内容纲要
Fluent中处理风扇的方法很多,常见的方法包括:
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2D风扇区域 -
3D风扇区域 -
动量源 -
运动参考系(MRF) -
滑移网格 -
动网格 -
压力阶跃边界条件
本例演示利用2D风扇区域(fan边界)模拟风扇。
1 几何与网格
计算模型如图所示。
模型中包括三个几何区域,且共享拓扑。
![](/wp-content/uploads/2022/12/a9c73a19fff1c2f.png)
边界命名如下图所示。
![](/wp-content/uploads/2022/12/704f3e2b1b3945f.png)
计算区域中包括一个入口inlet,一个出口outlet。边界fan-inlet与interior皆为内部面。
生成全六面体计算网格,如下图所示。
![](/wp-content/uploads/2022/12/c6424aeda6987ce.png)
2 Fluent设置
2.1 General设置
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General面板采用默认设置
![](/wp-content/uploads/2022/12/05a4c79279b441e.png)
2.2 Models设置
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采用GEKO k-omega湍流模型
![](/wp-content/uploads/2022/12/77775a1e26b88b2.png)
2.3 Materials设置
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采用默认参数
![](/wp-content/uploads/2022/12/382b1a2a53b1de0.png)
2.4 计算区域
三个区域均保持默认设置。
2.5 边界条件设置
1、inlet边界设置
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指定入口速度5 m/s
![](/wp-content/uploads/2022/12/cf1fd418c1ddccc.png)
2、outlet边界
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出口采用默认设置
![](/wp-content/uploads/2022/12/6f75037e0d7b8d3.png)
3、fan-inlet边界
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右键选择模型树节点 fan-inlet
,点击弹出菜单Type → fan 修改其类型为fan
![](/wp-content/uploads/2022/12/e5c1b8fff9930d0.png)
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如下图所示指定风扇边界参数
![](/wp-content/uploads/2022/12/35e1819d6b049f6.png)
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指定 Pressure Jump
为polynomial,如下图所示指定参数
![](/wp-content/uploads/2022/12/9392420992b47f5.png)
这表示压力增加量计算为:,其中为法向速度。
2.6 监测数据
监测fan边界的压力与速度,以及风扇下游边界的压力。
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监测边界 fan-inlet
的x方向速度
![](/wp-content/uploads/2022/12/c879c08be899e6c.png)
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监测边界 fan-inlet及interior
的静压
![](/wp-content/uploads/2022/12/d66dfbbc015e905.png)
2.7 初始化
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采用Hybrid Initialization初始化
![](/wp-content/uploads/2022/12/1f83d9dd843fa16.png)
2.8 计算
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进行迭代计算
![](/wp-content/uploads/2022/12/1ac3caf8d31e9bc.png)
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速度变化
![](/wp-content/uploads/2022/12/45a3a4041965932.png)
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风扇区入口与出口的压力变化
![](/wp-content/uploads/2022/12/3a9d3138bede866.png)
3 计算结果
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速度分布
![](/wp-content/uploads/2022/12/05df0f744b0b756.png)
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压力分布
![](/wp-content/uploads/2022/12/f1cc8902de6957f.png)
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速度向量变化
![](/wp-content/uploads/2022/12/3d740cb75b70ce4.png)
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风扇出口截面速度向量
![](/wp-content/uploads/2022/12/a1b831e8182e8b0.png)
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监测的物理量
![](/wp-content/uploads/2022/12/2c21587d06f0b2c.png)
法向速度为4.9967602m/s,压力阶跃为:
利用边界条件中输入的风扇曲线计算得到压力阶跃量:
两者基本一致。
(完毕)
本篇文章来源于微信公众号: CFD之道
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