fluent风力发电叶片旋转，动网格，6dof，被动旋转

叶片转了不到半圈就报“Negative cell volume detected”，控制台刷了一屏单元ID，回去看网格，叶片尖端那几层单元已经被压成纸片了。流体域太小，叶片尖速比高的时候尾流区膨胀，边界离叶片太近，流场还没充分发展就被壁面逼回来了。把外流场从5倍叶轮直径扩大到15倍，入口到叶片前缘的距离拉到3倍直径，尾流方向留8倍直径，转动区域单独切出来一个圆柱包住叶片和轮毂，圆柱直径比叶轮大一圈，跟静止域用interface连。D:\Fluent_work\wind_turbine\domain_setup.txt。

转动区域的圆柱网格单独划，旋转轴方向跟叶片转轴一致，圆柱表面设成interface，静止域对应位置也设一个interface，Mesh Interfaces里配对。转动区域的网格在叶片表面加密，边界层第一层0.05mm，增长率1.2，层数15，尾缘处再加密一档。静止域可以粗一点，六面体或者多面体都行，interface两侧网格尺寸差控制在2倍以内，差太多插值精度掉得厉害。叶片壁面设Moving Wall，相对速度0，转动区域整个设成Moving Reference Frame或者滑移网格的Rigid Body，看用哪种方法，动网格的话就设Rigid Body。

动网格参数在Dynamic Mesh里，Smoothing和Remeshing都开，弹簧常数因子0.5，Minimum Cell Volume按初始最小单元体积的0.3倍填，Maximum Cell Volume按初始最大单元体积的1.5倍填。6DOF属性在Dynamic Mesh Zones里，叶片设成Six DOF，质量按实际叶片质量，惯性矩从CAD里查，转轴通过轮毂中心，初始角速度给一个小的值，0.1rad/s，不然完全对称不转。被动旋转的力矩来自流场，叶片受力不均产生扭矩，6DOF自己算角加速度。转动惯量填大了转得慢，填小了转得飞快，先按实际值填，跑起来看角速度曲线跟尖速比能不能对上。

边界条件，地面用wall无滑移，其他外边界全设outflow。入口如果也设outflow的话，流场靠叶片旋转自己抽吸，适合风洞式的被动旋转算例，来流速度靠初始化给一个均匀速度场。地面wall对自然风剪切有影响，如果算均匀来流，地面也可以设成symmetry或者slip，看实际工况。外边界设outflow有个好处，流动方向不受限制，叶片旋转引起的回流和侧向流动都能自由进出，不会像pressure outlet那样被反向流动搞出回流报错。D:\Fluent_work\wind_turbine\bc_setup.txt里记着地面wall、其余outflow的配置。

时间步按叶片转过1度来算，额定转速下转一圈的时间除以360就是时间步，如果转速未知，先给一个初始角速度，按角速度反算。Courant数界面锁0.25，全局2，6DOF子步数设10到20，每个时间步内迭代十几次物体运动，算得准一点。VOF不用开，单相空气，密度1.225，粘度1.789e-5，湍流用SST k-omega，y+控制在1到5之间。压力速度耦合PISO，压力PRESTO，动量二阶迎风，动网格的更新方法用Diffusion，Diffusion Parameter设1.5到2.0，太大的话网格变形分散到远处，太小集中在叶片附近容易畸变。

收敛判据，残差连续性和动量降到1e-4以下，能量不用开，6DOF的角速度监测曲线稳定或者周期性波动才算收敛。叶片转起来之后叶尖的力矩周期性变化，角速度在某个平均值附近小幅波动，不是一直往上飙。升力系数和阻力系数也监测一下，波动幅值跟文献对比。跑完用CFD-Post看叶片表面的压力分布，前缘驻点压力最高，尾缘处有分离，叶尖涡在转动区域的外围，涡量图能看到螺旋形的尾迹。

下次把转动区域从圆柱改成球体包住整个叶轮，叶片旋转的时候圆柱的端面效应会影响叶尖涡，球体对称性好一些，那个球体直径是……

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