Fluent旋转机械流场计算方法简介

6月前浏览8139

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了在运动参考系中求解流动问题时，使用可动单元体的必要性。FLUENT提供了四种方法模拟旋转机械的流场，包括动参考系、混合平面、滑移网格和嵌套网格。动参考系适用于描述具有加速度的参考坐标系中的流动模型；混合平面模型适用于模拟流域中有相对运动的区域，当流动情况不一致时，可以用滑动网格模型；滑移网格模型是模拟多移动参考系流场的最精确方法，适用于转子和定子交互作用的实时解法；嵌套网格则是一种处理复杂外形网格布局的有效形式，便于处理具有相对运动的复杂结构。

在运动参考系中的流动问题求解需要使用可动单元体。单元体的运动可以由用来依附单元体的参考坐标系的运动来解释。由此，很多包含运动部件的问题可以在fluent中得到解决。

FLUENT提供了以下三种方法，来模拟旋转机械的流场。

-动参考系（单动+多动）

-混合平面

-滑移网格

-嵌套网格

前两种模型均假设流动是稳定的，转子-定子或叶轮-轮盖的作用效果是近似的平均这两种模型可用于转子定子之间的只有微弱的相互作用或只需要求系统的近似解的场合。相反，滑动网格假定流动是不稳定的，因此可以真实的模拟转子定子之间的相互作用。显然滑动网格模型可用于转子和定子之间有强烈的相互作用和要求对系统进行精确的仿真的场合，但是值得注意的是，滑动网格模型使用非稳态的数值求解，计算上的要求就比前两种模型要苛刻的多。

1.1 动参考系

通常FLUENT中的模型都是建立在无加速度的惯性参考坐标系中，但是，FLUNET也可以在具有加速度的参考坐标系中建立流动模型。这样，用于描述流动的运动方程中就包含了加速度参考坐标系统。

1.2 混合平面

混合平面模型是FLUENT提供的除多参考系模型和滑动网格模型的以外的用于模拟流域有中一个或多个区域作相对运动的情况的一种可供选择的方法。MRF模型用于以不同速度运动的两个相邻的区域的边界上的流动情况是接近一致的情况。如果流动情况不一致，那么用MRF模型求解就没有意义。这时，可以用滑动网格模型，但是在很多情况下，用滑动网格模型也不实际。例如，在多机透平机械中，而且滑动网格模型以非定常为基础，因此计算量比较大。在滑动网格模型不可行的情况下，用混合平面模型不失为一种有效的解决办法。