Fluent斜面流动验证案例分析

本文对压差驱动的倾斜平面上的流体层流流动进行模拟。流道与水平方向倾斜角度β=30°。


计算模型如图所示。区域长度为0.01 m x 0.18 m,斜面与 x 方向夹角30°。


采用二维层流模拟,物性参数及边界条件如下:

  • 材料物性
  • 密度:800 kg/m3
  • 粘度:1 kg/(m-s)
  • 边界条件
  • 入口表压:0 Pa
  • 出口表压:-706.32 Pa

将出口面上的速度分布与试验值进行比较。

1 几何与模型

在 SpaceClaim 中创建几何模型。



边界命名如图所示。



采用1 mm网格尺寸生成全四边形网格,如图所示。

2 Fluent设置

进入Fluent设置。

2.1 General设置

  • 选择选项Density-Based,使用密度基求解器。这里使用密度基也可以,但经过比较发现对于本案例,压力基计算的精度比密度基要差一下,尚不清楚问题出在哪里。

2.2 Models设置

  • 采用Laminar层流计算

2.3 Materials设置

  • 指定材料密度与粘度

2.4 边界条件设置

  • 指定入口总压


  • 指定出口表压



2.5 Methods设置

  • 采用默认计算方法

2.6 创建Point并监测

  • 创建监测点


  • 监测指定点位置的速度

2.7 初始化

  • 初始化计算

2.8 迭代计算

  • 迭代计算700步


  • 监测点速度变化曲线


  • 迭代残差变化


3 结果验证

  • 速度分布

  • 定义场函数velo-component


  • 定义场函数transverse-coord


  • 绘制出口位置物理量分布,并加载试验数据进行对比


对比结果如下图所示。

结果看起来还不错。



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