内容纲要

本文简单且完整地介绍如何利用ACT定义Fluent仿真计算流程。

案例ACT要实现的功能包括：

导入msh文件
指定湍流模型
指定进出口边界
指定迭代次数
执行计算

1 计算模型描述

用一个最简单的计算模型进行ACT测试。测试模型如图所示。

尽可能简单的案例。考虑一个长度100 mm，直径20 mm的圆管，入口速度1 m/s，流体介质为液态水（密度1000 kg/m3，动力粘度0.001 Pa.s)。

雷诺数：

采用SST k-omega湍流模型进行计算。计算中采用2D轴对称模型，计算模型如图所示。

2 准备TUI

Fluent ACT开发，其核心功能实现来源于TUI。因此先把TUI命令挑出来，多调试几次，确保运行顺畅。

;打开网格文件Ex.msh
/file/read-case "EX.msh"
;修改空间形式为轴对称
/define/models/axisymmetric? yes
;设置湍流模型为realizable k-epsilon模型
/define/models/viscous/ke-realizable? yes
;改变默认材料air为water,并修改其密度与粘度值
/define/materials/change-create air water yes,1000,,yes,0.001,,,yes
;设置入口速度为2m/s
/define/boundary-conditions/set/velocity-inlet ,,vmag,2 q
;采用混合初始化
/solve/initialize/hyb-initialization
;指定迭代次数为300次并执行计算
/solve/iterate/300
;保存cas及dat文件
/file/write-case-data EX2.cas

3 搭建ACT

现在搭建一个ACT框架，从网格导入到求解计算。界面GUI构造可利用ANSYS提供的APP Builder来完成。

启动ANSYS Workbench，点击工具栏按钮ACT Start Page打开ACT Home面板

点击按钮Open App Builder打开APP设计程序

选中按钮新项目打开项目创建对话框

设置项目名称及路径

点击按钮添加产品

选择产品为Fluent，点击OK按钮关闭对话框

点击按钮新建向导创建新的向导

指定新的向导名称及标签

点击下图所示按钮，添加文件打开对话框控件

指定控件属性及属性标签，如下图所示

添加浮点数控件Density，指定属性名、标签、默认值及单位

添加浮点数控件viscosity，指定属性名、标签、默认值及单位

添加浮点数控件velocity，指定属性名、标签、默认值及单位

添加整数控件numIteration，指定属性名、标签、默认值及单位

构建完毕后如下图所示

右侧面板选择回调函数为Update，并输入代码

输入以下代码：

tui = ExtAPI.Application.ScriptByName("TUI")
 
filename = step.Properties["importFile"].Value
tui.SendCommand("""/file/read-mesh {0} """.format(filename))
tui.SendCommand("""/file/read-case EX.msh""")
tui.SendCommand("""/display/mesh ok""")
 
tui.SendCommand("""/define/models/axisymmetric? yes""")
tui.SendCommand("""/define/models/viscous/ke-realizable? yes""")
 
dens = step.Properties["Density"].Value
vis = step.Properties["viscosity"].Value
vel = step.Properties["velocity"].Value
nt = step.Properties["numIteration"].Value
 
tui.SendCommand("""/define/materials/change-create air water yes,{0},,yes,{1},,,yes""".format(dens,vis))
 
tui.SendCommand("""/define/boundary-conditions/set/velocity-inlet ,,vmag,{0} q""".format(vel))
tui.SendCommand("""/solve/initialize/hyb-initialization""")
tui.SendCommand("""/solve/iterate/{0}""".format(nt))

点击如下图所示工具栏按钮输出为脚本扩展

此时文件夹内结构如图所示。

4 代码

用文本编辑器打开pipeDemo.xml文件，其内容为：


<extension name="pipeDemo">
  <imagedirectory>.imagedirectory>
  <guid>c8d33dfd-dc23-4b56-ba87-ffe89f3ba132guid>
  <script src="IDEGeneratedMain.py" />
  <wizard name="mywizard" caption="mywizard" version="1" context="Fluent">
    <step name="workflow" version="0" caption="工作流程">
      <property control="fileopen" name="importFile" caption="导入文件：" persistent="False" parameterizable="False" />
      <property control="float" name="Density" caption="密度：" persistent="False" parameterizable="False" default="1000 [kg m^-3]" unit="Density" />
      <property control="float" name="viscosity" caption="粘度：" persistent="False" parameterizable="False" default="0.001 [Pa s]" unit="Dynamic Viscosity" />
      <property control="float" name="velocity" caption="入口速度：" persistent="False" parameterizable="False" default="2.0 [m s^-1]" unit="Velocity">
        <help>输入入口速度help>
      property>
      <property control="integer" name="numIteration" caption="迭代次数：" persistent="False" parameterizable="False" default="300">
        <help>输入迭代次数help>
      property>
      <callbacks>
        <onupdate>onupdateSteponupdate>
      callbacks>
    step>
  wizard>
extension>

可以看到前面的界面搭建工作实际上是构造了这么一个文件，所有信息都在此文件中。

注意文件中原本有2个回调函数onupdateStep及onresetStep，我这里删掉了onresetStep。在onupdateStep用于实现脚本功能。函数在文件IDEGeneratedMain.py中定义。

在在onupdateStep函数中执行TUI脚本。

def onupdateStep(step):
    tui = ExtAPI.Application.ScriptByName("TUI")
 
    filename = step.Properties["importFile"].Value
    tui.SendCommand("""/file/read-mesh {0} """.format(filename))
    tui.SendCommand("""/file/read-case EX.msh""")
    tui.SendCommand("""/display/mesh ok""")
 
    tui.SendCommand("""/define/models/axisymmetric? yes""")
    tui.SendCommand("""/define/models/viscous/ke-realizable? yes""")
 
    dens = step.Properties["Density"].Value
    vis = step.Properties["viscosity"].Value
    vel = step.Properties["velocity"].Value
    nt = step.Properties["numIteration"].Value
 
    tui.SendCommand("""/define/materials/change-create air water yes,{0},,yes,{1},,,yes""".format(dens,vis))
 
    tui.SendCommand("""/define/boundary-conditions/set/velocity-inlet ,,vmag,{0} q""".format(vel))
    tui.SendCommand("""/solve/initialize/hyb-initialization""")
    tui.SendCommand("""/solve/iterate/{0}""".format(nt))