FLUENT柔性振动膜模拟

本教程的目的是说明如何使用用户定义函数（UDF）来控制带有旋转叶片和柔性振荡膜的通用流动装置的动态网格。旋转叶片和振荡膜的运动具有较大的振幅，需要采用局部重划。叶片的旋转、膜的振荡以及节点沿外壳顶壁的滑动通过UDF进行定义和控制，UDF利用了动态网格模型特有的三个宏。

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 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，启动Fluent 2021 R1。

（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Solver中Time选择Transient，进行瞬态计算。

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，在Model中选择Laminar，单击OK按钮确认。

4 设置动网格

（1）单击主菜单中User-Defined→Functions→Compiled，弹出

Compiled UDFs对话框。导入编写好的UDF文件。

UDF内容如下：

#include "udf.h"
#define  omega      1.0         #define  R          0.109       
DEFINE_CG_MOTION(butterfly_flex_UDF, dt, cg_vel, cg_omega, time, dtime){cg_vel[0] = 0.0;cg_vel[1] = 0.0;cg_vel[2] = 0.0;
cg_omega[0] = 0.0;cg_omega[1] = 0.0;cg_omega[2] = omega;}
DEFINE_GRID_MOTION(moving_arc, domain, dt, time, dtime){Thread *tf = DT_THREAD (dt);face_t f;Node *node_p;real alpha, theta, x, ymag, yfull, y;int n;  
begin_f_loop (f, tf){f_node_loop (f, tf, n){node_p = F_NODE (f, tf, n);
if (NODE_POS_NEED_UPDATE (node_p)){NODE_POS_UPDATED (node_p);
x     = NODE_X (node_p);ymag  = sqrt (R*R - x*x) + 0.03;yfull = ymag - 0.1;y     = - 0.1 + yfull * sin(theta);NODE_Y (node_p) = y;}}}end_f_loop (f, tf);}