本案例演示了如何使用 LES模型来模拟热对流过程。首先在DM中导入几何模型,然后进入Mesh对几何模型进行网格划分及边界命名,接着利用Fluent进行求解,最后在CFD-POST进行后处理。案例基于3D、瞬态计算。

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材料 |
几何模型 |
边界条件 |
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空气 |
整长:20 m 整宽:1 m 整高:10 m |
VelocityAir = 20 m/s |
▼ 将Fluid Flow (Fluent)拖入右边空白界面。

▼ 将模型导入进Geometry中。

▼ 生成模型。

▼ 关闭DesignModeler然后打开Mesh,具体网格划分建如下视频。


▼ 打开Setup,弹出Fluent登录界面进行设置。

3.1General设置
▼ 将Time改为Transient,勾选Gravity,将Y设置为-9.81。

3.2Model设置
▼ 打开能量方程Energy Equation。

▼ 激活LES模型,勾选Viscous Heating。

▼ 点击OK。

3.3Cell Zone Conditions 设置
▼ 双击Cell Zone Conditons,点击Operating Conditions...,勾选Specified Operating Density,点击OK。

3.4Boundary Conditions设置
▼ 选中inlet,点击Edit…,速度设置为20 m/s,点击OK。

▼ 选中interface 2,点击Thermal,选中Coupled,Wall Thickness设置为0.001,点击OK。

3.5进行初始化设置
▼ 选中Hybrid Initialization,点击Initialize进行初始化。

3.6Patch设置
▼ 点击Patch。

▼ 选中fluid-domain,然后选中Temperature,改为285,点击Patch。

▼ 选中solid,然后选中Temperature,改为325,点击Patch。

3.7Calculation Activities 设置
▼ 按图中设置。

3.8Run Calculation设置
▼ Time StepSize(s)设置为0.0015,Number of Time Steps设置为20000,Max Iterations/TimeStep设置为25,点击Calculate开始计算。

▼ 速度云图(彩色)。

湍流运动是由许多大小不同的旋涡组成的。那些大旋涡对于平均流动有比较明显的影响,而那些小旋涡通过非线性作用对大尺度运动产生影响。大量的质量、热量、动量、能量交换是通过大涡实现的,小涡的作用表现为耗散。流场的形状,阻碍物的存在,对大旋涡有比较大的影响,使它具有更明显的各向异性。小旋涡则不然,它们有更多的共性和更接近各向同性,因而较易于建立有普遍意义的模型。基于上述物理基础,人们形成了大涡模拟思想:把湍流运动分成大尺度和小尺度两部分运动,小尺度量通过模型建立与大尺度量的关系,大尺度量通过数值计算得到。很明显,只要尺度足够小,小尺度量模型将会具有更多的普遍性,大涡模拟更加有效。