FLUENT柔性振动膜模拟
本教程的目的是说明如何使用用户定义函数（UDF）来控制带有旋转叶片和柔性振荡膜的通用流动装置的动态网格。旋转叶片和振荡膜的运动具有较大的振幅，需要采用局部重划。叶片的旋转、膜的振荡以及节点沿外壳顶壁的滑动通过UDF进行定义和控制，UDF利用了动态网格模型特有的三个宏。
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Transient，进行瞬态计算。
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Laminar，单击OK按钮确认。
4 设置动网格
（1）单击主菜单中User-Defined→Functions→Compiled，弹出
Compiled UDFs对话框。导入编写好的UDF文件。
UDF内容如下：
#include "udf.h"
#define omega 1.0
#define R 0.109
DEFINE_CG_MOTION(butterfly_flex_UDF, dt, cg_vel, cg_omega, time, dtime)
{
cg_vel[0] = 0.0;
cg_vel[1] = 0.0;
cg_vel[2] = 0.0;
cg_omega[0] = 0.0;
cg_omega[1] = 0.0;
cg_omega[2] = omega;
}
DEFINE_GRID_MOTION(moving_arc, domain, dt, time, dtime)
{
Thread *tf = DT_THREAD (dt);
face_t f;
Node *node_p;
real alpha, theta, x, ymag, yfull, y;
int n;
begin_f_loop (f, tf)
{
f_node_loop (f, tf, n)
{
node_p = F_NODE (f, tf, n);
if (NODE_POS_NEED_UPDATE (node_p))
{
NODE_POS_UPDATED (node_p);
x = NODE_X (node_p);
ymag = sqrt (R*R - x*x) 0.03;
yfull = ymag - 0.1;
y = - 0.1 yfull * sin(theta);
NODE_Y (node_p) = y;
}
}
}
end_f_loop (f, tf);
}
（2）双击Dynamic Mesh按钮，弹出Dynamic Mesh面板，勾选Dynamic Mesh，Mesh Methods中的Smoothing和Remeshing，单击Settings按钮弹出Mesh Method Settings对话框，设置Smoothing和Remeshing参数。
（3）在Dynamic Mesh Zones中设置动网格区域。
5 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0，单击OK按钮确认退出。
（2）双击inlet-bottom弹出边界条件设置对话框。边界类型为Pressure Inlet，Gauge Total Pressure设置为0，单击OK按钮确认退出。
（3）双击outlet弹出边界条件设置对话框。Gauge Pressure输入0，单击Apply按钮确认退出。
6 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，单击Initialize按钮进行初始化。
7 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Time Step Size填入0.005，Number of Iterations中输入2000，单击Calculate开始计算。
8 结果后处理
（1）进入CFD-Post界面。
（2）显示云图。
