Fluent入门验证案例 | 波浪沟道中的湍流仿真（一）

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本案例对波浪沟道中的湍流进行仿真计算。采用了周期性边界的计算条件。为基础入门案例，适合刚接触fluent软件的读者练手实用。

1 workbench 设置

本案例具体设置如下图：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例的模型十分简单，此处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：

3 FLUENT 设置

3.1 General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。

3.2 材料设置

依据相关文献中的数据，对材料进行设置，密度为1kg/m^3，粘度为0.0001，相关设置如下如所示：

3.3 模型设置

由于是周期性波浪的仿真计算，因此本案例所选用的模型为Kwsst模型，相关设置如下如所示：

3.4 边界条件设置

首先需要设置周期性边界，输入如下图所示的代码，

/define/boundary-conditions/modify-zones/make-periodicPeriodic zone [()] 10Shadow zone [()] 12Rotationally periodic? (if no, translationally) [yes] noCreate periodic zones? [yes] yes

然后对周期性边界进行设置，质量流率为0.816，Pressure Gradient为-0.01197431。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：

3.6 计算设置

此处进行的计算设置如下：

4 后处理结果

4.1 后处理结果

计算所得到的残差收敛图如下图所示：

对计算结果进行可视化处理，速度结果如下图所示：

并对x=0.25m位置处的y轴方向速度进行了检测，相关结果如下图所示，可以发现与相关验证案例的计算结果基本一致，可以满足需求：

并对x=0.75m位置处的y轴方向速度进行了检测，相关结果如下图所示，可以发现与相关验证案例的计算结果基本一致，可以满足需求：

来源：CFD仿真库

Fluent 6DOF 垂直轴风力机被动旋转仿真(一)

垂直轴立风机是一种新型风力发电机，其特点是风轮轴线与风向垂直，与传统的水平轴风力发电机相比，具有结构简单、启动风速低、噪音小、适用于复杂风场等优点。本案例利用Fluent中的6DOF模型与滑移网格，对垂直轴风力机被动旋转展开了相关仿真计算，本案例仅进行了简单的教学演示，依据该案例的设置方法，后续可以对不同的垂直轴风力机展开更为精准复杂的仿真计算。1workbench设置本案例具体设置如下图，其中红色框内的模块用来进行网格划分，黑色框内的模块进行仿真计算，蓝色框内的模块进行模型属性求解：2几何设置2.1导入几何本案例的模型十分简单，分为旋转域与静止域，叶片采用NACA0012型翼型，长0.4m，高3m，三片叶轮。具体尺寸参数如下图所示：静止域尺寸如下所示，长25吗，宽10m，高4m。2.2几何属性求解首先将风力机模型导入DM，进行初步处理，将壁面设置为8mm进行抽壳。抽壳后模型如下图所示：在DM中进行属性求解，可以得到对应的质量和转动惯量。3FluentMeshing设置3.1网格设置采用Fluentmeshing进行网格划分，采用六面体网格划分。具体的网格划分如下图所示：4FLUENT设置4.1General设置与网格导入导入网格的方式和前几篇RBM求解的方式相同，先导入旋转域网格，再通过附加cas的方法导入静止域网格，有不了解的可以阅读Fluent旋转机械瞬态计算（一）中的4.1部分。然后勾选为瞬态计算，并选择压力基求解器。4.2材料设置此处选择air进行计算，相关设置如下如所示：4.3湍流模型设置此处对湍流模型展开设置，选择kwsst模型，相关设置如下如所示：4.4动网格+6DOF设置此处打开动网格模型，勾选层铺域6自由度，相关设置如下图所示：对6自由度属性进行设置，首先命名为flj，依据求解的模型属性，将质量与转动惯量输入，勾选一个DOF旋转，选择z轴为旋转轴，具体的设置如下图所示：将所有的叶片与垂直轴进行动网格设置，具体的设置如下图所示：对旋转域内部的流体域进行动网格设置，与壁面的设置不同，此处要勾选6自由度随动，主要设置如下图所示：4.5边界条件设置此处仅需要对入口条件进行设置，设置入口速为10m/s，模拟10m/s的来风，具体设置如下图：4.6初始化设置首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：4.7计算设置此处进行的计算设置如下：5后处理结果5.1后处理云图结果对垂直轴风力机的计算结果进行可视化处理，叶轮附近的流线结果如下图所示：截面速度云图动画结果如下图所示：来源：CFD仿真库