Fluent入门验证案例 | 同心圆柱旋转仿真(一)

4小时前浏览16

本案例为入门案例，主要是进行移动壁面设置和层流设置的教学。该案例中，对两个同心圆柱体间的定常层流进行模拟。内部圆筒以1rad/s的速度旋转引起流动，外部圆筒保持静止。流动是稳态的。流程是稳定的。可以使用层流的解析方程计算各个截面的切向速度。这些值用于与仿真结果进行比较。

1 workbench 设置

本案例具体设置如下图：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例是由两个圆柱体组成，内部直径为35.6mm，外部直径为92.56mm，皆为壁面边界条件。具体的几何模型与边界条件如下所示：

2.2 网格设置

采用SCDM进行网格划分，采用四边形网格划分。具体的网格划分如下图所示：

3 FLUENT 设置

3.1 General设置与网格导入

首先导入网格，然后勾选问题计算，具体设置如下图所示。

3.2 材料设置

此处对材料进行设置，依据相关文献，密度设置为1kg/m^3，粘度为0.0002，具体设置如下图所示：

3.3 模型设置

此处选择层流模型进行相关计算，具体设置如下图所示：

4 边界条件/初始化/计算设置

4.1 边界条件设置

依据几何边界与模型介绍，此处仅需要对内部壁面进行边界条件设置，选择壁面为移动壁面，点击旋转，速度旋转为1rad/s，具体设置如下图：

4.2 初始化设置

首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：

4.3 计算设置

此处进行的计算设置如下：

5 后处理结果

5.1 后处理结果

对同心圆柱旋转仿真的计算结果进行可视化处理，说到云图结果如下图所示：

各半径位置的速度大小如下图所示，与Fluent官方案例的结果一致，可以说明本文计算结果较为准确：

来源：CFD仿真库

Fluent入门验证案例 | 管道中的非牛顿流（一）

本案例对非牛顿流体在圆形管道中的流动进行建模。非牛顿流体的粘度由幂律方程指定。本案例利用Fluent中的层流模型，展开了管道中的非牛顿流体仿真计算。适合刚接触fluent软件的读者练手实用。1workbench设置本案例具体设置如下图：2SCDM设置2.1导入几何本案例的管道模型十分简单，采用二维模型进行相关计算，具体的模型参数如下图所示：2.2网格设置采用SCDM进行网格划分，采用四边形网格划分，并划分相对应的边界层网格。具体的网格划分如下图所示：3FLUENT设置3.1General设置与网格导入首先导入网格，然后勾选为稳态计算，并选择压力基求解器。并选择轴对称选项。3.3模型设置由于是泊肃叶流的仿真计算，因此本案例所选用的模型为层流模型，相关设置如下如所示：3.2材料设置此处需要对材料参数进行设置，选择air，密度设置为1000（本人比较懒，没有改成对应的材料名称），粘度项则选择非牛顿流体，两个参数分别为10和0.4，具体设置如下图所示：3.4边界条件设置此处首先将案例中的prof文件导入，具体导入方式如下图：导入后，对速度入口边界进行设置，此处在速度大小处点击prof-surf，具体设置如下图所示：3.5初始化设置进行标准初始化设置，具体设置如下图：4计算设置此处进行的计算设置如下：5后处理结果5.1后处理结果计算所得到的残差收敛图如下图所示：对非牛顿流体的计算结果进行可视化处理，管内速度结果如下图所示：进出口压降计算结果如下图所示，可以发现压降结果60414.863Pa，与Fluent官方案例的结果一致，可以满足要求：来源：CFD仿真库