FLUENT耗子尾枝模拟

本教程演示了如何使用Workbench的System Coupling模块来实现Fluent和Mechanical之间双向流固耦合计算。

 1     启动Workbench并建立分析项目 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Fluid Dynamics→Fluent 2020命令，启动Fluent 2020。

（2）分别双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Transient Structural，Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）和Component systems→System Coupling选项，即可在项目管理区创建分析项目A（固体），项目B（流体）和项目C（耦合计算），将项目A的几何数据（A3）传递给项目B（B2），将项目A的结果数据（A6）传递给项目B（B6），将项目A的计算设置数据（A5）和项目B（B4）的计算设置数据都传递给项目C（C2）。

 2     导入几何体 

（1）在A3栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

 3     结构模型设置 

（1）双击A4栏Model项，进入Transient Structural界面，在该界面下进行模型的网格划分和模型设置。

（2）在Geometry中，右键单击流体域几何体选择Suppress Body禁用流体域。

（3）单击选择固体域，在Material中，Assignment选择Hyperelastic。

（4）右键单击Model选择insert→symmetry，再右键单击symmetryinsert→symmetry region。Named Selection选择symmetry_a，Symmetry Normal选择Z Axis。

同样再创建symmetry_b。

（5）右键单击Transient选择insert→Fixed Support，Named Selection选择clamped。

（6）右键单击Transient选择insert→Fluid Solid Interface，Named Selection选择wall_fea_coupled。

（7）单击选择Analysis Settings，Auto Time Stepping选择Off，Number Of Substeps设置为1。

（8）执行主菜单File→Close Mechanical命令退出，返回到Workbench主界面。

 4     划分流体模型网格 

（1）双击B3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）在Geometry中，右键单击固体域几何体选择Suppress Body禁用固体域。

（3）在Mesh中Insert Method，Method选择Sweep，Source选择对称面，Type选择Number of Divisions，Sweep Num Divs输入1。

（4）在Mesh中Insert Size，Scoping Method选择Named Selection，Name Selection选择wall_cfd_coupled，Element Size输入3。

（6）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（7）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（8）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（9）右键单击Workbench界面中B3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 5     定义流体模型 

（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。

 6     设置动网格 

（1）单击主菜单中Setting Up Domain→Mesh Models→Dynamic Mesh按钮启动的Dynamic Mesh对话框，选择Smoothing和Remeshing，单击Settings按钮弹出Mesh Method Settings对话框。

在Smoothing选项卡中，Method选择Diffusion，单击Advanced按钮弹出对话框，Diffusion Parameter设置为1。

在Remeshing选项卡中，Remeshing Method选择2.5D，在Parameters中单击Default按钮选择默认值，单击OK按钮确认退出。

（2）在Dynamic Mesh对话框中，单击Create/Edit按钮，打开Dynamic Mesh Zones对话框，在Zones Names中选择symmetry 1，Type选择Deforming，在Geometry Definition选项卡中，Definition选择为plane，Point on Plane设置为（0,0,0.005），Plane Normal设置为（0,0,1）。

在Meshing Options选项卡中，取消选择Smoothing和Remeshing，单击Create按钮。

（3）在Zones Names中选择symmetry 2，Type选择Deforming，在Geometry Definition选项卡中，Definition选择为plane，Point on Plane设置为（0,0,0.0），Plane Normal设置为（0,0,1）。

在Meshing Options选项卡中，选择Smoothing和Remeshing，单击Create按钮。

（4）在Zones Names中选择wall_cfd_coupled，Type选择System Coupling，单击Create按钮。

 7     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，双击设置inlet，Velocity Magnitude填入20，单击OK按钮确认退出。

 8     初始条件 

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

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

（2）单击单击主菜单中File→Close Fluent按钮退出FLUENT界面。

 9     耦合计算设置 

（1）双击C2栏Setup项，进入C：System Coupling界面。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊