【NFX CFD案例】2D圆柱绕流
本案例为2D圆柱绕流的理论验证案例，利用NFX CFD进行分析验证。
相关计算参数如下：
流体材料参数：密度为1kg/m3，粘度为0.01kg/(m·s)，速度入口1m/s，出口静压为0Pa。
根据雷诺数的计算公式：
雷诺数为100，所以流动为层流，在计算过程中不需要使用湍流模型。
为与理论参考值进行对比，需要获取圆柱壁面的作用力，并通过FFT获取涡脱的频率，计算出Strouhal数。
Strouhal表示为：
其中，f为涡脱频率，D为圆柱直径，u为来流速度。
1基本设置
点击左上角图标，选择新建，在模型维度中选择2D(XY平面)。这意味着，我们导入的几何模型必须是二维的，并且在XY平面内。
2导入几何模型
主菜单几何选项卡中选择导入，选择本案例对应的几何模型文件，点击打开。
3定义材料
网格选项卡中点击材料，选择流体(CFD)，材料参数定义窗口在，密度设为1kg/m3，粘度设为0.01kg/(m·s)
4定义单元特性
网格选项卡中，选择单元特性，选择2D；单元特性选择CFD 2D，材料选择刚刚创建的流体材料，点击确认。
5网格控制及划分
网格选项卡中选择尺寸，进行局部控制。首先如图的10条对角边，需要注意方向，方法选择线性梯度（比率），比率设为15，分割数量设为100，点击确认。
选择圆柱的边，方法选择单元长度，单元长度为0.02m，点击确认。
网格选项卡中选择2D，选择映射面，选择所有几何，播种尺寸设为0.05m，单元特性选择刚创建的单元特性，点击>>展开高级选项，选择合并节点，点击确认。完成网格划分。
6施加CFD边界
主菜单的CFD选项卡中选择入口，选择左侧的边添加入口边界，类型为速度入口，速度大小为1m/s。
主菜单的CFD选项卡中选择出口，选择右侧的两个边添加出口边界，出口静压为0Pa。
主菜单的CFD选项卡中选择出口，选择右侧的两个边添加出口边界，出口静压为0Pa。
主菜单的CFD选项卡中选择速度，选择上下的两个边添加速度边界，Vx设为1m/s，Vy设为0。
7建立瞬态CFD分析工况
分析选项卡中选择一般，选择瞬态CFD，并命名为圆柱绕流，选择分析控制。
选择流体流动，时间增量设为0.05，步骤数为5000，开始步骤数设为2500，间隔设为10。
模块数据中，湍流模型选择层流。
8添加数据监控点，并提交求解
CFD选项卡中选择结果监控，在中轴线上选择几个点作为计算过程中的数据监控，监控数据类型为总速度。
右键创建的分析工况，点击求解。
9查看结果
计算完成后，可以查看云图和动画
10strouhal数计算
在主菜单的结果选项卡中选择壁面流体力，选择线壁，选择压力产生的力和力矩，点击确认。
在结果表格中复 制第一列和第三列。粘贴到Excel，并仅保留180s以后的数据。
随后对剩下的数据进行FFT（快速傅里叶变换）处理，可以通过MATLAB、Origin或其他数据处理软件进行。所以这里需要有一定傅里叶变化的认识。
通过处理，可以得到功率密度的频谱曲线。
11结果对比
从频谱曲线中可以发现，涡脱的频率为0.157Hz，那么计算的Strouhal数为：
该案例的理论参考值为0.165，相对误差为4.8%。
12题外话
由于案例的操作过程步骤较多，此案例仅为初级案例，涉及复杂案例时，如果每步都详尽地加以说明，这将会非常困难，并且文案的量也会非常大。因此，后续的案例在不影响操作的情况下，将对操作过程的说明做一定程度精简。
如果对某些操作有不明白之处，可参考书籍一本小书，带大家进入CFD的世界—midas NFX CFD使用指南！
针对CFD的前后处理，也会录制相关介绍视频，供大家参考
本案例文件下载地址：见附件
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