本案例利用Fluent低雷诺数k-epsilon湍流模型计算并验证越过山地的充分发展湍流流动问题。

参考文献：V. Baskaran, A.J. Smits, P.N. Joubert, "A turbulent flow over a curved hill Part 1. Growth of an internal boundary layer". Journal of Fluid Mechanics, Vol. 182, pp. 47-83, 1987

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，右侧面板采用默认设置

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k-epsilon湍流模型

• TUI窗口中输入命令

/define/models/viscous/turbulence-expert

弹出提示窗口中输入low-re-ke?，如下图所示。

完毕后软件自动选择Low-Re k-epsilon湍流模型。

注：低雷诺数模型需要在TUI窗口中启用，在输入TUI命令之前，确保已经选取k-epsilon湍流模型。关于低雷诺数k-epsilon湍流模型，可参阅https://www.cfd-online.com/Wiki/Low-Re_k-epsilon_models

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turb_lowRe_hill.set.prof

• 双击模型树节点Boundary Conditions > velocity-inlet-5，弹出对话框中设置入口速度为inlet u-velocity，并如下图所示设置湍流条件

• 双击模型树节点Boundary Conditions > pressure-outlet-4，弹出对话框中设置如下图所示湍流条件

• 其他边界采用默认设置

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SIMPLE，其他参数如下图所示设置

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velocity-inlet-5

• 点击按钮Initialize开始初始化

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1000，点击按钮Calculate开始计算

3 计算结果

• 压力分布

• 速度分布

• 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：

链接: https://pan.baidu.com/s/1kQ-C8RDC1TNatk07ZRFSEA

提取码: cgdv

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道