ANSYS WB之Fluent入门.doc

ANSYS WB之Fluent入门Fluent是流体仿真的高级工具，其能力有口皆碑，这里就不累述了。WB中的Fluent，简化了以往建模和网格划分等环节，并且后处理也非常方便。实际使用后，我觉得WB的Fluent流程非常清晰。所以特写此贴，方便以往没有接触过Fluent的朋友按图索骥。备注：这个教程，基本和Fluent帮助的第一个算例非常相近，不清楚的地方可参看官方教程。特别是一些关键的设置，可以通过帮助文件直接索引到技术文档。本例是一个三通的混液器，入口进来三种不同速度，不同温度的水。先上最终的结果图（Q0）三通管道是在ProE里创建的（Q1），可直接下载附件：threeinlet.prt.rar通过ProE上方的AnsysWB菜单栏，直接进入WB（Q2）这是WB里出现“几何”模块。双击进入“几何编辑器”选择第一个“导入特征”，右键选择生成（Q3）。之后再编辑器中，生成几何形体（Q4）然后再WB中，拖进来一个“Mesh”模块。把几何连接到Mesh模块（Q5）双击打开“Mesh”界面（Q6）在Mesh模块中，进行必要的，针对流体网格划分的设置（Q7）1：从Outline的Mesh进入2：目标软件设置为CFD的Fluent3：Size部分按图设置4：特别是Inflation部分，Use Automatic Inflation设置为“Program Control”。这样可以自动生成壁面层。备注：流体的壁面层性质是非常特殊的，因此网格划分会专门考虑这点。WB针对Fluent的自动网格划分，可在四面体网格基础上，走动生成壁面网格，速度非常快，质量也很不错。虽然同六面体网格相比肯定不足，但对于简单的几何，已经非常理想了。特别是现在电脑日新月异，即便较为复杂的几何，这种网格都是能算的，仅时间长点而已。ANSYS WB之Fluent入门 1后面这步很重要。要约定入口，出口。方法是选定一个入口，右键选择“Create Named Selection”（Q8、Q9、Q10）。我分别把三个入口设定为“Inlet01”、“Inlet02”和“Inlet03”；把出口设定为“Outlet”然后在Outline中，选择Mesh的Update（Q11）生成的网格数量太庞大的（Q12），今后计算时间长。对于这种简单的模型没有必要。因此将Size部分的几个参数，放大一倍，单元格数量减少（Q13）。另外，关心单元格质量的朋友，可通过“Mesh Metric”判断单元格的质量。具体可查询帖子和帮助文件。注意最后要保存项目。这样网格文件才生成并记录在硬盘上（Q14）然后向WB中，拖入一个“Fluent”仿真（Q15），将Mesh连接到“Setup”上（Q16）。双击进入Fluent环境第一步是进行基础的设置。有多处理器的朋友可以笑了（Q17）：ANSYS WB之Fluent入门 2简单介绍一下Fluent的界面（Q18）1：左侧瀑布菜单2：属性页（打开不同的部分，属性页相应变化）3：图形界面。导入Mesh的时候，可以看见Mesh；计算的时候可以显示残差和监控点等4：命令窗口。很多信息，用的时间长了，你就明白求解器在干WHAT了此时还可以看见5：如后是蓝色的6：出口是红色的由瀑布菜单从上到下的General开始设置（Q19）：1：可以检查一下Mesh情况（如果是从某第三方软件导入的Mesh，就很值得一做了）2：求解类型，默认是压力方式。（如果是复杂的，高速流等，可使用质量方式。这是Fluent很强大的一个地方具体看帮助）3：稳态分析4：可以调整单位（事实上，水管很多时候都用英制标准。单位设置就非常重要了）然后是模型类型（Q20）首先要打开“Energy”开关。因为我们要考虑不同温度的水的换热。其次要打开粘性设置（Q20D5）。采用K-epsilon模型。并使用增强型壁面算法。这些设置同不同的流体，不同的速度，不同的研究方式均有关，博大精深，详见帮助。之后，进入Marterial，从库中Copy一个H2O出来备用（Q21）。然后进入计算区域菜单，此时不用修改什么。注意识别到的求解域，是流体的（Q22）：然后对进出口的属性进行设置（Q23）将Inlet01，入口速度设置为2米；将推流类型按图示设置（这个地方值得深入学习。看帮助吧）以此类推，将Inlet02 设置为流速1.5米，湍流相关两项为5%和0.1；将Inlet03设置为流速0.75米，湍流相关两项为5%和0.1；将出口的湍流相关系数设为5%，0.1注意，还需要设置各个入口的温度（在选项卡的第二页上，Q24）。Inlet01是300K；Inlet02是330K；Inlet03是350K。ANSYS WB之Fluent入门 3按照标准的帮助文件教程，后续设置了一个Solution Method为“Green-Guss Node Based”。这个我也没有研究，看帮助吧。不修改默认设置，也能解出来。因此这个设置，肯定是和例子本身有关的。求解前，需要手动初始化一次（Q25）然后就是求解了（Q27），可以先设定较小的迭代次数，例如100次。观察收敛情况。没有反常的话，再加大次数。求解器会接着101次继续计算。这个例子算了522次才收敛。主要是连续性方程收敛得比较慢（Q29）求解完成后，点击Fluent的保存。它会将结果写到硬盘文件中（Q30）在WB中，插入一个流体后处理单元（Q31）进入Result模块，新建一个平面（Q32），并创建一个云图，定位在这个平面上，观测速度和温度等（Q33）仿真就介绍完毕了。最后看看WB里，几个模块的关系（Q34）总结：1：使用WB中的Fluent对流体求解，方便程度略逊于CFD；但相比原来独立的Fluent，还是有非常大的进