本案例利用Fluent计算并验证轴对称扩散管中的湍流流动。

参考文献：R. S. Azad, S. Z. Kassab. “Turbulent Flow in a Conical Diffuser: Overview and Implications”. Phys. Fluids A Vol 1, pg. 564, 1989

1 案例描述

本案例计算模型如图所示。

计算条件如表所示。

计算并验证扩散管壁面上压力系数分布。采用稳态湍流计算模型。

2 Fluent设置

2.1 General设置

• 鼠标双击模型树节点General，右侧面板激活选项Axisymmetry

2.2 Models

• 鼠标双击模型树节点Models > Viscous，弹出湍流模型设置对话框，如下图所示，选择采用Realizable k-epsilon模型，激活选项Enhance Wall Treatment采用增强壁面模型

注：按软件文档中的说法，当不确定使用何种壁面函数时，采用增强壁面总是没错的。就好比不知道采用何种湍流模型时，那就使用Realizable k-epsilon湍流模型。

2.3 Materials

• 鼠标双击模型树节点Materials > fluid > air，弹出材料属性设置对话框，如下图所示设置密度与粘度

2.4 Boundary Conditions

本案例入口采用Profile定义的充分发展流动，这里先读入Profile文件。

• 利用菜单File → Read → Profile…读取文件VMFL058_axisymmetric.set.prof

• 双击模型树节点Boundary Conditions > velocity-inlet-1，弹出对话框中设置入口速度为inlet u，并如下图所示设置湍流条件

• 双击模型树节点Boundary Conditions > outlet，弹出对话框中设置如下图所示湍流条件

注：充分发展流动也可以使用UDF宏DEFINE_PROFILE进行指定。

2.5 Methods

• 鼠标双击模型树节点Methods，右侧面板设置Scheme为Coupled

2.6 Controls

• 双击模型树节点Controls，右侧面板如下图所示进行设置

2.7 Initialization

• 双击模型树节点Initialization，右侧面板选择Standard Initialization，并选择Compute from为inlet

2.8 Run Calculation

• 双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置参数Number of Iterations为400，点击按钮Calculate开始计算

3 计算结果

• 速度分布

• 右键选择模型树节点Custom Field Functions，点击弹出菜单项New…新建变量

• 如下图所示新建变量x/d

• 双击模型树节点Result > Plots > XY Plot，弹出对话框中如下图所示进行设置

• 计算结果与实验结果对比如下图所示

实验结果来自文献：

文件在此：

https://pan.baidu.com/s/1TP9mtKkz4Zn44VLOBEJoHA

提取码：pyk8

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