FLUENT应用：水锤现象模拟实践

本教程演示了如何使用滑动网格法模拟水锤现象。

1     启动Workbench并建立分析项目

1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，启动Workbench 19.2，进入ANSYS Workbench 19.2界面。

2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

2   导入几何体

1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

3   划分网格

1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

2）右键模型管道入口和出口，在弹出快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称inlet和outlet，单击OK按钮确认。

3）右键分别选择管道和阀门，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称pipe和valve，单击OK按钮确认。

4）右键分别选择管道和阀门的交界面，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称interface1和interface2，单击OK按钮确认。

5）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Inflation，boundary选择阀门。

6）设置网格尺寸为3e-03m，在Quality中，Smoothing选择High。

7）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

8）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

9）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

10）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

4   定义模型

1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Transient。

3）在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框，在Model中选择SST k-omega(2eqn)，单击OK按钮确认并关闭对话框。

5    设置材料

1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择water liquid单击Copy按钮确认。

6    设置交界面

1）单击主菜单中Setting Up Physics→Interfaces→Mesh按钮启动的Mesh Interfaces对话框，依次选择contact_region，单击Delete按钮删除Meshing自动生成的交界面。

2）单击Manual Create按钮弹出Create/Edit Mesh Interfaces对话框，分别选择interface1和interface2，创建inter。

7    设置操作条件

1）在Cell Zone Conditions面板中，双击valve，弹出计算域设置对话框，勾选Mesh Motion，在Speed中输入180deg/s，单击OK按钮并关闭对话框。

8    设置边界条件

1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

2）在边界条件面板中，分别双击设置inlet，在Velocity Magnitude输入2，单击OK按钮确认退出。

9    初始条件

1）单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hybrid Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

10   计算求解

1）单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。在Time Step Zize中输入0.001，Number of Iterations中输入5000，单击Calculate开始计算。

11   结果后处理

1）双击C4栏Results项，进入CFD-Post界面。

2）单击任务栏中 （云图）按钮，弹出Insert Contour（创建云图）对话框。输入云图名称为“Press”，单击OK按钮进入云图设定面板。

3）在Geometry（几何）选项卡中Locations选择Symm 1，Variable选择Pressure，单击Apply按钮创建压力云图。

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