Fluent学习记录：NACA0012音爆云计算分析

我们这次用Fluent计算这个“音爆云现象”

【使用的软件】

Profili、ICEM、Fluent，其中Profili存储了大量翼形数据，外流方向的同学算机翼可以直接拿来用，内流方向的同学不知道能不能拿来算压气机叶形，总之推荐下载一个备用，网上随便都能找得到。

【需要注意的东西】

具体过程的教学视频的UP主已经描述的很详细了，个人复现时感觉要注意的有三点。

1、笔者之前没有使用过Profili，所以这里记录一下如何从Profili中导出模型并导入ICEM。从Profili中导出的是DAT文件，随后用Excel打开，数据列的后一列全部补充0，第一行标题删去并依次输入66、2，中间的全0行（大概67行的位置）插入一行0，0，0，然后保存为TXT文件。这里插入行的时候应该不能一个单元格一个单元格插入，否则导入模型的时候可能没有曲线。（虽然在ICEM中补曲线也是可以的，但终究还是麻烦了一点）打开ICEM后，选择导入模型，Formatted Point Data，选择刚才的模型，就可以进行下一步的前处理了。

2、如果在划分O形块并关联后，块没有并到几何边界上，那有可能是关联过程中没有勾选"Project vertices"，勾选后重新关联应该就没有问题了。

3、使用User Defined定义函数时，别忘记了括号的另一半（虽然忘记了之后软件会报错提示），计算过程中operation pressure给定的是101325，边界条件中给定的是表压，所以计算时要额外注意压强要加101325，教程视频中给定计算公式的温度单位应该是摄氏度，所以温度应减去273.15，最终定义的各个函数如下。

Pb函数定义

d函数定义

还有一个函数是delta_d=0.018-d，这里就不再展示了。

【有关初始化】

原作者初始化过程中使用了压力远场条件进行标准初始化，这里也可以在TUI中输入指令进行fmg初始化，fmg初始化的好处是可以看到较为接近结果的初始流场，计算所需的步数也更少，同样的计算设置下，fmg初始化100步内就达到了收敛条件。

【有关求解器】

原作者采用的求解器是压力基求解器，在求解方法中除了计算方法选择耦合求解(根据资料，压力基求解器原本就是从耦合求解中分离出来的)，修正湍流粘度采用了二阶逆风格式，梯度选用了Least Square Cell Based外，其余都保持了默认。由于我日常使用的都是密度基求解器，所以对这一点感到比较好奇，做了一些比较，主要区别如下。（有关差分格式比如果逆风格式的问题，在很多计算流体力学书籍中都可以找到，想详细了解的话，还是看书比较好）

1、采用压力基求解器和密度基求解器，Fluent默认设置的库朗数是不同的，压力基求解器的默认库朗数是200，密度基求解器默认库朗数是5，二者差距很大。

2、仅针对本案例（自由来流马赫数0.8的外流流动）来看，采用密度基求解器，即使设置很小的库朗数，计算所得残差也会有较大的波动，而压力基求解器的表现远好于密度基求解器。笔者以往的计算案例均是Ma=3左右的内流流场计算，因而推断密度基求解器在本案例中表现很差的原因可能是来流马赫数较低。

【一些小技巧】

作为一个纯纯的初级仿真学者，能有一些提高操作速度的技巧太重要了。我们在ICEM中对模型进行操作时，有可能会经过缩放等操作，模型找不到了或者说个别点不在想要的位置。这时，ICEM上方菜单栏可以提供模型全屏显示、框选局部放大功能，一键解决以上问题。

【计算结果】

如果有时间的话可以利用Tecplot进行更加详细的后处理，这里跟着UP主一起在Fluent中直接观察云图。（计算结果是在压力基求解器下得到的）