卡门涡街现象模拟与分析

       卡门涡街是德国科学家冯·卡门从空气动力学的的观点于1911年提出的理论：在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街，本质上就是边界层分离。

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   图1.卡门涡街动画
 

   下面我们使用Fluent模拟卡门涡街现象。

   1. 导入mesh文件：打开Fluent，选择File-Read-Mesh，选择生成的mesh文件

   图2.读取mesh文件
 

       2. General设置，进行如图3步骤设置，即可在显示窗口看到几何模型及网格，如图4。这一步只是为了让大家知道怎么查看几何模型，对计算没有任何影响。

   图3.display显示设置
 

   图4.显示界面几何图形
 

   3. check网格：所谓check网格，实际上就是对网格进行检查，Fluent不允许出现负体积，因此一般只是单击check，然后在控制台查看是否有负体积即可。如果网格划分没有问题，这一步也不会有问题。如果图6显示没有出现“-”号，说明网格划分没有出现太大的问题。但是网格质量仍然会影响计算

   图5.check网格
 

   图6.check之后控制台显示
 

   4.瞬态设置：为了看到动画现象，我们设置为瞬态工况。如果不想看到动态变化当然也可以设置为稳态。整个general面板只进行了瞬态设置，其他保持不变即可

   图7.瞬态设置
 

   5.模型设置：保持默认即可

   6.材料物性设置：如图8改变空气物性，这样改变的目的是为了更容易出现卡门涡街

   图8.空气物性设置
 

   7.计算域保持默认，边界条件设置：cylinder--wall;  default-interior--interior;  in--velocity-inlet(速度1m/s);  out--pressure-outlet;  sym1和sym2--symmetry。

   图8.边界条件
 

   图9.速度进口边界条件设置
 

   图10.压力出口边界条件设置
 

 8.直接跳到初始化（其余步骤保持默认即可）。初始化只是计算的初始条件，会影响到计算速度，但不会影响计算结果

   图11.初始化
 

 9.动画设置：Calculation Activiyies-Solution Animations。目的是为了显示动画

   图12.Solution Animations设置
 

 10.单击Solution Animations界面的define按钮，按照如图所示操作。左边的Storage Type是存储方式，In memory表示在内存中存储，这样生成的图片不会占用硬盘空间，但会占用内存，且不能保存。中间的window表示窗口2.

   图13.define设置
 

 11.contours设置：选择pressure,单击display,显示窗口界面会显示压力云图。

   图14.动画云图设置
 

 12.运行计算，Run calculation设置如图

   图15.Run calculation设置
 

 13.计算一定时间之后，查看动画。Animations-Solution Animation Playback.

      图16.卡门涡街动画
 

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