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文档简介

1、基于fluent的圆柱绕流模拟引言：使用网格划分软件gambit进行模型的建立还有网格划分，然后使用计算流体力学软件FLUENT,模拟均匀来流绕固定圆柱的流动，得到流场的流函数等值线图和速度矢量图，并且，模拟雷诺数为40，100，200,400时的绕流流动，得到了各个雷诺数下的计算域内的流动情况。计算结果表明:当雷诺数增加时,流动表现出一系列不同的构造。在雷诺数约为40前后流场有明显变化。小于这个数时,存在一对位置固定的旋涡。大于40时,流场开始变得不稳定,旋涡扩大、脱落、又生成,逐渐发展成两排周期性摆动和交错的旋涡。并与实验及数值模拟结果比较,确认FLUENT能够很好地预测流动结构。一控制方

2、程对于不可压缩粘性流体，在直角坐标系下，其运动规律可以用N-S方程来描述，连续性方程和动量方程分别为：1.1)1.2)dua(uu)ibpaau,TOC o 1-5 h zI+/1=+(VI)ataxpaxaxaxjijj二求解问题的数学模型和数值方法2.1问题描述和模型建立一个无穷长直径为20cm的圆面积柱体，放置在无穷远来流速度为0.01m/s不受干扰的均匀横流中，如图所示。入口出口图1模拟对象图中，L=100cm，计算域直径W=20cm,入口距离圆柱20cm。对应的网格划分如图所示：图2模型网格2.2数值方法此次模拟中主要运用到了SIMPLC算法，它是对SIMPLE算法的一种改进,其计算

3、步骤与SIMPLE算法相同，只是压力修正项中的一些系数不同，可以加快迭代过程的收敛SIMPLE算法：基本思想如前面讲求解器的那张图中解释分离式求解器的例子所示的一样，这里再贴一遍：1假设初始压力场分布。2利用压力场求解动量方程，得到速度场。3利用速度场求解连续性方程，使压力场得到修正。4根据需要，求解湍流方程及其他方程5判断但前计算是否收敛。若不收敛，返回第二步。简单说来，SIMPLE算法就是分两步走：第一步预测，第二步修正，即预测一修正。计算过程中的离散格式为二阶迎风离散格式，这种离散格式能够加速收敛，湍流模型选择的是层流，这样在非定常计算时,每一个时间步长内流体变化很小，不会发生突变之类，

4、可以看出层流。三数值计算结果及其分析31问题模拟结果对速度进行了模拟之后，得到了速度轮廓图线如图:170e-021626-021536-021.2fe-0211116-029.3&B-O3&5Q0-G37.fl5e-O3fl.8De-(35.95e-O35.1De-033/DfrW17De-03B.SDChCM图3速度轮廓图线同时，还有相应的速度矢量图:1X畑皿I4如吐133021276-0211&e-CQ1106-021Q2ft-O29440时,流场开始变得不稳定，旋涡扩大、脱落、又生成,逐渐发展成两排周期性摆动和交错的旋涡。与实验及数值模拟结果比较,确认FLUENT能够很好地预测流动结构。利用计算流体力学软件FLUENT可以成功地模拟圆柱绕流问

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