工业界CFD | 技术汇1：如何使用周期边界条件减少计算量？

4月前浏览3465

在工业设备的CFD流体仿真过程中，如果是相对简单的设备或管道件，一般计算资源都满足，直接全尺度真实尺寸建模既可。但有时要应对极为复杂的情况。例如机械设备、风机、电机、搅拌罐、换热器、燃烧器等等。

无疑，遇到复杂工业设备的仿真问题，除了简化掉无足轻重的细微结构件之外，对称和周期性边界条件在处理部分问题时能提供极大的帮助。但要注意，使用对称边界条件时，要考虑物理规律的对称性，只是几何模型对称，但物理规律不对称，是不可以用对称边界条件的，例如下面两种情况，左侧不可用对称边界，右侧就能用。

对称问题我们处理好几何模型就可以了，而对于周期性边界条件，我要汇总一下设置方法。

采用fluent软件进行计算（star ccm+和comsol的设置方法不熟），设置周期性边界条件方法主要有3个：

方法一，通过Ansys meshing软件，定义并划分周期性边界网格，在fluent中通过tui命令定义周期性。

方法二，通过fluentmeshing工作流workflow流程划分网格，在fluent中自动识别周期面。

方法三，通过fluentmeshing outline view划分网格，在fluent中自动识别周期面。

无论那种方式，都必须保持周期边界网格数量相同。

举例说明三种方法的设置步骤：

方法一 ansys meshing周期边界网格设置方法

1.1、启动workbench，新建fluid flow，右键geometry，打开space claim创建并定义几何模型，共享拓扑，保存；（建模过程不详述）

1.2、启动meshing，自动读入模型；

1.3、建立旋转坐标系；

1.4、打开fluent；可以看到scdm中创建的两个周期面sym1和sym2，只但边界类型默认为symmetry(或者wall)，记住它们的id分别为8和9。输入TUI命令：mesh/modify-zones/make-periodic，输入要设置的旋转周期面id，创建成功.（若创建失败，说明周期面网格数量可能不同，前面某个步骤设置可能有错误）