案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

0 评论

案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

Fluent中处理风扇的方法很多,常见的方法包括:

  • 2D风扇区域
  • 3D风扇区域
  • 动量源
  • 运动参考系(MRF)
  • 滑移网格
  • 动网格
  • 压力阶跃边界条件
本例演示利用2D风扇区域(fan边界)模拟风扇。
几何与网格
计算模型如图所示。
模型中包括三个几何区域,且共享拓扑。
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
边界命名如下图所示。
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
计算区域中包括一个入口inlet,一个出口outlet。边界fan-inlet与interior皆为内部面。
生成全六面体计算网格,如下图所示。
Fluent设置

 

2.1 General设置

  • General面板采用默认设置

 

案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

 

2.2 Models设置

  • 采用GEKO k-omega湍流模型
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

2.3 Materials设置

  • 采用默认参数
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

2.4 计算区域

三个区域均保持默认设置。

2.5 边界条件设置

1、inlet边界设置
  • 指定入口速度5 m/s
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
2、outlet边界
  • 出口采用默认设置
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
3、fan-inlet边界
  • 右键选择模型树节点fan-inlet,点击弹出菜单Type → fan 修改其类型为fan
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 如下图所示指定风扇边界参数
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 指定Pressure Jump为polynomial,如下图所示指定参数
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
这表示压力增加量计算为:,其中为法向速度。

2.6 监测数据

监测fan边界的压力与速度,以及风扇下游边界的压力。
  • 监测边界fan-inlet的x方向速度
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 监测边界fan-inlet及interior的静压
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

2.7 初始化

  • 采用Hybrid Initialization初始化
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

2.8 计算

  • 进行迭代计算
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 速度变化
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 风扇区入口与出口的压力变化
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
计算结果

 

  • 速度分布

案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇

  • 压力分布
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 速度向量变化
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 风扇出口截面速度向量
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
  • 监测的物理量
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
法向速度为4.9967602m/s,压力阶跃为:
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
利用边界条件中输入的风扇曲线计算得到压力阶跃量:
案例演示 | 使用Fluent2D风扇区域模拟风扇
两者基本一致。

 

相关软件
Ansys Fluent是一款通用计算流体动力学(CFD)软件,用于对流体流动、传热和质量交换以及化学反应过程等进行建模分析。Fluent提供了现代化用户友好型界面,可在单窗口工作流程中简化从前处理到后处理的流程。Fluent以其先进的物理
相关阅读