下载文档原格式
目录实例： Profile 定义运动 (2)I、参数说明 (2)II、操作步骤 (3)一、将计算域离散为网格 (3)二、 Fluent 操作步骤 (4)1. 启动Fluent 14.5 求解器 (4)2. 初始设置 (4)3. 选择湍流模型 (5)4. 设置流体物性 (6)5. 设置边界条件 (7)6. 动网格设置 (8)7. 设置其它选项 (12)在Flue nt中，动网格模型可以用来模拟由于流域边界运动引起流域形状随时间变化的流动情况，动网格在求解过程中计算网格要重构，例如汽车发动机中的气缸运动、阀门的开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等。
CFD中的动网格大体分为两类：（1）显式规定的网格节点速度。
配合瞬态时间，即可很方便的得出位移。
当然一些求解器（如FLUENT ）也支持稳态动网格，这时候可以直接指定节点位移。
（2）网格节点速度是通过求解得到的。
如6DOF模型基本上都属于此类。
用户将力换算成加速度，然后将其积分成速度。
在Flue nt中，动网格涉及的内容包括：（1）运动的定义。
主要是PROFILE文件与UDF中的动网格宏。
（2）网格更新。
FLUENT中关于网格更新方法有三种：网格光顺、动态层、网格重构。
需要详细了解这些网格更新方法的运作机理，每个参数所代表的具体含义及设置方法，每种方法的适用范围。
动网格的最在挑战来自于网格更新后的质量，避免负体积是动网格调试的主要目标。
在避免负网格的同时，努力提高运动更新后的网格质量。
拉格朗日网格（固体有限元计算）网格欧拉网格（流体计算）实例：Profile定义运动I、参数说明本次实例采用的场景来自于流体中高速飞行的物体。
如子弹、火箭、导弹等。
这里只是为了说明profile在动网格运动定义中的应用，因此为了计算方便不考虑高速问题。
问题描述如下图所示：图1 （1为运动刚体，2为计算域）图2计算说明：由于不考虑也没办法考虑刚体的变形，因此在构建面域的时候，将1中的部分通过布尔运算去除。
第一章Fluent 软件的介绍fluent 软件的组成：软件功能介绍：GAMBIT 专用的CFD 前置处理器(几何/网格生成) Fluent4.5 基于结构化网格的通用CFD 求解器 Fluent6.0 基于非结构化网格的通用CFD 求解器 Fidap 基于有限元方法的通用CFD 求解器 Polyflow 针对粘弹性流动的专用CFD 求解器 Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD 软件 Icepak专用的热控分析CFD 软件软件安装步骤：step 1: 首先安装exceed软件，推荐是exceed6.2版本，再装exceed3d,按提示步骤完成即可，提问设定密码等，可忽略或随便填写。
step 2: 点击gambit文件夹的setup.exe，按步骤安装；step 3: FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下；step 4：安装完之后，把x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\gambit.exe命令符拖到桌面（x为安装的盘符）；step 5: 点击fluent源文件夹的setup.exe，按步骤安装；step 6: 从程序里找到fluent应用程序，发到桌面上。
注：安装可能出现的几个问题：1.出错信息“unable find/open license.dat"，第三步没执行；2.gambit在使用过程中出现非正常退出时可能会产生*.lok文件，下次使用不能打开该工作文件时，进入x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\，把*.lok文件删除即可；3.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径，推荐设置办法，在非系统分区建一个目录，如d:\usersa） win2k用户在控制面板－用户和密码－高级－高级，在使用fluent用户的配置文件修改本地路径为d:\users，重起到该用户运行命令提示符，检查用户路径是否修改；b） xp用户，把命令提示符发送到桌面快捷方式，右键单击命令提示符快捷方式在快捷方式－起始位置加入D:\users,重起检查。
FLUENT知识点FLUENT是一种计算流体力学（CFD）软件，用于模拟和分析流体流动和热传递的现象。
它由美国公司Ansys开发，已经成为工程和科学领域中最常用的CFD模拟工具之一、下面是一些关于FLUENT软件的知识点。
1. FLUENT的基本原理：FLUENT使用Navier-Stokes方程组来描述流动过程，它基于流体力学和热力学原理。
它可以模拟各种流动情况，包括稳态和非稳态流动、气流和液流、可压缩和不可压缩流体等。
2.网格生成：在FLUENT中，首先需要生成一个计算网格。
网格的划分对于计算结果的准确性和计算速度至关重要。
FLUENT提供了多种网格生成方法，包括结构网格和非结构网格，用户可以根据需要选择适当的网格类型。
3.边界条件和初始条件：在进行流动模拟之前，需要定义合适的边界条件和初始条件。
边界条件包括流体速度、压力和温度等。
初始条件是指模拟开始时的流体状态。
FLUENT提供了多种边界条件和初始条件的设置选项。
4.物理模型：FLUENT支持多种物理模型，包括湍流模型、传热模型、化学反应模型等。
这些物理模型可以根据流动问题的特点进行选择和调整，以获得准确的计算结果。
5. 数值方法：FLUENT使用有限体积法来离散化Navier-Stokes方程组。
它将流场划分为小的控制体积，并在每个控制体积上进行数值解算。
FLUENT提供了多种求解算法和网格收敛策略，以提高计算的准确性和稳定性。
6.模拟结果的后处理：FLUENT可以输出各种流动参数和图形结果，以便分析和解释模拟结果。
用户可以获取流体速度、压力、温度分布等信息，并绘制流线图、剖面图、轮廓图等。
7.多物理场耦合：FLUENT可以进行多物理场的耦合模拟，例如流体-固体的传热问题、流体-结构的耦合问题等。
这些问题可以使用FLUENT软件中的多物理模块来进行建模和求解。
8.并行计算：FLUENT可以利用多核计算机或计算集群进行并行计算，以加快计算速度。
FLUENT动⽹格之铺层应⽤FLUENT动⽹格之铺层应⽤本例中的⽹格运动如上图所⽰。
复合了区域运动与边界运动。
在FLUENT动⽹格技术中，刚体只能运动⽽不能变形，变形体只能变形⽽不能做刚体运动。
⽽对于上图中的运动情况，仔细观察可以发现，下部的两条边既存在变形且有刚体运动。
因此需要进⾏特别处理。
处理⽅案1：创建两个计算域，上⽅为静⽌域，下⽅为运动域。
在进⾏区域设置⾯板中设置动域的运动速度。
设定运动域中各边界的运动⽅式，与常规的动⽹格设定⽅式相同。
（此处利⽤的是滑移⽹格）处理⽅案2：仍然是创建两个区域，但是下⽅的运动区域使⽤动⽹格⽅法规定其运动。
设定整个区域的运动速度。
⽐较：两种⽅式建模⽅式相同，⼯作原理⼤同⼩异，不同的只是区域运动的设置⽅式。
下⾯step by step的说明软件的设置。
这⾥涉及的软件包括：ansys workbench 中的DM模块、ICEM CFD、FLUENT。
之所以使⽤DM建模，是考虑到需要创建interface分界⾯，可以使⽤任何⼀款CAD软件创建模型，GAMBIT也可。
ICEM CFD ⽤于⽹格划分，FLUENT⽤于动⽹格设置及计算。
1、⼏何模型各部分尺⼨：v1=25,h3=50,h2=120,h4=20,v5=10,h11=80,h10=12,v9=16，单位为mm。
如上图所⽰，⼏何区域分为两个：zone1与zone2。
各区域的边界名称为：（1）zone1：左侧速度⼊⼝，v=0.005m/s，右侧边界为⾃由出流outflow，下⽅边界interface_top为interface边界，其它边界类型为wall，命名为walls.（2）zone2：上部边界类型为interface，命名为interface_bottom，其它三个边界类型为wall，左侧边界为wall_left，右侧边界wall_right，下⽅边界wall_bottom在DM中建好模型后，分开导出⼏何⽂件，共导出两个⽂件zone1.x_t，zone2.x_t（我习惯导出x_t格式，其它ICEM CFD能识别的格式也是可以的）。
FLUENT动网格需要的常用宏虽然瞬态PROFILE文件可以在一定程度上定义网格运动，然而其存在着一些缺陷。
最主要的一些缺陷存在于以下一些方面：（1）PROFILE无法精确的定义连续的运动。
其使用离散的点值进行插值。
如果想获得较为精确的运动定义，势必要定义很多点。
（2）一些情况下无法使用profile。
比如稳态动网格。
在FLUENT中定义网格运动，更多的是采用UDF宏。
fluent中与动网格有关的UDF 宏一共有5个，其中四个用于常规的网格运动定义，一个用于6DOF模型。
这些宏分别为：DEFINE_CG_MOTION、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY、DEFINE_GEOM、DEFINE_GRID_MOTION、DEFINE_SDOF_PROPERTIES注意：动网格宏只能为编译型UDF。
1、DEFINE_CG_MOTION最常用的运动网格宏。
用户可以使用该宏定义每一时间步上的线速度或角速度来指定fluent中某一特定区域的运动。
DEFINE_CG_MOTION(name,de,vel,omega,time,dtime)参数说明：name：UDF的名字。
体现在fluent中表现为可选择的函数列表。
Dynamic_Thread *dt：存储了用户所指定的动网格属性和结构指针。
real vel[]：线速度。
vel[0]为x方向速度，vel[1]为y方向速度，vel[2]为z 方向速度real omega[]：角速度。
与线速度定义相同。
real time：当前时间。
real dtime：时间步长。
函数返回值为：void从函数的参数类型，配合c语言的参数调用方式可知，vel,omega为数值类型，属于传入类型。
因此只需在函数体中显式定义vel与omega即可将速度传入fluent求解器。
time与dtime是用于定义速度的。
详细实例可参看fluent udf 文档p182。
2、DEFINE_DYNAMIC_ZONE_PROPERTY该宏能用于以下一些场合：（1）在in-cylinder应用中定义旋转中心。
本文摘自“工程流体网论坛”/dvbbs/dispbbs.asp?boardid=61&id=1396题记：在学习使用Fluent的时候，有不少朋友需要使用动网格模型(Dynamic Mesh Model)，因此，本版推出这个专题，进行大讨论，使大家在使用动网格时尽量少走弯路，更快更好地掌握；也欢迎使用过的版友积极参与讨论指导，谢谢！该专题主要包括以下的主要内容：§一、动网格的相关知识介绍；§二、以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程；§一、动网格的相关知识介绍有关动网格基础方面的东西，请具体参考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相关章节，这里只给出一些提要性的知识要点。
1、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
边界的运动形式可以是预先定义的运动，即可以在计算前指定其速度或角速度；也可以是预先未做定义的运动，即边界的运动要由前一步的计算结果决定。
网格的更新过程由FLUENT 根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
在使用动网格模型时，必须首先定义初始网格、边界运动的方式并指定参予运动的区域。
可以用边界型函数或者UDF 定义边界的运动方式。
FLUENT 要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自的初始网格区域中。
不同区域之间的网格不必是正则的，可以在模型设置中用FLUENT 软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起来。
注：一般来讲，在Fluent中使用动网格，基本上都要使用到UDF，所以你最好具备一定的C语言编程基础。
2、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算，即弹簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、动态分层模型（dynamic layering）和局部重划模型（local remeshing）。
动网格技术题记：在学习使用Fluent的时候，有不少朋友需要使用动网格模型(Dynamic Mesh Model)，因此，本版推出这个专题，进行大讨论，使大家在使用动网格时尽量少走弯路，更快更好地掌握；也欢迎使用过的版友积极参与讨论指导，谢谢！该专题主要包括以下的主要内容：##1.动网格的相关知识介绍；##2.以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程；##3. 与动网格应用有关的参考文献；##4. 使用动网格进行计算的一些例子。
##1.动网格的相关知识介绍有关动网格基础方面的东西，请具体参考FLUENT User’s Guide 或FLUENT全攻略的相关章节，这里只给出一些提要性的知识要点。
1、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
边界的运动形式可以是预先定义的运动，即可以在计算前指定其速度或角速度；也可以是预先未做定义的运动，即边界的运动要由前一步的计算结果决定。
网格的更新过程由FLUENT 根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
在使用动网格模型时，必须首先定义初始网格、边界运动的方式并指定参予运动的区域。
可以用边界型函数或者UDF 定义边界的运动方式。
FLUENT 要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自的初始网格区域中。
不同区域之间的网格不必是正则的，可以在模型设置中用FLUENT软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起来。
注：一般来讲，在Fluent中使用动网格，基本上都要使用到UDF，所以你最好具备一定的C 语言编程基础。
2、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算，即弹簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、动态分层模型（dynamic layering）和局部重划模型（local remeshing）。
网格的读入和使用FLUENT可以从输入各种类型，各种来源的网格。
你可以通过各种手段对网格进行修改，如：转换和调解节点坐标系，对并行处理划分单元，在计算区域内对单元重新排序以减少带宽以及合并和分割区域等。
你也可以获取网格的诊断信息，其中包括内存的使用与简化，网格的拓扑结构，解域的信息。
你可以在网格中确定节点、表面以及单元的个数，并决定计算区域内单元体积的最大值和最小值，而且检查每一单元内适当的节点数。
以下详细叙述了FLUENT关于网格的各种功能。
（请参阅网格适应一章以详细了解网格适应的具体内容。
）网格拓扑结构FLUENT是非结构解法器，它使用内部数据结构来为单元和表面网格点分配顺序，以保持临近网格的接触。
因此它不需要i，j，k指数来确定临近单元的位置。
解算器不会要求所有的网格结构和拓扑类型，这使我们能够灵活使用网格拓扑结构来适应特定的问题。
二维问题，可以使用四边形网格和三角形网格，三维问题，可以使用六面体、四面体，金字塔形以及楔形单元，具体形状请看下面的图形。
FLUENT可以接受单块和多块网格，以及二维混合网格和三维混合网格。
另外还接受FLUENT有悬挂节点的网格（即并不是所有单元都共有边和面的顶点），有关悬挂节点的详细信息请参阅“节点适应”一节。
非一致边界的网格也可接受（即具有多重子区域的网格，在这个多重子区域内，内部子区域边界的网格节点并不是同一的）。
详情请参阅非一致网格Figure 1: 单元类型可接受网格拓扑结构的例子正如网格拓扑结构一节所说，FLUENT可以在很多种网格上解决问题。
图1—11所示为FLUENT的有效网格。
O型网格，零厚度壁面网格，C型网格，一致块结构网格，多块结构网格，非一致网格，非结构三角形，四边形和六边型网格都是有效的。
Note that while FLUENT does not require a cyclic branch cut in an O-type grid，it will accept a grid that contains one.Figure 1: 机翼的四边形结构网格Figure 2:非结构四边形网格Figure 3: 多块结构四边形网格Figure 4: O型结构四边形网格Figure 5: 降落伞的零厚度壁面模拟Figure 6: C型结构四边形网格Figure 7:三维多块结构网格Figure 8: Unstructured Triangular Grid for an AirfoilFigure 9:非结构四面体网格Figure 10:具有悬挂节点的混合型三角形/四边形网格Figure 11:非一致混合网格for a Rotor-Stator Geometry选择适当的网格类型FLUENT在二维问题中可以使用由三角形、四边形或混合单元组成的网格，在三维问题中可以使用四面体，六面体，金字塔形以及楔形单元，或者两种单元的混合。
FLUENT动网格之铺层1与光顺方法类似，动态层方法同样不是以网格质量作为网格更新判据的。
动态层方法原理很简单，且非常适合于结构网格在某一方向上具有主导运动的情况下。
本例即是这么一种情况。
1、问题描述如下图所示，计算域空间尺寸160mmx50mm，一个长方形固体块在大的空间沿x轴匀速运动，速度0.05m/s，运动时间2s，可计算出运动位移0.1m。
注意位移不能使边界重叠，否则计算会产生错误以致退出。
2、动网格解决方案若使用四边形网格，由于本例中网格运动具有强烈的方向性，满足动态层方法的应用需求。
若使用三角形网格，可使用动态层方法配合网格重构。
然而，单纯的使用动态层方法是有诸多限制的，若不对本例中的几何进行处理，是不满足动态层应用要求的。
主要问题在于：动态层方法要求运动边界为单侧边界，则同一个域中不能既拉伸又压缩。
本例显然不满足单一的网格运动，因为固体的运动前方网格被压缩，而后方网格被拉伸。
因此可将几何进行切割。
如图所示，将计算域如此切割，分解为四个计算域。
如何在ICEM CFD中对计算域进行处理，以后再说。
也可以将区域切割后分别划分网格。
边界类型：1，2，7，8：interface对类型，且为变形域，1、2伸长，7、8缩短。
3，4：wall类型，且为变形域5，6：wall类型，且为运动域9，10，11，12：计算域边界。
本例中使用wall，表示全封闭模型。
划分网格如图所示。
其中网格尺寸为1mm，共生成7306个网格。
3、定义运动本例使用PROFILE文件定义运动。
profile文件内容如下：((moveVel transient 3 0)(time 0 1 2)(v_x 0.05 0.05 0.05))4、动网格参数本例使用layering网格更新方法。
如下图所示。
只勾选Layering选项。
设置layering方法的参数如右下图所示。
采用分裂因子0.4，收缩因子0.2进行网格更新。
意味着：当网格长度大于1.4时，进行网格分裂，当网格长度小于0.2时，进行风格合并（原始网格长度为1）。
搅拌桨底部十字挡板流场分析动网格实例教程搅拌设备在各个行业运用的十分广泛，搅拌就是为了更够更快速更高效的将物质与介质充分混合，发生充分的反应，而搅拌中存在着许多不利于混合的情况，比如液体旋流。
为了解决这个问题，之前很多人提出在罐体的侧壁上增加挡板，可以抵消大部分旋流，然后大部分都是研究侧挡板的，对于底部挡板的研究十分少，本文就在椭圆底部挡板增加十字型挡板，对罐体中进行流场分析。
1．Gambit建模首先用Gambit建模图形如下：图1：Gambit建立的模型分为两个区域，里面的圆柱为动区域，外面包着的大圆柱设为静区域，静区域划分网格大，划分粗糙，内部动区域划分网格小，划分精细。
边界条件主要设置了轴，搅拌桨，底部挡板，上层液面。
以下就是fluent进行数值模拟。
2.fluent数值模拟2.1导入case文件2.2对网格进行检查Minimum volume的数值大于0即可。
图2网格检查2.3调节比例单位选择mm单位。
图3比例调节2.4定义求解器参数设置如图4所示图4设置求解器参数2.5设置能量线图5能量线2.6设置粘度模型，选择k-e模型k-e模型对该模型模拟十分实用。
图6粘度模型2.7定义材料介质选择液体水。
2.8定义操作条件由于存在着终于，建模时的方向向上，所以在Z轴增加一个重力加速度。
图8操作条件2.9定义边界条件在边界设置重，动区域如图所示，将材料设成水，motion type设成moving reference frame （相对滑动），转速设为10rad/s，单位可在Define中的set unit中的angular-velocity设置。
而在在轴的设置中，如上图所示，将wall motion设成moving wall，motion设成Absolute，速度设成-10，由于轴跟动区域速度是相对的，所以设成反的。
图9动区域边界条件图10轴边界条件2.10设置求解器求解器的设置如图11需将momentum改成0.5即可图11求解器2.11初值初始化在Slove中选择solution initialiation设置一下，初值全为0.2.12设置残留控制将plot点上，其他参数如图12所示。
Fluent动网格的应用过程一、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
网格的更新过程由FLUENT根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
FLUENT要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
二、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算，即弹簧近似光滑模型、动态分层模型和局部重划模型。
1、弹簧近似光滑模型在弹簧近似光滑模型中，网格的边被理想化为节点间相互连接的弹簧。
移动前的网格间距相当于边界移动前由弹簧组成的系统处于平衡状态。
在网格边界节点发生位移后，会产生与位移成比例的力，力量的大小根据胡克定律计算。
边界节点位移形成的力虽然破坏了弹簧系统原有的平衡，但是在外力作用下，弹簧系统经过调整将达到新的平衡，也就是说由弹簧连接在一起的节点，将在新的位置上重新获得力的平衡。
从网格划分的角度说，从边界节点的位移出发，采用虎克定律，经过迭代计算，最终可以得到使各节点上的合力等于零的、新的网格节点位置，这就是弹簧光顺法的核心思想。
2、动态分层模型对于棱柱型网格区域（六面体和或者楔形），可以应用动态层模型。
动态层模型的中心思想是根据紧邻运动边界网格层高度的变化，添加或者减少动态层，即在边界发生运动时，如果紧邻边界的网格层高度增大到一定程度，就将其划分为两个网格层；如果网格层高度降低到一定程度，就将紧邻边界的两个网格层合并为一个层。
3、局部重划模型在使用非结构网格的区域上一般采用弹簧光顺模型进行动网格划分，但是如果运动边界的位移远远大于网格尺寸，则采用弹簧光顺模型可能导致网格质量下降，甚至出现体积为负值的网格，或因网格畸变过大导致计算不收敛。
为了解决这个问题，FLUENT 在计算过程中将畸变率过大，或尺寸变化过于剧烈的网格集中在一起进行局部网格的重新划分，如果重新划分后的网格可以满足畸变率要求和尺寸要求，则用新的网格代替原来的网格，如果新的网格仍然无法满足要求，则放弃重新划分的结果。
在FLUENT中进行公转与自转的动网格设定，若运动情况较简单且运动规律比较特殊时，可以应用滑移网格解决。
在FLUENT13.0之后的版本中，支持在动网格中同时包容MRF模型，这也为复杂运动建模提供了条件。
1、模型准备本例中的模型需要利用ICEM CFD创建分界面的技术，前面已有介绍，这里不再累述。
建立的网格模型如不图所示。
整个模型共包含三个域，从外到内我们依次命名为：outer_domain，mid_domain，inner_domain。
其中区域3（inner_domain）中包含一个搅拌器。
区域3以速度1rad/s绕圆心旋转，搅拌器以角速度10rad/s旋转。
三个计算域以两对interface进行连接。
区域1的外部为wall边界类型（即整个区域是密闭的）。
图1 图22、模型设置将网格文件导入至FLUENT中，进行sacle，将模型尺度调整至满足我们需求的尺度。
设置求解类型为瞬态，使用RNG K-epsilon模型，采用增强壁面函数。
从材料数据库中添加材料水。
3、inner_domain区域设置本例的重点在于区域设置。
需要进行设置的区域为inner_domain与mid_domain。
进入Cell Zone Conditioons面板，选择inner_domain区域，设置区域类型为fluid，点击按钮edit…进入区域设置。
如图2所示。
在弹出的设置框中进行图3高亮部分的设置。
需要注意的是：设置相对区域为mid_domain，再设置旋转中心后，则设置的旋转中心为局部坐标。
4、mid_domain区域设置采用与inner_domain类似的设置，如下图所示。
设置mid_domain的旋转中心为(0,0)，旋转速度1rad/s。
5、outer_domain设置outer_domain没有运动方面的设置，只需设置材料为水即可。
6、边界条件设置只有两个wall边界，一个是搅拌器壁面，一个是out_domain的外壁面。
搅拌桨底部十字挡板流场分析动网格实例教程搅拌设备在各个行业运用的十分广泛，搅拌就是为了更够更快速更高效的将物质与介质充分混合，发生充分的反应，而搅拌中存在着许多不利于混合的情况，比如液体旋流。
为了解决这个问题，之前很多人提出在罐体的侧壁上增加挡板，可以抵消大部分旋流，然后大部分都是研究侧挡板的，对于底部挡板的研究十分少，本文就在椭圆底部挡板增加十字型挡板，对罐体中进行流场分析。
1．Gambit建模首先用Gambit建模图形如下：图1：Gambit建立的模型分为两个区域，里面的圆柱为动区域，外面包着的大圆柱设为静区域，静区域划分网格大，划分粗糙，内部动区域划分网格小，划分精细。
边界条件主要设置了轴，搅拌桨，底部挡板，上层液面。
以下就是fluent进行数值模拟。
2.fluent数值模拟2.1导入case文件2.2对网格进行检查Minimum volume的数值大于0即可。
图2网格检查2.3调节比例单位选择mm单位。
图3比例调节2.4定义求解器参数设置如图4所示图4设置求解器参数2.5设置能量线图5能量线2.6设置粘度模型，选择k-e模型k-e模型对该模型模拟十分实用。
图6粘度模型2.7定义材料介质选择液体水。
图7介质选择2.8定义操作条件由于存在着终于，建模时的方向向上，所以在Z轴增加一个重力加速度。
图8操作条件2.9定义边界条件在边界设置重，动区域如图所示，将材料设成水，motion type设成moving reference frame （相对滑动），转速设为10rad/s，单位可在Define中的set unit中的angular-velocity设置。
而在在轴的设置中，如上图所示，将wall motion设成moving wall，motion设成Absolute，速度设成-10，由于轴跟动区域速度是相对的，所以设成反的。
图9动区域边界条件图10轴边界条件2.10设置求解器求解器的设置如图11需将momentum改成0.5即可图11求解器2.11初值初始化在Slove中选择solution initialiation设置一下，初值全为0.2.12设置残留控制将plot点上，其他参数如图12所示。
FLUENT动⽹格系列：区域运动本次使⽤的是滑移⽹格，动⽹格实现以后再讨论。
要实现的运动如下图所⽰。
杯⼦中装满⽔，现在以速度1rad/s延续1s钟使杯⼦倾斜1rad，观察5s钟内⽔的变化情况。
本例可以⽤滑移⽹格或动⽹格实现，但是使⽤滑移⽹格能够保持较好的⽹格质量。
本例使⽤滑移⽹格。
FLUENT中的滑移⽹格可以最⼤限度的代替动⽹格，尤其对于⼀些分界⾯确定的计算模型。
滑移⽹格可以⽤于瞬态模拟中（其它如MRF,SRF,MP则很少⽤于瞬态模拟中）。
本例涉及到的内容包括：（1）分界⾯⼏何模型的建⽴。
涉及到多⼏何体的创建。
在workbench的DM模块中很容易解决此类问题。
但是如果要在ICEM CFD中创建⽹格的话，则需要进⾏⼀些特别的处理。
主要是各部分模型⽹格的组装问题。
（2）区域运动的指定。
在本例中主要是指定运动区域的旋转速度。
需要注意的是旋转中⼼与旋转⽅向的设定。
（3）多相流的使⽤。
本例中使⽤的是VOF模型。
1、⼏何模型本例的⼏何模型如下图所⽰。
尺⼨是随便定的。
如图所⽰，计算模型分为三个区域，1、2、3分别对应名称为braket、zone与cup，如前所述，区域zone与cup为运动区域，运动⽅式⽤UDF进⾏定义。
2、边界类型⼀共有两对interface，分别位于zone区域与cup区域，zone区域与braket区域。
如下图所⽰。
braket区域的左侧、右侧及下⽅边界均为wall类型，上⽅边界为pressure_outlet类型，内部边界为interface类型。
cup区域左、右、下侧边界为wall类型，上⽅边界为interface类型。
在mesh interface中设置interface对，⼀共是两对。
最终组合后的⽹格如下图所⽰。
3、求解参数设置导⼊模型后，在scale⾯板中进⾏必要的scale操作以使模型尺度满⾜要求。
在general⾯板中设置使⽤瞬态模拟，并设置重⼒加速度。
选择RNG K-Epsilon湍流模型。
Fluent Meshing网格划分流程（非结构化）：（默认）1.模型导入(面片网格形式or面网格形式)2.面网格尺寸控制3.生成面网格4.检查面网格质量(triple右键—选择Diagnostics(诊断)—Connectivity and Quality—Summary —在下方数据栏查看网格质量数据);①Face Connectivity—Issue栏的选项可以先Mark—据数据提示在Operations里—Apply for All进行修复；②Quality—Skewness—Min.1(0.5)—General Improve—Iterations(>5)—Apply for All(可以多次迭代知道得到自己想要的结果)；③交界面处理问题：Triple—右键Join/Intersect—√全选Join/Operation-选Intersect(观察处理结果)5.生成计算域(Volumetric Regions—右键Type—分流体/固体域)6.生成体网格(Cell Zones—右键选Auto Mesh)7.导出网格(File—Write—Mesh)主流：Fluent Meshing水密工作流(按照默认步骤即可)小结：Fluent Meshing生成的网格只能在本求解器中求解→直接转到求解器求解。
其中，全局通量守恒在通量报告中选中出入口来查看(最终结果只要数值很小接近0，即可认为守恒)。
7.ICEM导入Fluent计算：圆柱绕流边界条件设置视频78-79稳态开始！视频25教设置面1）168W网格(整体：1；Nodes：25横和竖-框/45°斜51;条件：0.3 1.2 0.01、2、0)8.Fluent边界条件设置小计：1)SIMPLE是分离求解器；Couple是耦合求解器。
2)先计算把网格无关性验证后，在定平面或点进行出图。
9. CFD中稳态与瞬态的区别：稳态计算与初始值无关，很多CFD 软件在稳态计算时要求进行初始化，这只是用于迭代计算，理论上是不会影响到最终的结果，但是不好的初始会值会影响到收敛过程。
题记：在学习使用Fluent的时候，有不少朋友需要使用动网格模型(Dynamic Mesh Model)，因此，本版推出这个专题，进行大讨论，使大家在使用动网格时尽量少走弯路，更快更好地掌握；也欢迎使用过的版友积极参与讨论指导，谢谢！该专题主要包括以下的主要内容：##1.动网格的相关知识介绍；##2.以NACA0012翼型俯仰振荡实例进行讲解动网格的应用过程；##3. 与动网格应用有关的参考文献；##4. 使用动网格进行计算的一些例子。
##1.动网格的相关知识介绍有关动网格基础方面的东西，请具体参考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相关章节，这里只给出一些提要性的知识要点。
1、简介动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题。
边界的运动形式可以是预先定义的运动，即可以在计算前指定其速度或角速度；也可以是预先未做定义的运动，即边界的运动要由前一步的计算结果决定。
网格的更新过程由FLUENT 根据每个迭代步中边界的变化情况自动完成。
在使用动网格模型时，必须首先定义初始网格、边界运动的方式并指定参予运动的区域。
可以用边界型函数或者UDF 定义边界的运动方式。
FLUENT 要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。
如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合在初始网格中以对它们进行识别。
那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自的初始网格区域中。
不同区域之间的网格不必是正则的，可以在模型设置中用FLUENT软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起来。
注：一般来讲，在Fluent中使用动网格，基本上都要使用到UDF，所以你最好具备一定的C 语言编程基础。
2、动网格更新方法动网格计算中网格的动态变化过程可以用三种模型进行计算，即弹簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、动态分层模型（dynamic layering）和局部重划模型（local remeshing）。
弹簧近似光滑模型在弹簧近似光滑模型中，网格的边被理想化为节点间相互连接的弹簧。
移动前的网格间距相当于边界移动前由弹簧组成的系统处于平衡状态。
在网格边界节点发生位移后，会产生与位移成比例的力，力量的大小根据胡克定律计算。
边界节点位移形成的力虽然破坏了弹簧系统原有的平衡，但是在外力作用下，弹簧系统经过调整将达到新的平衡，也就是说由弹簧连接在一起的节点，将在新的位置上重新获得力的平衡。
从网格划分的角度说，从边界节点的位移出发，采用虎克定律，经过迭代计算，最终可以得到使各节点上的合力等于零的、新的网格节点位置，这就是弹簧光顺法的核心思想。
原则上弹簧光顺模型可以用于任何一种网格体系，但是在非四面体网格区域（二维非三角形），最好在满足下列条件时使用弹簧光顺方法：（1）移动为单方向。
（2）移动方向垂直于边界。
如果两个条件不满足，可能使网格畸变率增大。
另外，在系统缺省设置中，只有四面体网格（三维）和三角形网格（二维）可以使用弹簧光顺法，如果想在其他网格类型中激活该模型，需要在dynamic-mesh-menu 下使用文字命令spring-on-all-shapes?，然后激活该选项即可。
动态层模型对于棱柱型网格区域（六面体和或者楔形），可以应用动态层模型。
动态层模型的中心思想是根据紧邻运动边界网格层高度的变化，添加或者减少动态层，即在边界发生运动时，如果紧邻边界的网格层高度增大到一定程度，就将其划分为两个网格层；如果网格层高度降低到一定程度，就将紧邻边界的两个网格层合并为一个层：如果网格层j扩大，单元高度的变化有一临界值：H_min>(1+alpha_s)*h_0式中h_min为单元的最小高度，h_0为理想单元高度，alpha_s为层的分割因子。
在满足上述条件的情况下，就可以对网格单元进行分割，分割网格层可以用常值高度法或常值比例法。
在使用常值高度法时，单元分割的结果是产生相同高度的网格。
在采用常值比例法时，网格单元分割的结果是产生是比例为alpha_s的网格。
若对第j层进行压缩，压缩极限为：H_min<alpha_c*h_0式中alpha_c为合并因子。
在紧邻动边界的网格层高度满足这个条件时，则将这一层网格与外面一层网格相合并。
动网格模型的应用有如下限制：（1）与运动边界相邻的网格必须为楔形或者六面体（二维四边形）网格。
（2）在滑动网格交界面以外的区域，网格必须被单面网格区域包围。
（3）如果网格周围区域中有双侧壁面区域，则必须首先将壁面和阴影区分割开，再用滑动交界面将二者耦合起来。
（4）如果动态网格附近包含周期性区域，则只能用FLUENT 的串行版求解，但是如果周期性区域被设置为周期性非正则交界面，则可以用FLUENT 的并行版求解。
如果移动边界为内部边界，则边界两侧的网格都将作为动态层参与计算。
如果在壁面上只有一部分是运动边界，其他部分保持静止，则只需在运动边界上应用动网格技术，但是动网格区与静止网格区之间应该用滑动网格交界面进行连接。
局部重划模型在使用非结构网格的区域上一般采用弹簧光顺模型进行动网格划分，但是如果运动边界的位移远远大于网格尺寸，则采用弹簧光顺模型可能导致网格质量下降，甚至出现体积为负值的网格，或因网格畸变过大导致计算不收敛。
为了解决这个问题，FLUENT 在计算过程中将畸变率过大，或尺寸变化过于剧烈的网格集中在一起进行局部网格的重新划分，如果重新划分后的网格可以满足畸变率要求和尺寸要求，则用新的网格代替原来的网格，如果新的网格仍然无法满足要求，则放弃重新划分的结果。
在重新划分局部网格之前，首先要将需要重新划分的网格识别出来。
FLUENT 中识别不合乎要求网格的判据有二个，一个是网格畸变率，一个是网格尺寸，其中网格尺寸又分最大尺寸和最小尺寸。
在计算过程中，如果一个网格的尺寸大于最大尺寸，或者小于最小尺寸，或者网格畸变率大于系统畸变率标准，则这个网格就被标志为需要重新划分的网格。
在遍历所有动网格之后，再开始重新划分的过程。
局部重划模型不仅可以调整体网格，也可以调整动边界上的表面网格。
需要注意的是，局部重划模型仅能用于四面体网格和三角形网格。
在定义了动边界面以后，如果在动边界面附近同时定义了局部重划模型，则动边界上的表面网格必须满足下列条件：（1）需要进行局部调整的表面网格是三角形（三维）或直线（二维）。
（2）将被重新划分的面网格单元必须紧邻动网格节点。
（3）表面网格单元必须处于同一个面上并构成一个循环。
（4）被调整单元不能是对称面（线）或正则周期性边界的一部分。
动网格的实现在FLUENT 中是由系统自动完成的。
如果在计算中设置了动边界，则FLUENT 会根据动边界附近的网格类型，自动选择动网格计算模型。
如果动边界附近采用的是四面体网格（三维）或三角形网格（二维），则FLUENT 会自动选择弹簧光顺模型和局部重划模型对网格进行调整。
如果是棱柱型网格，则会自动选择动态层模型进行网格调整。
在静止网格区域则不进行网格调整。
动网格问题中对于固体运动的描述，是以固体相对于重心的线速度和角速度为基本参数加以定义的。
既可以用型函数定义固体的线速度和角速度，也可以用UDF 来定义这两个参数。
同时需要定义的是固体在初始时刻的位置。
注：这一小节主要讲述了动网格的更新方法，最好能掌握，尤其是各种方法的适用范围，通常来讲，在一个case中，我们使用的更新方法都是根据网格类型以及和要实现的运动来选择的，很多时候都是几种更新方法搭配起来使用的。
总结一下：使用弹簧近似光滑法网格拓扑始终不变，无需插值，保证了计算精度。
但弹簧近似光滑法不适用于大变形情况，当计算区域变形较大时，变形后的网格会产生较大的倾斜变形，从而使网格质量变差，严重影响计算精度。
动态分层法在生成网格方面具有快速的优势，同时它的应用也受到了一些限制。
它要求运动边界附近的网格为六面体或楔形，这对于复杂外形的流场区域是不适合的。
使用局部网格重划法要求网格为三角形（二维）或四面体（三维），这对于适应复杂外形是有好处的，局部网格重划法只会对运动边界附近区域的网格起作用。
3、动网格问题的建立设置动网格问题的步骤如下：（1）在Solver（求解器）面板中选择非定常流（unsteady）计算。
（2）设定边界条件，即设定壁面运动速度。
（3）激活动网格模型，并设定相应参数，菜单操作如下：Define -> Dynamic Mesh -> Parameters...（4）指定移动网格区域的运动参数，菜单操作如下：Define -> Dynamic Mesh -> Zones...（5）保存算例文件和数据文件。
（6）预览动网格设置，菜单操作为：Solve -> Mesh Motion...（7）在计算活塞问题时，设定活塞计算中的事件：Define -> Dynamic Mesh -> Events...并可以通过显示阀与活塞的运动，检查上述设置是否正确：Display -> IC Zone Motion...（8）应用自动保存功能保存计算结果。
File -> Write -> Autosave...在动网格计算中，因为每个计算步中网格信息都会改变，而网格信息是储存在算例文件中的，所以必须同时保存算例文件和数据文件。
（9）如果想建立网格运动的动画过程，可以在Solution Animation（计算结果动画）面板中进行相关设置。
注：在这一步中，需要提醒一下，使用动网格进行正式计算之前，最好养成预览动网格更新的习惯；就是在正式计算前，浏览一下动网格的更新情况，这样可以避免在计算过程中出现动网格更新本身的问题。
在预览更新时，很多人都说会出现负体积的警告，更新不成功，出现这样的问题时，最好先把时间步长改的更小点儿试试，一般来讲，排除UDF本身的原因，出现更新出错的原因都与时间步长有关，这需要结合所使用的更新方法多琢磨。
4、设定动网格参数为了使用动网格模型，需要在dynamic mesh（动网格）面板中激活Dynamic Mesh（动网格）选项。
如果计算的是活塞运动，则同时激活In-Cylinder（活塞）选项。
然后选择动网格模型，并设置相关参数。
1）选择网格更新模型在Mesh Methods（网格划分方法）下面选择Smothing（弹簧光顺模型），Layering（动态层模型）和（或）Remshing（局部重划模型）。
2）设置弹簧光顺参数激活弹簧光顺模型，相关参数设置位于Smoothing（光顺）标签下，可以设置的参数包括Spring Constant Factor（弹簧弹性系数）、Boundary Node Relaxation（边界点松弛因子）、Convergence Tolerance（收敛判据）和Number of Iterations（迭代次数）。
