本案例利用 Fluent 模拟轴对称扩压器中充分发展湍流分离流动，并利用试验数据验证计算结果。

 

文献：Nitsche, Wolfgang & Haberland, Christoph. (1993). On Turbulent Separated Flows in Axisymmetric Diffusers. 10.1007/978-3-663-13986-7_17.

”

1 问题描述

模拟轴对称扩压器中充分发展湍流流动。

计算区域如图所示。

• 几何尺寸
• 半角      
• 入口半径：0.025 m
• 出口半径：0.04 m
• 材料介质
• 密度：1.22478 kg/m3
• 粘度：1.7894e-5 kg/(m-s)
• 边界条件
• 入口：充分发展湍流
• 平均速度：14.61 m/s

利用SST k-omega湍流模型，计算稳态。

2 模型及网格

利用SpaceClaim创建几何模型。

边界命名如下图所示。

采用0.5 mm网格尺寸，生成全四边形计算网格。

3 Fluent设置

在Fluent中设置计算参数。

3.1 General设置

• 选择 Axisymmetric 使用轴对称模型

3.2 Models设置

• 选择使用 SST k-omega 湍流模型

3.3 Materials设置

• 材料参数保持默认设置

3.4 边界条件设置

• 利用菜单 File → Read → Profile... 读取文件diffuser-SST.prof

• 设置边界 inlet，指定其速度为 outlet velocity-magnitude

• 出口边界 outlet保持默认设置

3.5 Methods设置

• 采用默认参数

3.6 Monitors设置

• 修改残差标准

3.7 初始化计算

• 利用 inlet 边界进行初始化

3.8 迭代计算

• 迭代计算 2000 步

4 计算结果

• 速度分布

• 压力分布

• 定义变量sfc

此处速度  为14.61，乘以1000的目的只是为了与实验数据对齐。

• 定义变量distance

• 绘制 sfc 随 distance 变化曲线，并加载试验数据

对比结果如下图所示。

(完）