Fluent仿真案例-同心圆转子和定子之间层流流场
一、案例概况本案例建立两同心圆柱间的稳态层流模型。流动是由内筒以恒定的角速度旋转而引起的，而外筒保持静止。由于周期性，只需要对域的一部分进行建模。在目前的模拟中，区域的一半被建模，如下图所示。两同心圆之间填充空气，密度为1kg/m3，粘度为0.0002kg/m-s。内圆半径为17.8mm，外圆半径为46.28mm。内筒转子恒定的角速度为1rad/s。二、验证目标不同截面上（距离同心轴不同半径位置）的切向速度。比较模拟结果和测试值。三、计算文件本案例输入文件，在文末有下载链接，在ANSYSWorkbench2020R1及以上版本中打开即可。四、仿真设置在Workbench中启动Fluent软件，选择2D，单核求解即可。导入网格，如下图所示。求解器类型选择Pressure-Based，稳态求解。湍流模型选择Laminar层流。修改空气材料属性参数如下。边界条件设置。名称为“periodic”边界类型设置为periodic，旋转类型选择Rotational。名称为“innerwall”边界类型设置为wall，给定旋转速度1rad/s。名称为“outerwall”边界类型设置为wall，给定旋转速度0rad/s。求解方法设置如下。松弛因子设置如下。收敛控制，取消收敛监控。采用标准初始化。迭代计算150步。计算残差曲线如下。创建离同心轴不同半径的截面，为后处理进行统计。Type选择Circle。X0和y0坐标设置为同心轴坐标，r设置为0.02，命名为“radial-coordinate=20mm”。类似操作，创建r=25mm、30mm、35mm和42mm的圆弧曲面。创建的5个圆弧曲面，在Fluent中进行显示，位置如下图的红色线。统计上面创建的5个曲面的TangentialVelocity变量，并和和文献数据对比如下。参考文献：F.M.White.ViscousFluidFlow.Section3-2.3.McGraw-HillBookCo.,Inc..NewYork,NY.1991.TangentialVelocityatTarget,m/sANSYSFluent,m/sr=20mm0.01510.0151r=25mm0.01050.0105r=30mm0.00720.0072r=35mm0.00460.0045来源：CFD饭圈
