Fluent验证案例32：后体流动分离

本案例利用Fluent模拟流经轴对称后体（如船体、汽车等）的流动分离现象。

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案例描述

本案例要计算的模型及边界类型如下图所示。

计算参数如表所示。

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Fluent设置

• 以2D、Double Precision方式启动Fluent并加载case文件

2.1 General设置

• 鼠标双击模型树节点General，右侧面板激活选项Axisymmetric采用轴对称计算

2.2 Models设置

• 右键选择模型树节点Models > Viscous，选择弹出菜单项Model → SST k-omega采用SST k-omega湍流模型

2.3 Materials设置

• 鼠标双击模型树节点Materials > Fluid > air，如下图所示设置其密度及粘度分别为1 kg/m3及1e-6 kg/m-s

2.4 Cell Zone Conditions设置

• 双击模型树节点Cell Zone Conditions > fluid > fluid-9，弹出对话框中确保Material Name为air

2.5 Boundary Conditions

案例包含两个入口，如下图所示。其中velocity-inlet-6边界给定轴向速度5.9m/s，边界velocity-inelt-5通过profile指定其条件。

• 利用菜单File → Read → Profile…加载文件VMFL032_axiaft.set.prof

• 双击模型树节点Boudnary Conditions > velocity-inlet-6，如下图所示，设置Velocity Magnitude为5.9 m/s，设置湍动能及湍流耗散率

• 双击模型树节点Boudnary Conditions > velocity-inlet-5，如下图所示，设置Velocity Magnitude为5.9 m/s**，设置湍动能及湍流耗散率

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > pressure-outlet-3，如下图所示设置参数

2.6 Reference设置

• 鼠标双击模型树节点Reference，右侧面板设置Compute from为velocity-inlet-5

注：参考值在后处理中计算各种系数时需要用到。

2.7 Methods设置

• 鼠标双击模型树节点Methods，如下图所示，右侧面板设置Pressure为PRESTO!

2.8 Initialization

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

2.9 Run Calculation设置

• 鼠标双击模型树节点Run Calculation，右侧面板中设置参数Number of Iterations为3000，点击按钮Calculate开始计算

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计算后处理

• 后体位置速度分布

• 验证后体上压力系数分布

• 压力系数验证结果如下图所示。

• 验证后体上壁面摩擦系数

• 壁面摩擦系数验证结果如下图所示

从验证结果来看，计算值与测量值能够较好地吻合。

本案例参考文献：T.T. Huang, N.C. Groves, “Propeller/stern boundary layer interaction on axisymmetric bodies: Theory and experiment”. David W. Taylor Naval Ship Research and Development Center Report. 76-0113. 1976.

文件存放位置：

https://pan.baidu.com/s/1OAmlQzVN6JwBl9-EHgzA8A

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本篇文章来源于微信公众号: CFD之道