在较新的Fluent版本中，通过开启Beta功能可以在TUI窗口利用Python替代原本的TUI命令，这样形成的脚本文件更加的容易理解与阅读，也可以更方便地进行流程封装及参数化。

本案例演示利用Python Console控制CAD几何导入、网格划分、求解参数设置、计算求解以及后处理等过程。

 

注：案例文件取自Fluent Beta文档。

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1 生成网格

1.1 启动Fluent

• 以Meshing模式启动Fluent，激活选项Show Beta Launcher Options

• 在General Options下启用Python Console（Beta）选项，然后点击按钮Start启动Fluent Meshing。

打开Fluent后可以在控制台中利用Python对工作流程进行控制。

1.2 网格生成

• Fluent Meshing启动后，在Console中输入下面的代码（注意>>>是输入提示符），初始化Watertight Geometry网格生成工作流程，并为长度、面积和体积设置默认全局单位

  >>> workflow.InitializeWorkflow(WorkflowType=r'Watertight Geometry')  
  >>> meshing.GlobalSettings.LengthUnit.set_state(r'mm')
  >>> meshing.GlobalSettings.AreaUnit.set_state(r'mm^2')
  >>> meshing.GlobalSettings.VolumeUnit.set_state(r'mm^3')
  

输入后如下图所示。

同时树形菜单中自动添加了watertight geomtry工作流相应的节点。

• 导入CAD几何。在TUI窗口中输入下面的代码指定CAD几何文件的名称及位置（注意修改文件路径），然后更新任务:

  >>> workflow.TaskObject['Import Geometry'].Arguments.set_state({r'FileName': r'E:/exhaust_manifold/manifold.scdoc',})
  >>> workflow.TaskObject['Import Geometry'].Execute()
  

如下图所示。

导入的几何如下图所示。

 

几何文件下载链接：https://ansyshelp.ansys.com/Views/Secured/Doc_Assets/v232/Fluent/exhaust_manifold.zip

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• 添加局部尺寸。输入下面的命令，保持默认设置并更新任务。

  >>> workflow.TaskObject['Add Local Sizing'].AddChildAndUpdate()
  

• 生成面网格。输入下面的命令，采用默认参数并更新任务，生成面网格。

  >>> workflow.TaskObject['Generate the Surface Mesh'].Execute()
  

执行完毕后生成的面网格如下图所示。

• 描述几何。在此任务中，输入下面的代码描述CAD几何。

  >>> workflow.TaskObject['Describe Geometry'].UpdateChildTasks(SetupTypeChanged=False)
  >>> workflow.TaskObject['Describe Geometry'].Arguments.set_state({r'CappingRequired': r'No',r'SetupType': r'The geometry consists of only solid regions',})
  >>> workflow.TaskObject['Describe Geometry'].UpdateChildTasks(SetupTypeChanged=True)
  >>> workflow.TaskObject['Describe Geometry'].Execute()
  

• 封闭流体区域。在此任务中，每个进口和出口开口都被封闭，以便可以提取内部体积。需要在提前在几何中进行命名。

  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].Arguments.set_state({r'LabelSelectionList': [r'in1'],})
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].AddChildAndUpdate()
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].Arguments.set_state({r'LabelSelectionList':[r'in2'],})
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].AddChildAndUpdate()  
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].Arguments.set_state({r'LabelSelectionList':[r'in3'],})
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].AddChildAndUpdate()
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].Arguments.set_state({r'LabelSelectionList':[r'out1'],r'ZoneType': r'pressure-outlet',})
  >>> workflow.TaskObject['Enclose Fluid Regions (Capping)'].AddChildAndUpdate()
  

封闭后的计算模型如图所示。

• 创建区域。保持默认设置并更新任务:

  >>> workflow.TaskObject['Create Regions'].Execute()
  

• 更新区域。保持默认设置并更新任务:

  >>> workflow.TaskObject['Update Regions'].Execute()
  

• 添加边界层。保持默认设置并更新任务:

  >>> workflow.TaskObject['Add Boundary Layers'].AddChildAndUpdate()
  

• 生成体网格。保持默认设置并更新任务:

  >>> workflow.TaskObject['Generate the Volume Mesh'].Execute()
  

生成体网格如图所示。

>>> solver = meshing.switch_to_solver()

2 计算求解

1. 激活能量方程。启用计算中考虑温度:

   >>> solver.setup.models.energy.enabled = True
   

2. 创建一个名为"water-liquid"的材料:

   >>> solver.setup.materials.database.copy_by_name(type="fluid", name="water-liquid")
   

3. 设置单元区域。将流体单元区域的介质指定为水。

   >>> solver.setup.cell_zone_conditions.fluid["fluid1"].material = "water-liquid"
   

4. 设置边界条件。将三个进口分别设置为不同的进口速度和温度:

   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_1"].vmag.value=4
   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_1"].t.value=293
   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_2"].vmag.value=2
   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_2"].t.value=300.25  
   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_3"].vmag.value=5
   >>> solver.setup.boundary_conditions.velocity_inlet["velo-inlet_3"].t.value=313.5
   

5. 使用混合初始化方法初始化流场。

   >>> solver.solution.initialization.hybrid_initialize()
   

6. 计算100次迭代的解。

   >>> solver.solution.run_calculation.iter_count = 100
   >>> solver.solution.run_calculation.iterate()
   

3 计算结果

• 创建速度矢量并按温度着色显示:

  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"] = {}
  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"].field = "temperature"
  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"].surfaces_list = ["in*", "out*", "solid*"]
  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"].scale.scale_f = 4
  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"].style = "arrow"
  >>> solver.results.graphics.vector["velocity_vectors"].display()
  

图形显示如图所示。

• 计算质量流率。

  >>> solver.solution.report_definitions.flux["mass_flow_rate"] = {}
  >>> solver.solution.report_definitions.flux["mass_flow_rate"].zone_names = ["velo*", "pres*"]
  >>> solver.solution.report_definitions.flux["mass_flow_rate"].print_state()
  >>> solver.solution.report_definitions.compute(report_defs=["mass_flow_rate"])
  

     

  输出结果为:

     

• 可以输入下面的代码关闭Fluent

  >>> solver.exit()
  

（完）