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Fluent案例|进气歧管

内容纲要

本案例演示进气歧管内部流场计算流程。内容包括利用SCDM提取流体计算区域、利用ANSA生成面网格,利用Fluent生成体网格及计算求解。

1 SCDM抽取流体域几何

几何模型导入后显示为曲面,如下图所示。

采用修复 → 拼接处理模型。

拼接完毕后模型转化为实体,如下图所示。

  • 删除入口处的圆角
  • 清理出口位置圆角
  • 利用体积抽取命令提取流体计算域

提取的流体计算域如下图所示。

  • 模型中存在不容易清理的圆角特征(两个圆角相切),这里将抽取的流体域转到ANSA中进行处理,不想清理这部分圆角的话可以直接转到第4步。

注:

SCDM对单一圆角可以直接删除或融合,不过两个相切圆角的处理极为麻烦,需要将相切位置分割独立出来采用融合命令处理,且这种操作方式经常会失败。其实利用ANSA直接进行流道提取也是很不错的选择。

此部分操作可参阅下方视频。

2 ANSA中生成面网格

  • 打开几何文件mainfold.igs,几何导入后如下图所示。
  • 进入TOPO面板,利用命令Faces → Dach选择下图所示的圆角面
  • 弹出对话框中激活选项DELETE FILLET,如下图所示,点击OK按钮清除圆角
  • 清理完毕后几何如下图所示
  • 相同方式清理其它位置的圆角
  • 相切圆角位置先清理公共圆角
  • 继续清理圆角
  • 另外一部分圆角也去掉

注:

ANSA还是比较犀利的,相切圆角直接就干掉了。

  • DECKS指定为FLUENT
  • 利用Faces → Set PID为边界命名,指定1个入口,4个出口
  • 命名完毕后的边界列表如下图所示
  • 进入MESH面板,选用命令Perimeters → Length,选择所有几何,指定尺寸为5 mm
  • 选择命令Perimeters → Spacing → Auto CFD
  • 选择Mesh Generation → CFD → Visible生成面网格
  • 利用菜单File → Output → FLUENT将输出网格文件

注:

此时可以利用将面网格导出到Fluent Meshing中进行体网格划分,也可以直接在ANSA中生成体网格。

本案例选择在ANSA中导出面网格,在Fluent Meshing中生成体网格。

此部分操作可参阅下方视频。

3 Fluent设置

这里演示从Fluent Meshing导入ANSA生成的面网格到体网格生成以及计算求解的过程。

  • 启动Fluent Meshing
  • 右键选择Boundary Face Zones,点击弹出菜单项Create New Objects…
  • 弹出对话框中采用下图所示设置
  • 右键选择模型树节点Volumetric Regions,点击弹出菜单项**Compute…**识别计算域

注:

由于ANSA中生成面网格时已经确保了面围成的区域是封闭的,因此这里无需创建材料点。

  • 如下图所示,选择**Auto Mesh…**打开体网格设置对话框
  • 如下图所示设置参数,点击Mesh按钮生成体网格
  • 选择右键菜单Draw Boundaries查看体网格
  • 生成的体网格如下图所示
  • 选择右键菜单**Auto Node Move…**打开设置对话框
  • 如下图所示设置,提升网格质量
  • 最终网格质量如下图所示
  • 点击工具栏按钮Switch to Solution切换至Solution模式

这里没有明确的进出口边界参数,故虚构一个入口速度10 m/s,出口静压为0的边界组合。

  • 设置入口速度10 m/s
  • 初始化计算
  • 设置迭代计算300步
  • 流线分布
  • 各出口流量分布

此部分操作可参阅下面的视频。

注:

本文中软件导过来导过去看似麻烦,主要还是因为几何比较简单,优势体现不出来。在实际复杂的工程模型中,采用ANSA进行面网格生成与质量控制,利用Fluent Meshing进行体网格生成,这是常用的软件组合。


原始几何文件:

提取码:d5iz

完整计算文件:

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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文章名称:《Fluent案例|进气歧管》
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