按黃師姐的說法，做好第一個案例很重要。第一個案例既可以幫助理解CFD的工作流程，還可以幫助熟悉軟件的操作界面。
黃師姐推薦的入門案例來自於ANSYS官方提供的培訓教程，是一個關於交叉管內流動混合的案例，涉及到流動及傳熱。
1.問題描述
兩個異徑管道相交，分別流入不同溫度的介質，利用FLUENT求解介質混合后的狀態。
2.案例目的
案例包含了利用FLUENT進行仿真計算的基本步驟。通過本案例可以學習的內容包括：
- 讀入計算網格
- 選擇並設置流體介質屬性
- 定義計算邊界條件
- 設置計算監測
- 進行仿真計算
- 計算后處理
2.FLUENT設置
2.1 導入網格
案例中並沒有包括幾何模型創建及網格划分過程，因此案例從網格導入開始。
- 啟動FLUENT，啟動面板中進行如圖所示設置。
- Dimension：選擇3D
- Working Directory：選擇設置案例工作路徑
- Fluent啟動后，導入網格文件
- 利用菜單File|Read|Mesh…，在彈出的文件選擇對話框中選擇網格文件Mixing_tee.msh，選擇OK按鈕確認選擇
- 利用菜單File|Read|Mesh…，在彈出的文件選擇對話框中選擇網格文件Mixing_tee.msh，選擇OK按鈕確認選擇
2.2 General設置
選擇模型樹節點General后，在其右側會顯示出General節點的設置面板，如圖所示。
圖中包含的按鈕及選項：
- Scale：縮放網格尺寸
- Check：檢查網格
- Report Quality：報告網格質量
- Diaplay：顯示網格
- Type
- Pressure-Based：采用壓力基求解器
- Density-Based：采用密度基求解器
- Velocity Formulation
- Absolute：絕對速度
- Relative：相對速度
- Time
- Steady：采用穩態計算
- Transient：采用瞬態計算
- Gravity：設置重力加速度
- Units：設置單位
-
1.Display
導入網格后網格並不直接顯示在圖形窗口中，此時可通過樹形節點General中的設置面板中Dispaly按鈕顯示計算網格
-
2.模型Scale
選擇模型樹節點General，之后選擇參數面板中的Scale…按鈕，在彈出的對話框中檢查計算域尺寸。如圖所示。查看圖中的Domain Extents，觀察計算域尺寸與要模擬的計算空間尺寸是否吻合，若不吻合的話，需要通過設置縮放因子對網格進行縮放。
- 3.Check網格
點擊Check按鈕，軟件自動檢查網格並在文本窗口中顯示網格信息，包含計算域尺寸、網格體積統計、網格面統計等。如圖所示。比較重要的參數為minimum Volume，確保該參數值為正值。建議在讀入網格之后及網格縮放之后進行網格檢查工作
- 4.Report Quality
點擊此按鈕輸出網格質量信息。如圖所示。根據網格形狀的不同，FLUENT輸出的網格質量評價指標也不相同。對於本案例，FLUENT輸出了三個參數：- Minimum Orthogonal Quality：最小正交質量
- Max Ortho Skew：最大正交歪斜率
- Maximum Aspect Ratio：最大長寬比
最小正交質量值范圍為0~1，最差為0，最好為1，一般情況下要求網格最小正交質量大於0.2；最大歪斜率取值0~1，越小越好。
- 5.采用Pressure-Based求解器
- 6.使用Absolute速度格式
- 7.采用Steady穩態計算
- 8.設置Units
默認溫度單位為K，這里為方便起見設置溫度單位為℃。選擇按鈕Units..打開單位設置面板。如圖所示，選擇Quantities列表項temperature，在右側列表框中選擇單位為c。完畢后點擊Close關閉對話框。
不管使用何種單位，FLUENT在求解時始終使用國際單位制，這里設置單位只是為了前處理設置方便。
2.3 Models設置
模型樹節點Models用於選擇並設置計算過程中所涉及的物理模型。如圖所示。
FLUENT提供的計算模型包括：
- Multiphase：多相流模型，用於模擬多相流現象。
- Energy：能量模型。當計算涉及到傳熱時需要激活能量模型。
- Viscous：粘性模型。如考慮湍流時需要在粘性模型中進行設置
- Radiation：輻射模型。當計算域中存在大的溫差需要考慮輻射效應時需要激活此模型
- Heat Exchanger：熱交換器。在計算域中構造換熱器模型
- Species：組分模型。當需要模擬組分擴散或化學反應時需要設置此模型
- Discrete Phase：離散相模型。模擬計算域中的稀薄顆粒運動軌跡
- Solidification & Melting：凝固融化模型，模擬材料固液相變
- Acoustics：氣動聲學計算
- Eulerian Wall Film：歐拉液膜模型
- Electric Potential：電勢模型
本案例中涉及到傳熱及湍流，因此需要激活Energy及Viscous模型。
- Energy模型設置
Energy模型不需要設置任何參數，只需要激活即可。
- Viscous模型設置
激活Viscous后，選擇k-epsilon模型，在子模型選項中選擇Realizable，如圖所示。
注：由於案例較長，因此將其拆散為多篇
鄭重申明
- 本系列根據真實經歷改編，如有雷同實屬巧合，請勿人肉
- 轉載請務必保證文字完整