本案例演示超声速流体流过后向台阶后的转捩行为。

流体流经平板时流动状态从层流向湍流转捩过程。

文献：H.E. Smith. “The Flow Field and Heat Transfer Downstream of a Rearward Facing Step in Supersonic Flow”. ARL 67-0056, Aerospace Research Laboratories. Ohio, USA.

1 问题描述

本案例计算的模型如下图所示。入口流速2.5马赫的超声速流体流过后向台阶，计算流场的突扩、自由剪切层、循环区域以及斜激波。流动雷诺数处于过渡范围。

计算参数及流体条件如下表所示。

采用稳态计算，开启Transition转捩模型。

2 Fluent设置

• 以2D、Double Precision模式启动Fluent并读入计算网格

2.2 General设置

• 双击模型树节点General，右侧面板激活选项Density-Based采用密度基求解器

注：密度基求解器常用于解决一些高速、可压缩流动问题。

2.3 Models设置

• 右键选择模型树节点Models > Energy，选择弹出菜单项On激活能量方程

• 鼠标双击模型树节点Models > Viscous，弹出对话框中选择模型Transition SST（4 eqn）

• 激活选项Production Kato-Launder及Production Limiter

• 点击OK按钮关闭对话框

2.4 Materials设置

• 鼠标双击模型树节点Materials > Fluid > air弹出材料属性编辑对话框

• 设置密度为ideal gas，粘度为1.7894e-5 kg/m-s，如下图所示，其他参数保持默认设置

• 点击Close按钮关闭对话框

2.5 Boundary Conditions

1、inlet设置

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > inlet，弹出设置对话框，如下图所示

• 设置Gauge Total Pressure为227527，设置Supersonic/Initial Gauge Pressure为13316.6

• 设置Turbulent Intensity为3.3%，Turbulent Viscosity Ratio为9.7

• 切换至Thermal标签页，设置Total Temperature为344.4 K，如下图所示

• 点击OK按钮关闭对话框

2、pressure_outlet.5设置

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions > pressure_outlet.5，弹出设置对话框，如下图所示设置参数

• 其他边界条件保持默认设置

2.6 Methods设置

• 鼠标双击模型树节点Solution > Methods，右侧面板中采用下图所示参数设置

2.7 Controls设置

• 鼠标双击模型树节点Solution > Controls，右侧面板设置亚松弛因子，可采用默认设置

2.8 Monitors设置

• 鼠标双击模型树节点Monitors > Residual，如下图所示设置残差标准

2.9 Initialization

• 右键选择模型树节点Initialzation，点击弹出菜单项Initialize开始初始化

2.10 Run Calculation设置

• 鼠标双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Number of Iterations为2000，点击按钮Calculate开始计算

3 计算结果

• 马赫数分布

• 压力分布

• 计算结果验证

图中pbyinf = p/13316.6；x-inches = x*100/2.54

链接：https://pan.baidu.com/s/1SVv1Qh5kOSAkyF4-RoFt8g

提取码：0mwn

还差最后10个。老实说验证案例都快把我更新吐了。最近把以前录制的一些旧视频整理了一下放在了公众号的菜单里头了，有需要的可以看看。都是些非常基础的视频，网上其实也都找得到。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道