创建其它三个面。注意：如果要为这个面取个名字，可在Label右侧空白区域输入名字。本例未取名字，系统默认为face.1，后边的面依次取名face.2，face.3等。第三步创

3、建流域的网格1、创建线段网格操作：MESHEDGEMESHEDGES（1）点击Edges右侧黄色区域；（2）按住Shift键点击AB线段；（3）在下方Spacing下面空白区右侧选择Intervalcount（网格内部数量），并输入4；（4）保留其它默认设置，点击Apply按钮，点击Close。此时将AB线段划分为网格数为4的等距离网格。2、对ABCDA和EFGHE面划分结构化网格操作：MESHFACEMESHFACES（1）点击Faces右侧黄色区域；25（2）按住Shift键点击组成面的任一线段，此时线段变为红色；（3）在Elements（单元）项选择Quad（四边形）；（4

4、）在Type（网格类型）项选择Map（结构化网格）；（5）在Spacing项选择Intervalsize（网格间距），并输入5；（6）保留其它默认设置，点击Apply按钮。照此方法，设置Intervalsize为10，其它不变，对EFGHE面划分网格。此时网格如图9-2-11所示。3、对其他面划分非结构化网格操作：MESHFACEMESHFACES图9-2-13流域内网格划分结果第四步设置边界类型下面对流域的边界进行边界类型的设置。操作：ZONESSPECIFYBOUNDARYTYPES26第五步输出网格文件1、为Fluent输出网格文件2、退出Gambit并保存文件第六步启动Fl

5、uent，进行网格操作1、启动Fluent2、读入网格文件注意：此时fluent给出的提示信息如图9-2-19所示，意为由于设置了AXIS边界，需要在fluent中进行相应的设置，如轴对称问题等。3、网格检查4、网格信息5、确定长度单位(mm)第七步若干定义1、确定求解器操作：DefineModelsSolver…打开求解器设置对话框如图9-2-23所示。（1）在Space项选择Axisymmetric（轴对称）；（2）保留其它默认设置，点击OK按钮。272、确定多相流模型操作：DefineModelsMultiphase…打开多相流设置对话框如图所示。（1）在Model项选择V

6、olumeofFluid（VOF模型）；（2）在VOFScheme项选择Geo-Reconstruct（几何重构）；（3）CourantNumber（科朗数）取默认的0.25；（4）NumberofPhases（相数）取默认的2（两相流动）；（5）保留其它默认设置，点击OK按钮。注意：本问题是水流流向空气，并冲击平板，水流的流动必然引起周围空气的流动，故为气液两相流问题。3、确定紊流模型VD10.02射流多为紊流流动，且水流的出口雷诺数为Re200002000，故610为紊流流动，必须对模拟计算选择合适的紊流模型。操作：DefineModelsViscous…打开紊流模

7、型设置对话框如图9-2-25所示。（1）在Model项选择k-epsilon[2eqn]；（k-ε紊流模型）（2）在k-epsilonModel项选择Standard（标准的紊流模型）；（3）在Nera-WallTreatment项选择StandardWallFunctions（标准壁面函数）；（4）选择默认的模型常数（ModelConstants）；（5）保留其它默认设置，点击OK按钮。284、确定材料属性系统默认工作流体为空气，