【CFD小贴士】y+计算、边界层层数及厚度如何确定？

概述 案例仿真湍流空气通过包括一个钢制探头圆柱测试室，将启用一个结构模型，以模拟探针由于流体流动而产生的变形。假定变形量足够小，可以将该问题建模为单向流固耦合(FSI)模拟;也就是说，流体的流动会影响结构的变形，反之则不会。 由于在Fluent中执行所有的结构计算(而不是使用单独的结构模块)，我们称它为“内置FSI”。这种小变形的单向流固耦合应用也非常多，例如小型固定翼无人机的外气动对结构小变形的影响等。 案例描述： 利用问题的对称性，采用半模计算。圆柱形测试室长20厘米，直径10厘米。湍流空气以100m /s的速度进入腔室，绕着钢制探头流动，然后通过一个压力出口流出。 本教程演示了内容: 运行 journal日志文件，在没有结构计算的情况下完成初始流体流动模拟。启用结构模型。定义结构材料的属性，固体单元区，以及相关的边界条件。关闭流动和湍流方程。完成一个单向FSI模拟。后处理固体区的变形。1开启fluent，运行journal文件开启fluent，如下图所示读入日志文件journal文件内容journal文件最后显示速度云图，如下所示。重新显示2开启结构模型启用结构模型之前，确认已经定义了固体单元区。启用线弹性结构模型。该模型能够对固体单元区进行结构计算，这样内部载荷与节点位移成线性比例，并且结构刚度矩阵保持恒定。注：线性弹性结构模型仅适用于应力载荷不超过固体材料屈服强度的情况。因此，内置FSI模型的限制还是很多的。例如：目前结合动网格、嵌套网格都无法使用。3定义材料属性通过复 制 从ANSYS Fluent材料数据库，将steel添加到固体材料列表4定义固体区域赋予钢制探针材料属性5定义边界条件确保每一个紧挨着固体区域的壁面被正确定义设置solid-top边界条件，solid-top位于探头连接到测试室顶部的位置。定义为固定(没有位移)设置solid-symmetry、solid-symmetry：011边界条件，应该在X和y方向上自由移动，没有应力，但在z方向上是固定的。设置固体单元和流体单元之间两侧壁面的边界条件。fsisurface-solid-shadow代表探测器的外表面。注：该壁面靠近流体侧，因此structure选项卡是灰色无效的。fsisurface-solid代表探测器的外表面。注：该壁面相邻区域是固体区域，需要结构设置(即位移边界条件)。这指定位移是由流体流动施加在表面上的压力载荷产生的。这种设置只适用于两侧壁面，即wall和shadow-wall。6求解只求解structure方程保存case文件：probe_fsi_1way.cas.h5由于只执行结构计算，不需要多步数迭代来达到收敛7后处理自定义显示总位移值，如下图所示。注：在2021R1版本中，后处理可以选择，本案例使用的2020R2需要自定义函数计算总位移值。显示X流体流动方向的位移量显示应力云图。注：一旦选择应力后处理，fluent自动计算应力值案例源文件来源：CFD仿真区