内容纲要
本案例利用 Fluent 模拟轴对称扩压器中充分发展湍流分离流动,并利用试验数据验证计算结果。
文献:Nitsche, Wolfgang & Haberland, Christoph. (1993). On Turbulent Separated Flows in Axisymmetric Diffusers. 10.1007/978-3-663-13986-7_17.
”
1 问题描述
模拟轴对称扩压器中充分发展湍流流动。
计算区域如图所示。
![](/wp-content/uploads/2023/07/a1b755b7998c324.png)
-
几何尺寸 -
半角 -
入口半径:0.025 m -
出口半径:0.04 m -
材料介质 -
密度:1.22478 kg/m3 -
粘度:1.7894e-5 kg/(m-s) -
边界条件 -
入口:充分发展湍流 -
平均速度:14.61 m/s
利用SST k-omega湍流模型,计算稳态。
2 模型及网格
利用SpaceClaim创建几何模型。
![](/wp-content/uploads/2023/07/047a13411d6defa.png)
边界命名如下图所示。
![](/wp-content/uploads/2023/07/30e37cd68e92f57.png)
采用0.5 mm网格尺寸,生成全四边形计算网格。
3 Fluent设置
在Fluent中设置计算参数。
3.1 General设置
-
选择 Axisymmetric
使用轴对称模型
![](/wp-content/uploads/2023/07/a630dcad8ebd413.png)
3.2 Models设置
-
选择使用 SST k-omega
湍流模型
![](/wp-content/uploads/2023/07/82d8bcb57beab28.png)
3.3 Materials设置
-
材料参数保持默认设置
![](/wp-content/uploads/2023/07/28a97a20af8d194.png)
3.4 边界条件设置
-
利用菜单 File → Read → Profile...
读取文件diffuser-SST.prof
![](/wp-content/uploads/2023/07/79c951676deef26.png)
-
设置边界 inlet
,指定其速度为outlet velocity-magnitude
![](/wp-content/uploads/2023/07/133ceb3a2de9f4e.png)
-
出口边界 outlet保持默认设置
![](/wp-content/uploads/2023/07/61908131bca3f1d.png)
3.5 Methods设置
-
采用默认参数
![](/wp-content/uploads/2023/07/3f9590adaa68dc3.png)
3.6 Monitors设置
-
修改残差标准
![](/wp-content/uploads/2023/07/4f5df131bf85d41.png)
3.7 初始化计算
-
利用 inlet 边界进行初始化
![](/wp-content/uploads/2023/07/e7792bbceeec509.png)
3.8 迭代计算
-
迭代计算 2000 步
![](/wp-content/uploads/2023/07/57a7aa261413182.png)
4 计算结果
-
速度分布
![](/wp-content/uploads/2023/07/83c467ecfab1ef6.png)
-
压力分布
![](/wp-content/uploads/2023/07/1ad4f43ecb10468.png)
-
定义变量sfc
此处速度为14.61,乘以1000的目的只是为了与实验数据对齐。
![](/wp-content/uploads/2023/07/03eecd0dbb3fe6d.png)
-
定义变量distance
![](/wp-content/uploads/2023/07/188bd38ec5b5ebb.png)
-
绘制 sfc 随 distance 变化曲线,并加载试验数据
![](/wp-content/uploads/2023/07/9242e2487741ec5.png)
对比结果如下图所示。
![](/wp-content/uploads/2023/07/ddb223e301fe592.png)
(完)
本篇文章来源于微信公众号: CFD之道
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