球类运动,如板球和棒球,在很大程度上取决于投球手(投手)释放球时球所走的轨迹。在板球运动中,速度快的投球手以大约120-150公里/小时的速度投球。在这个速度下,球周围的水流是高度湍流和不稳定的。球表面及其附近的压力分布决定了球在空气中运动时的轨迹。板球运动员在制定游戏策略时依赖这种理解,并考虑到风速、温度和湿度等外部条件,因为所有这些因素都会影响球的轨迹。在这个模拟例子中,我们将分析板球在空气中以40米/秒(144公里/小时)的速度运动时的绕流。
1 启动FLUENT并导入网格
(1)在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2021→Fluid Dynamics→Fluent 2021命令,启动Fluent 2021。
(2)单击主菜单中File→Read→Mesh命令,导入.msh网格文件。
2 定义模型
单击命令结构树中General按钮,弹出General(总体模型设定)面板。在Solver Time中选择Steady。
3 设置湍流模型
4 设置边界条件
(1)在边界条件面板中,双击inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入40,单击OK按钮确认退出。
(2)在边界条件面板中,双击设置outlet的边界条件设置对话框。设置Gauge Pressure为0,单击OK按钮确认退出。
5 初始条件
单击主菜单中Solution→Initialization按钮,弹出Solution Initialization(初始化设置)面板。
Initialization Methods中选择Hybrid Initialization,单击Initialize按钮进行初始化。
6 计算求解
单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮,弹出Run Calculation(运行计算)面板。
Length Scale Method选择User-Specified,Length Scale输入0.24,在Number of Iterations中输入3000,单击Calculate开始计算。
7 结果后处理
(1)进入CFD-Post界面。
(2)显示云图。