FLUENT管内稳态流动模拟分析

某喷射混合管，其中入口1流速为0.4m/s，温度为293.15K，入口2流速为1.2m/s，温度为313.15K，出口压力为0Pa，请用ANSYS FLUENT求解出压力与速度的分布云图。

启动FLUENT并导入网格

1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 18.2→Fluid Dynamics→Fluent 18.2命令，启动Fluent，进入Fluent Launcher界面。

2）在Fluent Launcher界面中的Dimension中选择2D，在Display Options中勾选Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，单击OK按钮进入FLUENT主界面。

3）在FLUENT主界面中，单击主菜单中File→Read→Mesh按钮，弹出Select File（导入网格）对话框，选择相应的网格文件，单击OK按钮便可导入网格。

4）导入网格后，在图形显示区将显示几何模型。

5）单击主菜单中Mesh→Check按钮，检查网格质量，确保不存在负体积。

6）单击主菜单中Mesh→Scale按钮，弹出cale Mesh（网格缩放）对话框。在Scaling中，选择Convert Units，Mesh，Mesh Was Created In选择In，单击Scale完成网格缩放，在View Length Unit In中选择In。

7）单击主菜单中File→Write→Case按钮，弹出Select File（保存项目）对话框，在Case File中填入Valve，单击OK按钮便可保存项目。

定义求解器

1）单击主菜单中Define→General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在Solver中，Time类型选择Steady。

2）单击主菜单中Define→Operating Conditions按钮，弹出Operating Conditions（操作条件）对话框。保持默认值，单击OK按钮确认。

定义模型

1）在主菜单中单击Define→Models按钮，弹出Models（模型设定）面板。通过在模型设定面板中双击Viscous，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框。

在Model中选择k-epsilon (2eqn)，在k- epsilon Model中选择Enhanced Wall Treatment，单击OK按钮确认。

2）在模型设定面板双击Energy按钮，弹出Energy（能量模型）对话框，勾选Energy Equation激活能量方程，单击OK按钮确认。

设置材料

单击主菜单中Define→Materials按钮，弹出Materials（材料）面板。在材料面板中，单击Create/Edit按钮便可弹出Create/Edit Materials（物性参数设定）对话框。

在Name中输入water，在Density中输入1000，在Cp中输入4216，在Thermal Conductivity 中输入0.677，在Viscosity中输入8e-04，单击Change/Create按钮创建新物质，在弹出的Question（疑问）对话框中，单击No按钮不替换原来的air物质。

边界条件

1）单击主菜单中Define→Boundary Conditions按钮启动边界条件面板。

2）在边界条件面板中，双击velocity-inlet-5弹出边界条件设置对话框。

Velocity Specification Method中选择Components，X-Velocity中填入0.4，在Turbulence中Specification Method选择Intensity and Hyperdraulic Diameter，Turbulence Intensity填入5，Hyperdraulic Diameter中填入4。

在Thermal选项卡中，Temperature中填入293.15，单击OK按钮确认。

3）同步骤（2）设置velocity-inlet-6，其中Y-Velocity中填入1.2，在Turbulence中Specification Method选择Intensity and Hyperdraulic Diameter，Turbulence Intensity填入5，Hyperdraulic Diameter中填入1。

4）在边界条件面板中，双击pressure-outlet-7弹出边界条件设置对话框。保持默认设置，单击OK按钮退出。

设置计算域

1）单击主菜单中Define→Cell Zone Conditionss按钮启动Cell Zone Conditionss（网格域条件）面板。

2）单击Edit按钮，弹出Fluid（流体域）对话框。

在Material Name中选择Water，单击OK按钮确认。

求解控制

1）单击主菜单中Solve→Methods按钮，弹出Solution Methods（求解方法设置）面板。保持默认设置不变。

2）单击主菜单中Solve→Controls按钮，弹出Solution Controls（求解过程控制）面板。保持默认设置不变。

初始条件

单击主菜单中Solve→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。

求解过程监视

1）单击主菜单中Solve→Monitors按钮，弹出Monitors（监视）面板，双击Residuals-Print, Plot便弹出Residual Monitors（残差监视）对话框。

保持默认设置不变，单击OK按钮确认。

2）在Surface Monitors下单击Create按钮弹出Surface Monitor（表面监视）对话框，勾选Plot和Write，在Report Type 中选择Mass-Weighted Average，在Field Variable中选择Temperature和Static Temperature，在Surface中选择pressure-outlet-7，单击OK按钮确认。

计算求解

单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入150，单击Calculate开始计算。

结果后处理

1）单击主菜单中Display→Graphics and Animations按钮，弹出Graphics and Animations（图形和动画）面板，在Graphics下双击Contous弹出Contous（等值线）对话框。

Contous of选择Pressure，单击Display按钮，显示压力云图。

2）在Graphics下双击Vectors弹出Vectors（矢量）对话框。单击Display按钮，显示速度矢量图。

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