Ansys Fluent-叶轮/风扇旋转的多重参考系/旋转坐标系

右侧边界条件里找到旋转域，点Edit进去，Momentum标签页拉到最底下，Frame Motion那个勾选框死活看不到，往上翻，Motion Type下拉框里选Moving Reference Frame，Frame Motion才冒出来。路径D:\Fluent_work\mrf_fan\fan_rotor.msh。

旋转域设Moving Reference Frame，Rotational Velocity下面Speed填转速，单位跟General里的Unit一致。有人把rad/s和rpm搞混，叶片表面压力直接起飞。转轴原点和方向按右手定则填，默认(0,0)就行，Z轴方向(0,0,1)。旋转域完整包住叶片和轮毂，往外延伸到至少1.2倍叶轮直径，交界面避开尾迹区和回流区，通常放在叶片出口1.5倍弦长之后。静止域就一个压力入口一个压力出口，入口总压200Pa，出口静压0Pa，跟教程里的离心风机参数一样，261 rad/s的角速度，32片叶片，弦长13.5mm。

叶片壁面设Moving Wall，Motion选Rotational，旋转中心和方向跟旋转域保持一致，Speed填0，这是相对速度为零的写法。旋转域转了，叶片相对旋转域静止，实际效果就是叶片跟着转。叶片壁面如果设成绝对速度0，那叶片在绝对坐标系里不动，旋转域转了但叶片没转，算出来的是个搅拌器的流场。这个设置顺序在Fluent User's Guide里写得很清楚，壁面速度要么给绝对速度，要么给相对速度，给相对速度0的前提是相邻流体域已经设好了旋转参考系。

Interface这块，网格是非正则的话，交界面两侧不共用节点，必须用Mesh Interfaces手动创建，选重合的两个面，Create，左右两侧都显示出来才算数。网格共节点的话不用建interface，Fluent自动连上。Frozen Rotor是MRF处理交界面的标准方法，在interface上直接传递数据，不考虑旋转域相对静止域的实际运动，算出来的是一个冻结在特定位置的瞬时流场。Mixing Plane对周向做平均化处理，得到的是高速旋转下的平均流场，回流严重的时候收敛困难，风道里有回流的场合别用。

收敛困难的时候先降转速跑，从1000转开始，收敛了再加到2000、3000，最后到额定转速。直接上额定转速，离心力和科里奥利力跟压力梯度耦合不上，残差震荡不降。Frozen Rotor初始化之后再切MRF也能提高稳定性，先用Frozen Rotor跑几十步把流场大致建起来，再切回MRF继续算。松弛因子压力从0.3降到0.2，动量从0.7降到0.5，收敛慢但稳。湍流模型用SST k-ω，旋转机械和分离流的标准选择，近壁y+控制在1到5之间。收敛判据不只看残差，还要监测出口质量流量和某个点的静压，质量流量波动在0.5%以内、静压稳定了才算收敛。

滑移网格跟MRF的区别，MRF冻结转子位置求伪稳态解，滑移网格每个时间步物理旋转旋转域的网格，通过非共形界面插值。滑移网格的精度比MRF高，叶尖回流和局部涡流的细节能捕捉到，但计算时间是MRF的7到8倍。设计点效率预测用MRF就够了，叶片通过频率的脉动、尾流干涉、噪声预测这些才需要滑移网格。时间步按每个叶片通过取20到50步来算，3000rpm、12片叶片、每叶片30步的话Δt=60/(3000×12×30)=55.6μs。先用MRF稳态算收敛，再切滑移网格做瞬态，初始流场有了，启动时间短不少。

P-Q曲线跑的时候，第一步把进出口都设压力边界，表压0Pa，跑出来的流量是Qmax，阻力最小的工况。第二步把入口改成质量流量入口，出口保持压力出口，流量取Qmax的0.1到0.9倍，每档跑一个点，记录对应的压差。第三步把数据画成曲线。用参数化在Workbench里一次跑完所有流量点，不用手动改边界条件一个个提交。

D:\Fluent_work\mrf_fan\下面那个run01跑的是261 rad/s，收敛了，残差降到1e-4以下，出口质量流量稳定在1.83 kg/s，跟教程参考值差2%左右。下次把转速降到2000 rpm再跑一遍看P-Q曲线的斜率，还有那个interface的网格在交界面两侧尺寸差得有点多，下次把静止域靠近交界面的网格加密到跟旋转域一样，那个网格尺寸是……

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