FLUENT瑞利流动模拟

化学激光器在工业上用于精密切割和钻孔。在产生激光束的玻璃谐振器的空腔中移动的气流受到化学反应和分子振动能量的热附加的影响。这些类型的流动是瑞利流动所描述的物理现象的例子。当流体被加热时，其温度升高，流体加速或减速取决于流体速度是亚音速还是超音速。

 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 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，启动Fluent 2021 R1。

（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中Time选择Steady，进行稳态计算，Type选择Density-Based，2D Space选择Axisymmetric。

 3     设置湍流模型 

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，在Model中选择Inviscid，单击OK按钮确认。

 4     激活能量方程 

在模型设定面板Models中勾选Energy。

 5     设置操作条件 
单击主菜单中Physics→Solver→Operating Conditions按钮启动的操作条件对话框。Operating Pressure输入0。

 6     设置材料 

单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。设置Density为ideal-gas，单击Change/Create按钮确认。

 7     设置计算域 
（1）单击主菜单中Physics→Zones→Cell Zones按钮启动的计算域面板。

（2）双击air弹出计算域设置对话框。勾选Source Terms，单击Engery右侧Edit按钮弹出Engery Sources对话框，输入表达式IF(Position.x>1[m],300000[W/m^3],0[W/m^3])。

 8     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408.34。

在Thermal选项卡中，Temperature输入288.15，单击OK按钮确认退出。

（2）双击outlet弹出边界条件设置对话框。Gauage Pressure输入101325。

在Thermal选项卡中，Temperature输入372.12，单击OK按钮确认退出。

 9     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Standard Initialization，Compute from选择inlet，单击Initialize按钮进行初始化。

 10     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。

在Number of Iterations中输入500，单击Calculate开始计算。

 11     结果后处理 
（1）进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。