FLUENT气泡上升模拟

本教程演示了使用多相流模型和UDF进行气泡上升的模拟过程。

 1     启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2021→Fluid Dynamics→Fluent 2021命令，启动Fluent 2021。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2     定义模型 

单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Transient，勾选Gravity，Y填入-9.81。

 3     设置湍流模型  

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，勾选Standard k-epsilon模型。

 4     设置UDF 

（1）单击主菜单中User-Defined→Functions→Compiled按钮，导入以下UDF文件。

#include "udf.h"
#define Vh 2.0#define X1 -0.1#define X2 0.0#define X3 0.1#define Y1 0.005#define R1 0.0025
DEFINE_ADJUST(bubble, d){  Thread *mix_th, *pri_th, *sec_th;  cell_t c;  real x[ND_ND];  int nstep;  static int flag = 0;
  mix_th = Lookup_Thread(d, 2);  pri_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 0);  sec_th = THREAD_SUB_THREAD(mix_th, 1);  nstep = RP_Get_Integer( "time-step" );
  if(((nstep%100) == 1) && (nstep > flag))  {     begin_c_loop(c, mix_th)     {       C_CENTROID(x, c, mix_th);       if(((x[0]-X1)*(x[0]-X1)+(x[1]-Y1)*(x[1]-Y1)) < (R1*R1))       {    C_W(c, mix_th) = Vh;    C_VOF(c, pri_th) = 0;    C_VOF(c, sec_th) = 1;        }       if(((x[0]-X2)*(x[0]-X2)+(x[1]-Y1)*(x[1]-Y1)) < (R1*R1))       {    C_W(c, mix_th) = Vh;    C_VOF(c, pri_th) = 0;    C_VOF(c, sec_th) = 1;        }       if(((x[0]-X3)*(x[0]-X3)+(x[1]-Y1)*(x[1]-Y1)) < (R1*R1))       {    C_W(c, mix_th) = Vh;    C_VOF(c, pri_th) = 0;    C_VOF(c, sec_th) = 1;        }      }      end_c_loop(c, mix_th)      flag = nstep;        }}

（2）单击主菜单中User-Defined→Function Hooks按钮，设置UDF函数。

 5     设置材料 

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（2）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择water liquid，单击Copy按钮确认。

 6     设置多相流模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择VOF，单击Apply按钮确认。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，在Phase-1对话框中，Phase Material选择water-liquid，在Phase-2对话框中，Phase Material选择air，单击Apply按钮确认。

（3）设置表面张力为0.071。

 7     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，设置outlet，在air相中，Backflow Volume Fraction填入1，单击OK按钮确认退出。

 8     初始条件 
（1）单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Standard Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

（2）设置初始状态空气的区域。

 9     计算求解 
单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Time Step Size中输入0.001，在Number of Time Steps中输入5000，单击Calculate开始计算。

 10     结果后处理 

（1）进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊