4.6 弯通道流动(7).doc

4.6弯通道流动4.6.1物理模型在实际生活和工程中，弯通道中的流动现象是经常能遇到的。本节将介绍如何模拟如图4-6-1所示的三维弯通道中的流动状况。图4-6-1 弯通道示意图弯通道的横截面为一个边长为100mm的正方形，其平直部分的长度为500mm，弯曲部分的半径为200mm，水流以0.1m/s的速度从通道的一面进入。4.6.2在Gambit中建立模型Step1：启动Gambit并选择求解器为Fluent5/6。Step2：创建节点操作： 打开“Create Real Vertex”对话框，在该对话框中输入各个点的坐标（各点坐标可参考弯通道的几个尺寸）。创建的节点如图4-6-2所示。图4-6-2 创建的节点示意图 Step3：由节点创建线（1）创建直线操作：创建弯通道的平直边线。（2）创建圆弧操作：打开创建圆弧对话框，选择方式为过三点画弧，创建弯曲部分边线。Step4：由边线创建面操作：打开创建面对话框如图4-6-3所示，Shift+鼠标左键依次点击计算区域外围边线上的各条线段。点击Apply确认。 图4-6-3 创建面对话框 图4-6-4 拉伸体对话框Step5：由面拉伸成体操作：打开对话框如图4-6-4所示，（1）在Face中选择face.1（通道截面）；（2）在Path项，选择Vector；（3）点击Path下面的Define，打开对话框；（4）选中Magnitude左边的复选框，并输入100；（5）点击Apply确认，关闭Vector Definition对话框；（6）点击Apply，关闭Sweep Faces对话框。Step7：划分体网格操作：打开对话框如图4-6-5所示，Interval size=10，其他设置保留默认。图4-6-5 体网格划分对话框Step7：设置边界类型操作：l 在Name栏输入边界名称inlet，将Type栏选为Velocity-inlet，在Entity栏选取Face，并选中通道左边截面为进口边界。l 在Name栏输入边界名称outlet，将Type栏选为Outflow，在Entity栏选取Face，并选中通道另一边为出口边界。Step8：输出网格文件4.6.3求解计算Step1：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mm，在Grid Was Created In下拉菜单中，选取mm，如图4-6-6所示，然后单击Scale，关闭对话框。图4-6-6网格尺寸定义对话框4显示网格操作：DisplayGrid.Step2：选择计算模型1.设置求解器操作：DefineModelssolve.打开求解器设置对话框，保留默认设置，点击OK确认。Step3：定义流体材料操作：DefineMaterials.打开材料设置对话框，本例中流动介质为水，从FLUENT材料数据库中直接复制水的物理属性即可。Step4：设置边界条件操作：DefineBoundary Conditions.打开边界选择对话框如图4-6-7所示。 图4-6-7 边界选择对话框 图4-6-8 流体区域设置对话框1设置fluid流体区域的边界条件在Zone下面选择fluid，它对应的边界条件类型为fluid，然后单击Set按键，打开fluid边界条件设置的对话框如图4-6-8所示。在Material Name下拉列表中选择water-liquid；2设置入口速度边界条件 在Zone栏中选择inlet，则在右边Type栏内显示其类型为Velocity-inlet，点击Set.，则打开速度边界设置对话框，在Velocity Magnitude（入口速度）一栏内输入0.01，右侧栏内选择constant（常值）；3设置出口边界条件在Zone栏中选择outlet，点击Set.，则打开出口边界设置对话框如图4-6-9所示，保留默认设置，点击OK确认。图4-6-9 出口边界设置对话框4保留壁面的默认设置Step5：求解方法的设置及其控制1.求解参数的设置操作：SolveControlsSolution.打开对话框如图4-6-10所示，保留默认设置，点击OK确认。图4-6-10求解参数设置对话框2打开残差图操作：SolveMonitorsResidual.打开残差设置对话框，选择Option下面的Plot，Convergence下面对应的数值均为0.00001，如图4-6-11所示。点击OK确认。图4-6-11 残差设置对话框3流场初始化操作：SolverInitializeInitialize.打开初始化对话框，并且设置Compute from为inlet，依次点击Init、Apply和Close按键即可。4保存case文件5.开始迭代操作：SolverIterate.输入迭代次数200，开始迭代。6保存date文件迭代收敛后，保存date文件。4.6.4计算结果1显示出口速度等值线图操作：DisplayContour.打开Contours对话框，在Contour Of 下拉列表中选择Velocity.和Velocity Magnitude，选择Surfac