FLUENT机翼外流场模拟

本教程演示了机翼改变攻角情况下外流场的变化过程模拟。

 1   启动Workbench并建立分析项目 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Workbench命令，启动Workbench 2020，进入ANSYS Workbench 2020界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

 2    建立几何体 

（1）双击Workbench A2栏的Geometry打开DesignModeler软件。

（2）通过3D Curve导入异形曲线。

（3）通过Scale将曲线缩小100倍。

（4）通过草图，分别建立1.2m直径的机翼旋转区域和外流场计算域。

（5）在通过Surface from sketches命令，生成二维的几何模型，并通过布尔运算生成机翼旋转区域和外流场区域两个计算域。

 3    划分网格 

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）分别右键选择边界，在弹出快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称farfield，interface-1和interface-2，单击OK按钮确认。

（3）创建两个计算域rotate和fluid，单击OK按钮确认。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Size。分别选择计算域rotate和interface，element size填入0.01。

（5）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Size。选择机翼，element size填入0.005。

（6）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→inflation。Boundary选择机翼生成边界层。

（7）网格参数设置，在Element Size中输入0.05，在Quality中，Smoothing选择High。

（8）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（9）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（10）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（11）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4    定义模型 

（1）双击A4栏Setup项，进入Fluent界面。

（2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Transient。

 5   设置材料 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。将空气的Density修改为ideal-gas。

 6   设置交界面 

（1）创建interface。

 7   设置边界条件 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，设置farfield的边界类型为Pressure far-field。Gauge Pressure输入101300，单击OK按钮确认退出。

（3）设置Cell zone condition中的rotate。勾选Mesh Motion，X输入0.5，Speed输入-0.5，单击OK按钮确认退出。

（4）设置Operating Pressure的数值为0。

 8   初始条件 
单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hyper Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 9 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中输入0.005，Number of Iterations中输入400，单击Calculate开始计算。

 10    结果后处理 

（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示速度云图。