基于Fluent卡門渦街現(xiàn)象的模擬

2017-05-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

卡門渦街現(xiàn)象:在一定條件下的定常來流繞過某些物體時,物體兩側(cè)會周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦,經(jīng)過非線性作用后,形成卡門渦街,而其中最著名的實驗當屬圓柱繞流模擬渦脫落。

操作流程:

①:建立幾何模型如下:一圓柱直徑1unit,距離來流口11.5unit,尾流口20unit,上下岸均12.5unit,保存為x-t格式。

基于Fluent卡門渦街現(xiàn)象的模擬fluent培訓(xùn)課程圖片1

②:導(dǎo)入建立的幾何模型到hypermesh中,進行流體網(wǎng)格劃分如下,為更好地模擬渦脫落現(xiàn)象,因此在圓柱周圍以及尾流和來流部分網(wǎng)格劃分比較細密,由于流體網(wǎng)格劃分經(jīng)驗很少,而為了得到較為精確的結(jié)果,因此整體劃分均比較細。設(shè)置好流體入口,出口以及墻壁,流體部分,然后導(dǎo)出為Fluent格式文件。

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③:打開workbench,拖入Fluent模塊,導(dǎo)入剛才導(dǎo)出的有限元模型,進入Fluent主界面設(shè)置相關(guān)參數(shù)。由于要模擬卡們渦街現(xiàn)象,因此使用瞬態(tài)分析類型,雷諾系數(shù)應(yīng)設(shè)置合適,這里使用雷諾系數(shù)150進行分析。由于要保證得到150的雷諾系數(shù),而Re=來流速度*圓柱直徑*液體密度/液體粘度系數(shù),因此將進口流速設(shè)置為1m/s,粘度系數(shù)設(shè)置為1,液體密度設(shè)置為150。又由于圓柱的無量綱頻率約為0.2,因此脫落周期為5s,為了抓住脫落現(xiàn)象,因此每次脫落分析步數(shù)至少為25次,故時間步長為5/25=0.2s,每步迭代次數(shù)30次,設(shè)置分析步數(shù)為600步,每隔10步保存一次結(jié)果,為后期動畫制作使用。