二维圆柱绕流 Fluent 数值模拟教程
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更新于2024-07-15
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"该资源是关于二维圆柱绕流的Fluent数值模拟的教程,由郭志伟主讲。主要内容包括在ICEM软件中构建几何模型和计算域、切分块、几何结构与块的关联以及调整拓扑结构等步骤。"
在进行流体力学的数值模拟时,二维圆柱绕流是一个重要的研究课题,特别是对于理解和优化水力发电、航空航天以及其他工程领域中的流动现象。Fluent作为一款广泛使用的CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)软件,能够精确模拟流体与固体物体之间的相互作用。
在构建几何模型和计算域的过程中,首先需要定义模型的尺寸,例如本例中D=0.2m,然后创建一个包含圆柱和周围空间的计算区域,其尺寸包括上游10D,下游20D,两侧各5D的扩展区域。这个扩展区域是为了捕捉流动特征,尤其是尾流的影响。
接下来是切分块,这是在ICEM中划分网格的关键步骤。通过 Blocking—createblock—part改为fluid—type选择2Dsurfaceblocking,可以创建初始的块结构。然后通过splitblock命令对块进行细分,以便更好地适应流动特性。切分操作通常沿着流线方向进行,以便生成更适合流场模拟的网格。
在切分块之后,需要进行几何结构与块的关联,这一步是为了确保每个块的边界与几何模型的边界匹配。通过projectpointstocurves和segmentcurve,可以将圆柱分为四段,与块的边缘对应。同样,计算域的边界也需要与块的边缘关联,这样可以确保在后续网格生成中边界条件的正确设置。
调整拓扑结构主要是为了优化网格的质量和结构。在这个过程中,可能会涉及到删除圆柱内部的块,以及调整边缘的连接方式,以满足Fluent对网格的要求。网格质量的检查至关重要,因为高质量的网格能提供更准确的模拟结果。一旦网格质量达到标准,就可以通过Export功能将网格导出,用于Fluent进行求解。
这个教程详细介绍了二维圆柱绕流问题的Fluent数值模拟的前期准备工作,包括几何模型构建、网格划分等关键步骤,对于学习和应用CFD技术解决实际问题非常有帮助。通过这些步骤,用户能够理解如何利用ICEM生成适合Fluent的网格,从而为后续的流场分析奠定基础。
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