本案例利用Fluent计算计算流体自CD喷管喷出后的超声速流动。

计算完毕后马赫数如图所示。

1 计算模型

喷嘴计算模型如下图所示。

计算区域如图所示。

2 生成网格

在ICEM CFD中生成全四边形计算网格。喷嘴位置计算网格如下图所示。

3 Fluent设置

3.1 General设置

• 设置采用Density-Based求解器

• 采用Transient计算

3.2 Models设置

• 右键选择Energy，点击弹出菜单项On激活能量方程

• 双击Viscous节点，弹出对话框中选择采用Realizable k-epsilon湍流模型，激活Enhanced Wall Treatment壁面函数

3.3 Materials设置

• 设置air的密度为ideal-gas，其他参数保持默认设置

3.4 Operating Conditions设置

如下图所示设置操作条件。

3.5 Boundary Conditions设置

• 设置inlet边界为Pressure-inlet类型

• 如下图所示设置入口总压为7 MPa，表压为6.99 MPa

• 设置入口温度为550 k

其他边界采用默认参数设置。

3.6 Methods设置

• Methods采用如图所示参数设置，设置湍流项采用二阶迎风格式

3.7 Controls设置

• Controls面板中，设置Turbulent Kinetic Energy及Turbulent Dissipation Rate为0.4

• 其他参数保持默认设置

3.8 初始化计算

• 鼠标双击模型树节点Initialization，右侧设置面板中采用Hybrid Initialization初始化

注：若收敛困难，可尝试采用FMG初始化。

3.9 设置自动保持

• 如下图所示，设置每10个时间步保存一次

3.10 求解计算

• 设置Time Step Size为0.001

• 设置Number of Time Steps为1000

• 设置Max Iterations/Time Step为60

• 点击Calculate开始计算

4 计算结果

• 马赫数分布

其他后处理这里就不赘述了。

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