python做圆柱绕流_Fluent学习笔记（25）-----圆柱绕流(卡门涡街)

这是一个关于使用Python做圆柱绕流的Fluent学习笔记。卡门涡街是在定常不可压缩势流圆柱绕流中观察到的一种稳定的涡街现象。在这个问题中，我们可以使用Fluent软件模拟流体流动，并使用Python脚本来自动化模拟和数据分析。

以下是一个Python脚本示例，用于设置和运行Fluent模拟，并将结果保存到文件中：

import os

# 设置Fluent环境变量
os.environ['FLUENT_HOSTNAME'] = 'localhost'
os.environ['FLUENT_ARCH'] = 'lnamd64'
os.environ['FLUENT_INC'] = '/usr/local/Fluent.Inc/fluent/fluent17.2.0'
os.environ['FLUENT_LIB'] = '/usr/local/Fluent.Inc/fluent/fluent17.2.0/lib'

# 导入Fluent模块
from fluent import *

# 创建Fluent进程
fluent = Fluent()

# 打开Mesh文件
fluent.meshRead('cylinder.msh')

# 设置模拟参数
fluent.timeScheme('steady-state')
fluent.physics('viscous')
fluent.model('inviscid')
fluent.material('air')
fluent.viscosity(1.789e-5)
fluent.density(1.225)
fluent.referenceValues(1.0,1.0,1.0,1.0)

# 定义边界条件
fluent.boundaryCondition('inlet', 'velocity-inlet', u=0.2, v=0.0, w=0.0)
fluent.boundaryCondition('outlet', 'pressure-outlet', p=0.0)
fluent.boundaryCondition('cylinder', 'wall')

# 运行模拟
fluent.solve()

# 保存结果
fluent.writeCase('cylinder.cas')
fluent.writeData('cylinder.dat')

在这个示例中，我们首先设置了Fluent环境变量，并导入了Fluent模块。然后，我们创建了一个Fluent进程，并打开了一个Mesh文件。接下来，我们设置了模拟参数、定义了边界条件，并运行了模拟。最后，我们保存了结果到文件中。

使用Python进行数据分析也非常方便。我们可以使用pandas库来读取和处理数据文件，并使用matplotlib库来绘制图形。以下是一个简单的Python脚本示例，用于读取和绘制圆柱绕流结果数据：

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# 读取数据文件
data = pd.read_csv('cylinder.dat', delim_whitespace=True, header=None, names=['x', 'y', 'z', 'u', 'v', 'w', 'p', 'c'])

# 绘制速度云图
plt.contourf(data['x'].values.reshape(-1, 201), data['y'].values.reshape(-1, 201), data['u'].values.reshape(-1, 201))
plt.colorbar()
plt.title('Velocity Contour')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.show()

# 绘制压力分布图
plt.plot(data['y'][::201], data['p'][::201])
plt.title('Pressure Distribution')
plt.xlabel('y')
plt.ylabel('p')
plt.show()

在这个示例中，我们使用pandas库读取了数据文件，并使用matplotlib库绘制了速度云图和压力分布图。这些图形可以帮助我们更好地理解流体流动的特性。