Fluent 动网格实例具体操作步骤

1、Fluent动态网格实例的具体操作过程目录示例：轮廓定义运动3I、残奥仪表说明3II，操作步骤3另一方面，将计算结构域离散化到网格3二、Fluent操作步骤4启动Fluent 14.5求解器42 .初始设定43 .选择湍流模型54 .设置流体物性65 .边界条件的设定66 .动态网格设定87 .设置其他选项9Fluent动态网格实例的具体操作过程在Fluent中，可以使用动态网状模型来模拟流域形状随时间变化的流动。 动网格在汽车发动机气缸运动、阀门开关、机翼运动、飞机弹跳等计算过程中重新建构。CFD中的动态网格大致分为两类： (1)明确规定的网格节点速度。 根据过渡时间，可以很容易地得到位移。

2、 当然，某些求解器(如FLUENT )也通讯端口静态动态网格。 在这种情况下，可以直接指定结节点的位移。 (2)网格节点的速度可以通过求解得到。 六自由度模型基本上就是这样的。 用户将力转换为加速度，并积分为速度。在Fluent中，动态网格包括(1)运动的定义。 主要是PROFILE文件和UDF中的动态网格宏命令。(2)网格的更新。 在FLUENT中，作为网格的更新方法，有网格光顺序、动态层、网格重构三种。 有必要详细了解这些个的网格更新方法的结构、各残奥仪表所代表的具体意义和设定方法、各方法的适用范围。动网格最大的挑战是网格更新后的质量，避免负体积是动网格调整的主要目标。 在避免负网格的同时

3、，努力提高运动更新后的网格质量。固体有限元计算的雷格林网格网格欧拉网格(流体计算)示例：轮廓定义运动I、残奥仪表说明此次事例中采用的场景来自于在流体中高速飞行的物体。 包括子弹头、火箭和导弹。 在此，为了说明profile在动态网格运动定义中的应用，在计算上不考虑高速问题。 问题的说明如下图所示图1 (1是运动刚体，2是计算结构域)图2计算说明：由于未考虑刚体变形，因此在建构区域时，用布尔运算去除1的部分。 计算结构域的全长为300mm，固体运动的最大位移如下所示300-40-30-6毫米=224毫米。为了防止固体边界和计算区域边界重叠，将运动最大距离设定为200mm。 运动速度v=0.4t，

4、运动完成200mm所需的时间可以计算为1s。 取5个时刻数据的点分别是： 0、0.25、0.5、0.75、1 s，对应的速度是： 0、0.1、0.2、0.3、0.4 m/s。profile文件如下所示(移动性变量50)(时间0.250. 50.751)(v_x 0 0.1 0.2 0.3 0.4 ) )说明：在记事板中用以下形式记述，作为. txt文本保存即可。 在此，moveVelocity是简档文件名，transient是过渡状态，5是表示取得的速度和时间变化的点数，在此取5点的time后面将叙述取得的点的时刻值即x，不过，取得的点的x坐标即v_x是所取得的点的x坐标注意：瞬态轮廓可以定义

5、一定程度的网格运动，但有一些缺点。 其中一些最重要的缺陷是：(1)轮廓不能正确定义连续的运动。 使用离散点值进行插值。 为了得到更准确的运动定义，需要定义很多点。(2)有时不能使用轮廓。 例如稳态运动网格。FLUENT定义网格运动，通常使用UDF宏命令，在此不解释详细信息。 详细示例请参见FLUENT UDF手册p182-p188。II .操作程序一、将计算结构域离散化为网格ICEM CFD将计算结构域离散化为网格，但三角形网格适用于二维动态网格，因此在此示例中使用三角形网格。 使用方形网格需要滑动面的处理。 详细的说明，以后网格更新的时候留存。 同样，也不进行边界层处理。为了简化问题描述，周

6、围设为墙壁面，中间区域设为rigid wall (图3 )，通过动态网格进行设定。 全局网格尺寸为2mm，运动边界网格尺寸为1mm图3部件设置网格尤针织面料的总数是19698节点总数： 9845二、Fluent操作程序启动Fluent 14.5求解器双击桌面掌门人上的Fluent图标打开启动对话框计程仪，选择2D求解器，选中双精度选项，喀呖声OK，启动Fluent 14.5，如图4所示。图42 .初始设定找到并选择网格msh文件，然后完成将网格文件通讯端口到Fluent的操作。 检查和修改单位，并在“General”面板中喀呖声“Scale”以确保使用的单位是mm。 喀呖声“Check”检查网

7、格质量，注意最小体积大于0。图5设定求解器后，动态网格的应用很少稳定态，因此选择过渡求解器，General中的其他选项将按如下图所示进行差动奥尔特。图63 .选择湍流模型在“模型”面板中，选择标准k-e湍流模型，如下图所示。图74 .设置流体物性在“Materials”面板中选择air，打开材料设置对话计程仪，然后将液体材料更改为水，如下图所示。在Name栏中输入water。2 )在属性栏中如下输入流体的物理属性密度1000公斤/m 3动力黏性系数0.01千克/(毫秒)等压比热4182 J/(kgm3)导热率0.6 W/(mk )喀呖声“更改/创建”4 )在弹出式对话框计程仪中，喀呖声No .

8、将名为water的流体添加到材料选择列表中，并在材料列表中保留系统的默认流体air。然后喀呖声定关闭图85 .设定边界条件将工作流体设定为水，即设定Cell Zone Condition，将差动奥尔特的结构域媒体设定为water。 具体操作如下：在Zone栏中选择“Edit”可编辑默认奥尔特的结构域设置并打开Fluid设置对话框计程仪，如下图所示。从“Materials Name”下拉列表中选择“water”。3 )喀呖声ok，关闭材料选择对话计程仪。图9在此实例中，边界条件可使用默认设置，因为使用全闭计算结构域且所有边界类型均为wall。 将编辑的配置文件通讯端口到Fluent中。 具体操作

9、如下：在“边界条件”面板中，喀呖声并选择“配置文件”选项以打开“配置文件设置”对话框计程仪，如下图所示。喀呖声“Read”，选择文件类型“All Files”，然后选择将配置文件另存为文本文件的格式。喀呖声Apply并关闭“配置文件设置”对话框计程仪。图116 .动态网格设置6.1网格更新方法在“动态消息”面板中找到“动态消息”选项，然后打开活动网格选项。 检查消息方法目录查询的Smoothing、Layering和Remeshing选项。 各选项的残奥仪表设定分别如下图所示。在Smoothing中，有弹簧平滑和离散平滑两种模型。 激活弹簧平滑模型。 关联的残奥仪表设置位于“Smoothing

10、 (平滑)”选项卡中，可以设置的残奥仪表包括“Spring Constant Factor (弹簧弹性系数)”、laplace节点“relaxation (边界点缓和系数)”、Convergence Tolerance弹簧常数系数：取值的范围 0，1 。 您可以使用此值调整弹簧刚度的大小。 值为0表示弹簧之间没有衰减，边界运动会影响更多内部节点。 此残奥仪表的差动奥尔特值为1。 在实际应用中，当发现在运动边界附近堆积有网格时，可适当减小该残奥仪表，使位移扩散。边界点松弛因子：更新网格位置时使用的残奥仪表。 取值范围 0，1 。 0表示没有进行网格节点的保持，1表示没有进行放松心情处理。 此残奥

11、仪表的默认值为1。 调整此残奥参数可控制每个网格更新的节点的位置。 通常使用差动奥尔特值即可。迭代精度：网格结节点的位移值是通过求解平衡方程得到的。 本残奥仪表是控制方程的求解精度。 通常保持差动奥尔特值。反复次数：起到与反复精度相同的作用。 用于平衡方程的求解控制。 迭代方程如下： 典型地，该残奥仪表可以保持为差速器奥尔特。扩散光顺序方法不再详细描述，其适应情况将简要描述：可应用于任何类型的运动和变形网格的扩散光顺序方法大于弹簧光顺序计算开销(隐式求解扩散方程，弹簧光顺序显式计算结节点位移)，但具有良好的网格质量(特别是非适用于平移运动的扩散光顺序方法与边界层光顺序方法及面区域重构方法不兼容

12、。在“Layering”(动态层)选项卡中，可以设置与动态层模型相关的残奥仪表。 拆分因子(Split Factor )和collapse factor (collapse factor )与Dynamic Mesh Zones中的Cell Height相关联，并在其乘积下定义拆分和合并的属性。在“Remeshing (细分网格)”选项卡中，设置与局部细分模型相关的残奥参数。 ANSYS Fluent包括许多网格重构方法，主要包括局部针织面料重构、局部区域重构、局部平面重构(仅3D )、区域重构、cutcell区域重构(仅3D )和2.5D平面重构(在3D中)。 网格重新建构方法适用于以下网格

13、类型(1)局部网格及局部面重构方法仅对区域中的三角形及四面体片网格有效。 (例如，混合网格区域会忽略非三角形/四面体片网格。)(2)在区域重新建构方法中，将所有其他类型的网格置换为三角形四面体片网格(分别为2D和3D区域)，并在3D边界层中生成楔形、棱柱形网格。(3)区域重新建构方法在2D中仅用于三角形网格，在3D模型中仅用于四面体片网格。 此外，可以在3D边界层中产生楔形/棱柱形网格。(4)切割小区区域重构方法对所有的网格类型都有效。(5)2.5D重构方法只对六面体网格或三角形延伸形成的楔形/棱柱型单元有效。可设置的其他残奥仪表包括最大应变率、最大单元体积、最小单元体积等，主要用于确定需要细

14、分的网格。 Mesh Scale Info用于在设置时引用网格中的残奥仪表。 在默认奥尔特下，如果重新分割的网格优于原始网格，旧网格将替换为新网格；否则，原始网格的分割将保持不变。 如果无论如何都要采用新网格，可以在“Options”(可选)中选择“mustimimprovementskewness”(必须改善应变率)选项。 如果在Options (可选)中启用了Size Function (大小函数)，则还可以使用网格大小分布函数指定需要重新划分的网格。三维模型还包括三个选项：圆柱体、six-dof和实用更新。 其中in-cyliner用于发动机的气缸模拟，six-dof主要用于流体作用于刚

15、体并预测刚体运动。 implicit update用于设置网格更新方法。 默认情况下显式设置。 如果选中此项，网格将被隐式更新。6.2动态网格结构域在动态消息区域中定义运动区域。 具体而言，中间理想刚体的墙面定义为rigid body，如下所示：喀呖声“创建/编辑”选项将打开“动态消息区域”配置对话框计程仪，如下图所示。在区域名称中选择rigid wall，在类型中选择Rigid Body。在消息选项中，将销售高度的值设置为1mm。喀呖声创建并关闭“动态消息区域设置”对话框计程仪。图11此动态网格结构域定义了网格运动的区域和运动类型。 FLUENT中的网格运动类型主要是静止、刚体运动、变形区域

16、、用户定义区域和连接区域(顺序)。静止结构域在网格运动期间，节点在区域中的位置不变。 默认情况下，不设置区域的运动，但是可能需要显式设置静止区域，特别是与刚体区域连接的区域。刚体运动结构域：这是fluent动网格中最常见的运动类型。 通过规定刚体的速度和位移来控制运动。变形字段：节点根据边界的移动而变形。 变形结构域通常与刚体结构域相连。自定义结构域：用户可以使用UDF定义所需的结构域结合带：结节点位移由结合解算器计算，在流固结合计算中，在结合面上通常设定为结合带类型。6.3网格预览喀呖声“Preview Mesh Motion”后，可以按如下方式设置预览网格的运动：喀呖声“Preview Mesh Motion”选项以打开“设置”对话框计程仪。2 )设定时间步数和步数，具体如下图所示进行设定。3 )设定完成后，喀呖声Preview。图1.5注意：在此步骤中，在使用动态网格进行正式计算之前，必须留心已养成预览动态网格更新的习惯。在