FLUENT小球落水浮起模拟

本教程演示了水面上方小球落水和水面下小球浮起过程模拟。

 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 2019→Workbench命令，启动Workbench 2019，进入ANSYS Workbench 2019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Top，bottom，wall，Top ball和bottom ball，单击OK按钮确认。

（3）设置网格大小为100mm。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。

（4）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。

（5）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。

（6）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。勾选Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。

 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     设置多相流 

（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，Number of Eulerian Phases填入2，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water，在Phase-2对话框中，Phase Material选择air。

 7     设置动网格 

（1）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。

（2）在Dynamic Mesh面板，options中勾选Six DOF，单击Settings按钮弹出options对话框，分别创建两个Six DOF模型。

（3）在Dynamic Mesh Zones中设置上下两个小球的动网格区域。

 8     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。

 9     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top的边界类型为Pressure outlet。

10     初始条件 

（1）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。

（2）单击主菜单中Domain→Adapt→Refine按钮，弹出Adaption Controls对话框，单击Cell Registers→New→Region按钮，弹出Region Register对话框，设置水区域。

（3）在Solution Initialization（初始化设置）面板中，单击Patch按钮，弹出Patch对话框，在Zone to Patch中选择新建立的水区域，Variable中选择Volume Fraction，在Value中填入0，单击Patch按钮。

 11     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。

 13     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