FLUENT小蝌蚪游动模拟

本教程演示了小蝌蚪游动过程模拟。

 1     启动Workbench并建立分析项目 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Workbench命令，启动Workbench 2020，进入ANSYS Workbench 2020界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

 2     导入几何体 

（1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

 3     划分网格 

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）依次右键选择模型外部边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，输入名称inlet，outlet，side和fish，单击OK按钮确认。

（3）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Method。Method选择Triangles。

（4）设置网格大小为1mm。右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（6）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4     定义模型 

（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）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，Solver中Time选择Transient。

 5     设置材料 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。在材料库中选择导入water-liquid。

 6     设置动网格 

（1）单击主菜单中User-Defined→Functions→Compiled，弹出

Compiled UDFs对话框。导入编写好的UDF文件。

UDF内容如下：

#include "udf.h"#define k 2*M_PI/0.05#define w 2*M_PI*0.8DEFINE_GRID_MOTION(grid, domain, dt, time, dtime){  Thread *tf = DT_THREAD (dt);  face_t f;  Node *node_p;  real x, y;  int n;  SET_DEFORMING_THREAD_FLAG (THREAD_T0 (tf));  begin_f_loop (f, tf)    {      f_node_loop (f, tf, n)        {          node_p = F_NODE (f, tf, n);
          if (NODE_POS_NEED_UPDATE (node_p))            {                            NODE_POS_UPDATED (node_p);              x=NODE_X(node_p);        y=NODE_Y(node_p);        NODE_Y(node_p)=y-8*(0.02*x-0.08*x*x+0.16*x*x*x)*(sin(k*x-w*time)-sin(k*x-w*(time-dtime)));                         }        }    }  end_f_loop (f, tf);}

（2）双击Dynamic Mesh按钮，弹出Dynamic Mesh面板，勾选Dynamic Mesh，Mesh Methods中的Smoothing和Remeshing，单击Settings按钮弹出Mesh Method Settings对话框，设置Smoothing和Remeshing参数。

（3）在Dynamic Mesh Zones中设置动网格区域。

 7     设置湍流模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，勾选k-epsilon模型。

 8     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，设置inlet的参数如下图所示。

 9     初始条件 

单击主菜单中Solving→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。

 10     计算求解 

（1）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5000，单击Calculate开始计算。

 11     结果后处理 

（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示动画。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊