Fluent仿真新手入门指南

导入模型

首先打开AYSYS Workbench,在左侧工具箱的分析系统一栏中选择Fluid Flow(Fluent)拖入右侧空白区,可以看到整个流程

之后右击Geometry,选择导入模型的软件,较新版本一般默认两款软件SC和DM,DM操作偏向于老款的建模软件,而SC操作界面和Inventor、Solidworks等软件相似,我们这里选择打开SC。


打开SC后导入模型


2

网格化划分


确定模型的流体入口面出口面,对其进行命名,便于之后边界条件划分。选中某个面后在左侧栏群组功能点击创建NS,入口命名为in1 in2 in3,出口命名为out1。之后直接退出,Worbench会进行自动保存

双击Mesh,进入网格划分软件。


在这里也可以对面进行命名,同时可以进行网格划分条件的设置,最后点击生成即可生成网格


关于这个软件的网格功能大家下去后可以自行查找视频学习,我在这里介绍一种新的网格划分方法,就是直接利用fluent进行网格划分,双击Fluent软件,显示如下界面。


选择其中的Meshing功能,并选择打开文件位置(不正确也没关系,进去后再次选择对应文件),初始文件仍是SC,右边设置参考图片,可根据需要修改,这里就采用默认,点击Start。打开后,在工作流程区域里选择Watertight Geometry。


按照上图流程首先导入已经命名好的SC文件。


如果模型中存在部分区域你想单独添加尺寸,可以针对这个区域添加局部尺寸,为了选择方便,可以在SC文件对需要添加的区域提前命名


上图中,尺寸函数类型是选择网格尺寸的划分方式,选择是否将大小控制应用于局部边或局部面或局部体等,目标网格尺寸即网格大小,最下面是之前命名好的区域,可供选择,也可以直接在模型里选择。当你选择好后,可以从右边模型里预览网格大小是否合适,之后进行修改。


完毕后,不添加直接选NO,并点击下方更新,进入下一项。


在生成表面网格中,包括网格的最大最小尺寸,根据模型不同区域大小自我调节,尺寸函数(curvature针对曲面,proximity针对水平面,同时选中则两者皆可,依据情况选择尺寸函数),显示尺寸盒子可以让我们预览网格大小,设定好后,点击生成表面网格,进入下一项。


由于本模型只有固体区域,所以选择第一个结构类型,由于是一个整体模型,所以默认不应用共享拓扑,当模型由多个部分连接组成时,为了连接部分网格划分和之后仿真的准确性,(代做ANSYS/FLUENT/ABAQUS/lsdyna:SUNO仿真)一般应用共享拓扑,也可以在SC中提前应用,这里选择没有。


在封闭流体区域里选择命名面的区域类型,这里三个入口面都选择选择速度入口(指定速度),出口选择压力出口(指定压力),这也是较为常见的进入口搭配,一般根据我们需要的边界条件选择,其他区域类型大家下去后自行了解,所有区域类型选择完毕后,点击创建封堵面,进入下一项此时模型如下。


根据独立的流体区域选择区域数量,这里选择1。


更新区域和添加边界层如果没有报错直接默认选择,进入下一项,如果存在问题,可以修改,比如某固体区域被误认成液体区域,可将solid改为fluid等等。


最后进入生成体网格选项,充满选择poly-hexcore六面体网格,实现面网格体网格的转变,到这里网格就划分完毕。



3

参数设置与求解

  点击左上角的切换到解决方案


进入后先点击比例切换单位为mm(之前选择的是毫米0,然后点击检查查看模型有无问题)。由于这里是最简单的物理模型,所以模型这里只需要打开粘性,根据状态选择模型,这里采用默认的k-omega,大家之后可以深入了解如何设置,常见的一般是湍流K-epsilon,其他条件如下图第二个。


材料默认流体有空气,固体有铝,可双击后在数据库里选中后点击更新创建自行添加或修改,且能自定义材料属性。单元区域条件就是选择固体和液体区域的材料。


边界条件就是依据网格划分时入口和出口选择,进行条件设置,如速度入口的速度和压力出口的压力(这里的压力就是我们平时说的压强),其他暂时选择默认。


设置好后,进入解决方案,方法是我们求解时的方法,一般按照默认


报告定义时针对我们要得到的结果,单独建立一个报告如某点某面的流量、压力、速度等。


监控器的残差可以设定收敛时的标准,绝对标准值越低,收敛难度越大,结果越准确,相应时间越长


求解前必须进行一次初始化,用默认的混合初始化或者标准初始化均可。


最后运行计算一栏,可以选择求解时的一些设置和迭代的参数,尤其是迭代次数,当我们求解时各残差均达到绝对标准或者迭代次数达到设定大小时,求解结束,所以迭代次数有时决定了求解时间,这里我们把次数设为100,其他保持默认,点击计算。

计算过程可以看到,各量随着迭代次数增加逐渐下降,接近绝对标准


当计算完毕后,可以在左侧结果栏里选择结果的显示方式,可以是图形绘图动画、也可以是报告。以图形为例,选择所有区域的迹线即可查看流体运动大致轨迹


等值线图则可以直观的看出各个区域的压力大小(或者速度、温度、密度等各种物理量)。


如果觉得缺少数据文件,可以按之前说的建立报告文件,测定指定区域的指定物理量,最后将报告文件打印出来。


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