FLUENT U型管压力计模拟

压力计是日常生活中常用的压力测量装置。例如，管道系统中的压力经常使用这些装置进行监测。U形管压力计是压力计的一种特殊形式，它的名字来源于“U”形管。这个U的笔直部分通常被称为压力计的手臂、四肢或末端。压力计通常充满一种称为压力计流体的致密有色液体，用于显示管两端的压差。当一端的压力增加时，管内的压力计流体在一端被向下推动。这会导致压力计液体在装置的另一端上升。然后利用两端之间的液位差来测量压差。

 1     启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Fluid Dynamics→Fluent 2020命令，启动Fluent 2020。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2     定义模型 

（1）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，在Solver中Time选择Transient，进行瞬态计算，勾选Gravity，Y填入-9.81。。

 3     设置湍流模型 

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，在Model中选择Laminar，单击OK按钮确认。

 4     设置材料 

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（2）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择mercury，单击Copy按钮确认。

 5     设置多相流模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择VOF，勾选Implicit Body Force，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，在Phase-1对话框中，Phase Material选择air，在Phase-2对话框中，Phase Material选择mercury，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（3）在Phase Interaction选项卡中，Surface Tension Coefficient设置为0.485，勾选Surface Tension  Modeling。

 6     设置边界条件 

在边界条件面板中，双击pressure_inlet弹出边界条件设置对话框。Gauge Total Pressure输入表达式IF(t <= 2 [s], 6500 [Pa s^-1] * t, 13000 [Pa])，单击OK按钮确认退出。

 7     初始条件 
（1）单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。Initialization Methods中选择Standard Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

（2）右键单击命令结构树中Cell Registers→Adapt→New→Region按钮，弹出Region Register对话框。

在X Min中输入-0.5，X Max中输入0.5，Y Min中输入-0.23575，Y Max中输入-0.08575，单击Save按钮确认。

（3）在初始化设置面板，单击Patch按钮，弹出Patch对话框，Phase选择mercury，在Variable中选择Volume Fraction，Value中填入1，Zones to Patch中选择region_0，单击Patch按钮。 

 8     计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Time Step Size填入0.001，Number of Iterations中输入4000，单击Calculate开始计算。

 9     结果后处理 
（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊