Flow3D入门实例
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Flow3D学习——3 算例1 Aerospace TutorialAerospace Tutorial新建一个项目,Model Setup Tab-Meshing & Geometry Tab-SubcomponentTab-Geometry Files-c:\Flow3D\gui\stl_lib\tank.stl,Type and Potential 使用缺省选项,因为将引入其它形状作为固体,Subcomponent 1中坐标范围(Min/Max)为:X: 5.0~15.0, Y: 5.0~15.0, Z: 0.0~15.0tank.stl的单位对FLOW-3D来说是未知的,可能是英寸、英尺、毫米等,现在假设模型是SI(国际单位),那么流体或固体的属性都应该是SI的。
(这里有些糊涂,FLOW-3D会使用STL文件中的单位么?)模拟的情况为从圆柱形底部入口向球形水箱内充水,计算域应该和此形状范围相近,略大一点但不能紧贴着形状边界。
底边界的位置和边界条件类型有关,如果入口处流速已知那么模拟多少入口长度没有关系,因为断面形状是固定的,但是如果特定位置的压力是已知的,那么要把边界放在该位置处因为压力会受入口长度的重力和粘性效应影响而变化。
建议计算域要大于最大几何尺寸的5%,底边界除外,可以小于5%,这样计算域底部和入口交叉,不会挡住水流,因此计算域定义为X: 4.95~15.05 Y: 4.95~15.05 Z: 0.05~15.05在Mesh-Cartesian的Block 1中按上面参数修改计算域尺寸,然后在Block 1上右键选择Update Mesh更新显示。
Re = Reynold数= Inertial Force/Viscous Force = UL/νBo = Bond数= Gravitational Force/Surface Tension Force = gΔρL^2/σWe = Weber数= Inertial Force/Surface Tension Force = LU^2ρ/σU是特征流速,L是特征长度,g是重力加速度,ρ是密度,σ是表面张力系数。
3D学习——3 算例1新建一个项目, & :\3D\\\,使用缺省选项,因为将引入其它形状作为固体, 1中坐标范围()为:X: 5.0~15.0, Y: 5.0~15.0, Z: 0.0~15.0的单位对3D来说是未知的,可能是英寸、英尺、毫米等,现在假设模型是(国际单位),那么流体或固体的属性都应该是的。
(这里有些糊涂,3D会使用文件中的单位么?)模拟的情况为从圆柱形底部入口向球形水箱内充水,计算域应该和此形状范围相近,略大一点但不能紧贴着形状边界。
底边界的位置和边界条件类型有关,如果入口处流速已知那么模拟多少入口长度没有关系,因为断面形状是固定的,但是如果特定位置的压力是已知的,那么要把边界放在该位置处因为压力会受入口长度的重力和粘性效应影响而变化。
建议计算域要大于最大几何尺寸的5%,底边界除外,可以小于5%,这样计算域底部和入口交叉,不会挡住水流,因此计算域定义为X: 4.95~15.05 Y: 4.95~15.05 Z: 0.05~15.05在的 1中按上面参数修改计算域尺寸,然后在 1上右键选择更新显示。
= 数= = ν= 数= = gΔρL^2/σ= 数= = ^2ρ/σU是特征流速,L是特征长度,g是重力加速度,ρ是密度,σ是表面张力系数。
这个问题中大约用100s充满水,冲水体积540立米,入口直径2m,入口流速为540/(100*π*1^2)=1.7,数为1.7*2/(1.06)=3.4e6由于数远大于1,因此惯性力比粘性力更重要,即不需要很密的网格考虑粘性力,也不需要指定粘性特性。
考虑表面张力影响的系数为= gΔρL2/σ = 9.8^2 * 1000 ^3 * (2m)^2/(0.073^2) = 5.4e5= 2ρ/σ = 2m * (1.7 )^2 * 1000 ^3 / (0.073^2) = 7.9e4可以看出表面张力也不需要考虑。
缺省网格在X、Z方向为10,Y方向为1。
Flow3D培训教程FLOW-3D V9.3.2 水利教程上海飞熠软件技术有限公司目录1. 为何选择Flow-3D软件, ............................................................ 2 2. Flow-3D软件界面 (2)3. Flow-3D分析流程 (2)3.1 运行FLOW-3D (2)3.2 几何体的设置 (2)3.3 General设置 (2)3.4 Physics设置 (2)3.5 Fluids设置 (3)3.6 Meshing _Geometry设置 (3)3.7 Boundary设置 (3)3.8 Initial设置 (4)3.9 Output设置 (4)3.10 Numerics设置 (4)3.11 计算 ..................................................................... ... 4 案例1 渠道流动状况 ....................................................................4 案例2 波浪运动 ..................................................................... ... 6 案例3 卷气量分析 ......................................................................7 案例4 球从半空中掉下 (7)案例5 强制球在水面移动 ................................................................ 8 案例6 开闸泄流 ..................................................................... ... 9 案例7 搅拌不同密度流体 (11)3.1 为何选择Flow-3D软件,网格可以自由分割,不需要与几何文档建立关联, FAVOR可以描述非常复杂的流场运动模式,TruVOF与自由液面模型描述,多网格区块建立技术能够大幅度地提高计算效率,运动物体GMO碰撞模型设置简单方便。
Flow3d 9.3.2 Hydraulics Tutorial水力教程本练习的目的是模拟水从水库通过薄壁堰流进下游水池。
图1 水流模拟在设计中,模拟的第一步是需要完全了解要分析的问题。
用流体力学知识,分析工程中哪些参数重要,怎样简化问题,可能出现什么问题,以及希望得到什么样的结果。
确定液体流动特性,如黏性、表面张力及能量作用大小的常用方法,是计算无量纲参数,如雷诺数、邦德数、韦伯数。
Re (Reynold’s Number)雷诺数=Inertial Force/Viscous Force=贯性力/黏性=UL/νBo (Bond Number)邦德数=Gravitational Force/Surface Tension Force=重力/表面张力=gΔρL2/σWe (Weber Number) 韦伯数=Inertial Force/Surface Tension Force=惯性力/表面张力=LU2ρ/σ这里U是特征速度,L是特征长度,g是重力加速度,ρ是密度,σ 是表面张力系数。
对本问题,水从18cm高堰流过,水流在堰底的速度可近似按自由落体运动分析得出:Velocity = sqrt(2*980*18) = 187.8 cm/s流体的雷诺数为:Re = 30cm x 187.8cm/s / 10-2cm^2/s = 5.6 x 105雷诺数大,意味着与贯性力相比,黏性力不可忽略。
因此,我们不需要精细的网格求解壁黏性剪切层。
当然,由于流态的紊乱,液体内部有很多黏性剪切力,因此,需要在模型中指定黏性参数。
邦德数按下式求得:Bo = 980cm/s^2 * 1 gm/cc * (30cm)^2/(73gm/s^2) = 1.2 x 104韦伯数按下式求得:We = 30cm * (187.8 cm/s)^2 * 1gm/cc / (73gm/s^2) = 1.45 x 104再者,大的邦德数和大的韦伯数表明,与重力和惯性力相比,表面张力可忽略。