ANSYS Fluent流阻仿真流程详解

1 基本概念

1.1 沿程压力损失h_f

粘性流体运动时，由于流体的粘性形成阻碍流体运动的里称为沿程阻力。流体克服沿程阻力所消耗的机械能称为沿程压力损失。

λ——沿程阻力系数；

L——管道长度；

d——管道直径；

v——平均流速。

1.2 局部压力损失h_j

粘性流体流经各种局部障碍装置时，由于过流断面变化流动方向改变，速度重新分布，质点间进行动量交换而产生的阻力称为局部阻力。流体克服局部阻力所消耗的机械能称为局部压力损失。

ξ——局部阻力系数

1.3 管路压力损失h_w

管路压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。

2 仿真流程

以一个简单的流道模型为例，如图所示。

2.1 模型导入

2.1.1 启动ANSYS workbench，双击或拖动Fluent模块到中间工程项目管理窗口。

2.1.2 在Geometry一栏右击，一次选择Import Geometry→Browse，在弹出的窗口中选择模型文件Geom.stp，如图所示。

2.1.3 双击Geometry，或右击选择Edit Geometry in SpaceClaim…，打开SpaceClaim，SpaceClaim中的主要工作是模型修复，简化，抽取流道。

2.1.4 选择Prepare，依次选择Volume Extract，先点击2处对应的图标，选择进出口的变截面（橙色显示），再点击3处对应图标，选择流道的一个面，做为种子面（蓝色显示），最后点击4处图标，完成流道抽取。

2.1.5 完成后左侧Structure栏中会新生成一个集合，即为流道集合，取消Geom-2前面的√号，可隐藏壳体和盖板模型，仅显示流道模型。点击右上角的×关闭SpaceClaim。

2.2 设置流道边界

2.2.1 返回workbench界面，双击Mesh或右击选择Edit，打开Mesh界面

2.2.2 在左侧模型树中选中壳体和盖板，右击选择Suppress Body，抑制壳体和盖板，不参与计算，仅保留流道模型。

2.2.3 右击Volume\Volume，选择Rename，重命名为Fluid。

2.2.4 在选择菜单栏选择 面选项，如图中1处所示，再点选2处流道进口面，右击选择Create Named Selection，在弹出的窗口中输入in，定义为入口边界名称，同理定义流道出口面为出口边界，名称为out。

2.2.5 点击选择菜单栏的Mode后面的三角，选择Box Select，将选择模式切换为框选，在图像区域用鼠标左键框选整个流道，选中所有表面。

然后将选择模式切换为单选Single Select，按住Ctrl键不动，用鼠标左键点击进出口面，取消进出口面的选择，在图形区域右击选择Create Named Selection，在弹出的窗口中输入wall，定义为流道壁面边界。

至此流道边界设置完成，在左侧模型树中可见新命名的边界。

2.3 网格划分

2.3.1 在模型树右击Mesh，选择Insert→Inflation，打开膨胀层设置界面。

2.3.2 单击Geometry一栏的No Selection，在图形区域选择流道几何体，注意此时选择菜单栏的选项会自动切换为选项，最后单击Geometry一栏的Apply按钮。

2.3.3 点击Boundary Scoping Method一栏后面的黑色三角，选择Named Selection，切换为按命名选择，再点击在Boundry一栏后面的黑色三角，选择wall，即选择上述2.2.5定义的壁面作为膨胀层边界。

2.3.4 右键单击Mesh，选择Generate Mesh开始网格划分。图示为自动划分网格的结果，由于采用了默认的单元尺寸，网格质量较粗，还需进一步细化。

2.3.5 修改默认网格尺寸为1mm，再右击Mesh，选择Update，重新划分网格。

2.3.6 点击Quality选项的Mesh Methic一栏后面的黑色三角，选择Skewness，检查单元翘曲比，最大翘曲比0.86863＜0.98，满足单元翘曲比要求。同时可在Statistic一栏中查看单元数为177147，节点数为68879。至此网格划分完成，关闭Mesh。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删