室内通风数值模拟

某室内空间，其中入口流速为0.25m/s，温度为300K，人体发热量为43w/m2，用ANSYS FLUENT求解出压力与速度的分布云图。

启动FLUENT并导入网格

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 18.2→Fluid Dynamics→FLUENT 18.2命令，启动FLUENT 18.2，进入FLUENT Launcher界面。

（2）在FLUENT Launcher界面中的Dimension中选择3D，在Display Options中勾选Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，单击OK按钮进入FLUENT主界面。

（3）在FLUENT主界面中，单击主菜单中File→Read→Mesh按钮，弹出Select File（导入网格）对话框，选择网格文件，单击OK按钮便可导入网格。

（4）导入网格后，在图形显示区将显示几何模型。

（5）单击主菜单中Mesh→Check按钮，检查网格质量，确保不存在负体积。

（6）单击主菜单中Mesh→Scale按钮，弹出Scale Mesh（网格缩放）对话框。在Scaling中，选择Convert Units，Mesh，Mesh Was Created In选择m，单击Scale完成网格缩放，在View Length Unit In中选择m。

（7）单击主菜单中File→Write→Case按钮，弹出Select File（保存项目）对话框，在Case File中填入room，单击OK按钮便可保存项目。

定义求解器

（1）单击主菜单中Define→General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在Solver中，Time类型选择Steady。

（2）单击主菜单中Define→Operating Conditions按钮，弹出Operating Conditions（操作条件）对话框。在Operating Pressure中填入101325，勾选Gravity，在Y（m/s2）中输入-9.81，在Operating Temperature中输入305，单击OK按钮确认。

定义模型

（1）在主菜单中单击Define→Models按钮，弹出Models（模型设定）面板。通过在模型设定面板双击Viscous Model按钮，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框。

在Model中选择k-epsilon (2eqn)，单击OK按钮确认。

（2）在模型设定面板中双击Energy，弹出Energy（能量模型）对话框，勾选Energy Equation激活能量方程，单击OK按钮确认。

（3）在模型设定面板中双击Radiation，弹出Radiation Model（辐射模型）对话框，选择P1模型，单击OK按钮确认。

设置材料

单击主菜单中Define→Materials按钮，弹出Materials（材料）面板。在材料面板中，双击Air按钮便可弹出Create/Edit Materials（物性参数设定）对话框。

保持默认值，单击Close按钮退出。

边界条件

（1）单击主菜单中Define→Boundary Conditions按钮启动边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，双击inlet弹出边界条件设置对话框。

V在Velocity Magnitude中填入0.25，在Turbulence中Specification Method选择Intensity and Viscosity Ratio，Turbulence Intensity填入0.01，Turbulent Viscosity Ratio中填入0.01。

在Thermal选项卡中，在Total Temperature中输入300，单击OK按钮确认退出。

（3）在边界条件面板中，双击outlet弹出边界条件设置对话框。保持默认值，单击OK按钮确认退出。

（4）在边界条件面板中，双击body弹出边界条件设置对话框。

在Thermal选项卡中，Thermal Conditions选择Heat Flux，在Heat Flux中输入43，单击OK按钮确认退出。

求解控制

单击主菜单中Solve→Methods按钮，弹出Solution Methods（求解方法设置）面板。

在Turbulent Kinetic Energy和Specific Dissipation Rate中选择Second Order Upwind。

初始条件

单击主菜单中Solve→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Standard Initialization，Compute from选择inlet，单击Initialize按钮进行初始化。

求解过程监视

（1）单击主菜单中Solve→Monitors按钮，弹出Monitors（监视）面板，双击Residuals-Print，Plot便弹出Residual Monitors（残差监视）对话框。

保持默认设置不变，单击OK按钮确认。

（2）在Surface Monitors下单击Create按钮弹出Surface Monitor（表面监视）对话框，勾选Plot和Write，在Report Type 中选择Mass Flow Rate in the，在Surface中选择outlet，单击OK按钮确认。

计算求解

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

在Number of Iterations中输入500，单击Calculate开始计算。

结果后处理

（1）单击主菜单中Surface→Iso-Surface按钮，弹出so-Surface（等值面）对话框。

在Surface of Contant中选择Mesh和Z-Coordinate，在Iso-Values中输入0，在New Surface Name中输入z0，单击Create按钮。

（2）同步骤（1），在Surface of Contant中选择Mesh和Y-Coordinate，在Iso-Values中输入1，在New Surface Name中输入y1，单击Create按钮。

（3）单击主菜单中Display→Graphics and Animations按钮，弹出Graphics and Animations（图形和动画）面板，在Graphics下双击Contous弹出Contous（等值线）对话框。

Contous of选择Pressure，勾选Filled，在surfaces中选择z0，单击Display按钮，显示压力云图。

（4）Contous of选择Velocity，勾选Filled，在surfaces中选择z0，单击Display按钮，显示速度云图。

（5）Contous of选择Temperature，勾选Filled，在surfaces中选择z0和body，单击Display按钮，显示温度云图。

（6）在Graphics下双击Vectors弹出Vectors（矢量）对话框。勾选Draw Mesh选项，弹出Mesh Display（网格显示）对话框，在Edge Type中选择Feature，点击Display显示几何框图。

在Vectors（矢量）对话框中，Scale中输入10，Skip中输入2，surfaces中选择z0，单击Display按钮，显示速度矢量图。

（7）单击主菜单中Report→Result Reports按钮，弹出Reports（结果）面板。

双击Fluxes弹出Flux Reports（流量结果）对话框，在Boundaries中选择inlet和outlet，单击Compute按钮进行计算。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊