本案例利用Fluent中6DOF模型及重叠网格技术模拟流场中的单摆摆动过程。

1 问题描述

钟摆运动在工程应用中非常常见。襟翼、瓣阀或旋启式止回阀是比较常见的。通常情况下，设计这样的阀门不需要模拟，但模拟可以帮助理解流体流动和固体运动之间的相互作用。当重心和旋转中心不在同一位置时，就会产生钟摆运动。

2 Fluent设置

• 以2D Double Precision启动Fluent
• 读取网格文件flap.msh

2.1 General设置

• 激活Transient选项采用瞬态计算
• 激活Gravity选项，设置重力加速度为Y方向-9.8 m/s2

2.2 Models设置

• 如图所示采用SST k-omega湍流模型

2.3 Materials设置

• 添加介质water-liquid，指定其密度为compressible-liquid

• 采用如图所示的默认参数

注：采用compressible-liquid的目的是为了计算稳定。

2.4 设置计算区域

• 指定计算区域fluid的材料介质为water_liquid

• 指定计算区域fluid-passive的材料介质为water_liquid

2.5 创建重叠区域

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2.5 边界条件设置

• 指定入口边界inlet的速度为1 m/s

• 其他边界采用默认设置

2.6 编译UDF

• 如下图所示编译udf源文件sdof_flap.c

2.7 设置动网格

• 激活Dynamic Mesh，选择参数Smoothing及Remeshing

• 激活选项Six DOF及Implicit Update

• 设置Six DOF参数，激活选项Write Motion History

• 进入Implicit Update选项，如下图所示设置参数

• 指定边界walls_flap动网格参数

• 指定边界fluid_passive动网格参数

2.8 初始化计算

• 采用如下图所示参数进行初始化计算

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2.9 定义监测

• 监测力矩

2.10 自动保存

• 设置自动保存

2.11 计算迭代

• 设置时间步长及时间步数，进行迭代计算

3 计算结果

• 动画显示如图所示

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