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本案例利用Fluent计算具有相同横截面积的圆形到矩形过渡管道内流体流动。

在如下图所示几何的过渡位置，管道壁面突变引起强烈的压力驱动二次流，同时在管道侧壁附近形成一对反向旋涡。考虑到流场的对称性，本案例采用四分之一管道模型。流场监测验证界面位于入口下游23 m处，如下图所示。

本案例采用雷诺应力模型，进行稳态计算。

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Fluent设置

• 采用3D、Double Precision启动Fluent

• 利用菜单File → Read → Case...读取case文件duct-rsm-1.cas.gz

2.1 Genearl设置

• 双击模型树节点General，右侧面板保持默认设置

2.2 Models设置

• 双击模型树节点Models > Viscous，弹出对话框中选用Reynolds Stress，如下图所示

注：对于具有强烈逆压梯度流动问题，利用雷诺应力模型更合适。

2.3 Materials设置

• 新建材料fluid，设置其密度为1 kg/m3，粘度为5.13e-6 kg/m-s，如下图所示

2.4 Cell Zone Conditions

• 双击模型树节点Cell Zone Conditons > fluid-7，弹出对话框中设置Material Name为fluid

2.5 Boundary Conditions设置

• 双击模型树节点Boundary Conditions > velocity-inlet-2，如下图所示设置X方向速度为1 m/s

• 确保symmetry-3及symmetry-4边界类型为symmetry

• 确保outflow-5边界类型为outflow

2.6 Monitor

• 鼠标双击模型树节点Monitor > Residual，弹出对话框中设置连续方程收敛残差为1e-5，如下图所示

2.7 Initialzation

• 右键选择模型树节点Initialization，点击菜单项Initialize进行初始化

2.8 Run Calculation

• 双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Number of Iterations为1000

• 点击按钮Calculate开始计算

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计算结果

• 过渡位置两对称面上静压分布

• 创建line，设置其起始坐标分别为 (-1 0 0)→ (8 0 0)

• 如下图所示，绘制压力系数沿线分布，并加载实验数据进行比较

• 模拟值与实验值比较，如下图所示

可以看出，计算结果能够较好的吻合实验数据。

本案例参考文献：

D.O. Davis, F.B. Gessner, “Experimental Investigation of Turbulent Flow Through a Circular-to-Rectangular Transition Duct”. AIAA Journal, Vol 30, pp. 367-375, 1992

链接: 

https://pan.baidu.com/s/19nQU93DMCWqLeHLWjnQLdg 密码: aghd

案例已完，偷偷摸摸测试一下新功能：）

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道