4.2 顶盖驱动流(9) revised by huang 2009-0318.doc

4.2顶盖驱动流需要理论说明一下这里的顶盖驱动流的原理！便于读者理解。这里需要增加标题之间的衔接语言，请增加/增加。4.2.1物理模型在一个正方形的二维空腔中充满等密度的空气，方腔每边长为0.1m，其顶板以0.1m/s的速度向右移动，同时带动方腔内流体的流动，流场内的流体为层流。计算区域示意图如图4-2-1所示。图4-2-1 计算区域示意图4.2.2在Gambit中建立模型在Gambit中建立模型的操作步骤如下：Step1：启动Gambit并选择求解器为Fluent5/6。Step2：创建面操作：打开对话框如图4-2-2所示。输入长度和宽度10，在Direction中选择XY Centered。图4-2-2 创建面设置对话框Step3：划分面网格操作：打开对话框如图4-2-3所示，Shift+鼠标左键选择正方形面，Internal size=0.5，其它保留默认，点击Apply确认。划分后的网格如图4-2-4所示。 图4-2-3 网格划分设置对话框 图4-2-4 计算区域网格图Step4：设置边界类型操作：l 在Name栏输入边界名称wall-1，将Type栏选为Wall，在Entity栏选取Edges，并选中方腔顶部边线。l 在Name栏输入边界名称wall-2，将Type栏选为Wall，在Entity栏选取Edges，并选中方腔其它三条边线。Step5：输出网格文件操作：Filmexportmesh打开对话框如图4-2-5所示，选中Export 2-D mesh 前面的复选框，输出网格文件。图4-2-5 网格文件输出对话框4.2.3求解计算求解计算的操作步骤如下： Step1：启动Fluent选择2d单精度求解器，点击Run，如图4-2-6所示。 图4-2-6 启动求解器 图4-2-7 网格尺寸设置对话框Step2：导入并检查网格1读入网格文件操作：FileReadCase.找到文件后，单击OK按键确认。2检查网格操作：GridCheck网格读入后，一定要进行网格检查，注意最小体积不能为负值。3网格比例设置操作：GridScale.在Gambit中，生成网格使用的单位是cm，在Grid Was Created In下拉菜单中，选取cm，如图4-2-7所示，然后单击Scale，关闭对话框。4显示网格操作：DisplayGrid.Step3：选择计算模型1设置求解器操作：DefineModelssolve.保留默认设置。点击OK确认。Step4：定义流体材料性质操作：DefineMaterials.打开对话框如图4-2-8所示，在该对话框中可定义材料的物理属性，也可以从材料数据库中选择其它材料，或者创建新的材料。在本例中，只要选择空气就可以了，在定义空气的物理性质进行一些调整。（1）将Density的值改为1；（2）将Viscosity中的值改为2e-05；（3）点击Change/Create，然后关闭对话框。图4-2-8 材料设置对话框Step5：设置边界条件操作：DefineBoundary Conditions.打开“Boundary Conditions”设置对话框如图4-2-9所示。图4-2-9 边界选择对话框1.设置顶部壁面的边界条件在Zone下面选择wall-1，它对应的边界条件类型为Wall，然后单击Set按键，打开wall-1边界条件设置的对话框如图4-2-10所示。（1）在Wall Motion中选择Moving Wall，这样就可以把顶部壁面设置为运动的；（2）在Speed中输入速度的大小0.1m/s；（3）保留其它的默认设置；（4）点击OK确认。图4-2-10 顶部壁面设置对话框2.保留其它边界的默认设置（默认其它三面为静止壁面）。Step6：求解方法的设置及其控制1求解参数的设置操作：SolveControlsSolution.本例只需保持默认的求解参数设置即可。2打开残差图操作：SolveMonitorsResidual.打开残差设置对话框如图4-2-11所示，选择Option下面的Plot，计算时将动态的显示残差曲线。保留其它默认设置，点击OK确认。图4-2-11 残差设置对话框3流场初始化操作：SolverInitializeInitialize.打开初始化对话框如图4-2-12所示，依次点击Init、Apply和Close按键即可。 图4-2-12 初始化对话框 图4-2-13 迭代设置对话框4保存case文件操作：FileWriteCase.5.开始迭代操作：SolverIterate.打开对话框如图4-2-13所示，在Number of Iteration（迭代次数）栏内输入100；点击Iterate开始计算。图4-2-14 迭代残差图6.保存date文件操作：FileWriteDate.迭代大概85次后，计算收敛，保存Date文件。4.2.4计算结果对这里的计算结果可以适当评价一下。可以加入作者自己的经验性语言。这里需要增加衔接语言。增加。1.显示流函数等值线图操作：DisplayContour.打开对话框如图4-2-15所示。（1）在Contour Of下拉列表中选择Velocity.和Stream Function；（2）点击Display。图4-2-15 等值线设置对话框流函数等值线图如图4-2-16所示。图4-2-16 流函数等值线图2显示速度矢量图操作：DisplayV