Fluent理论手册3—滑移网格及动网格理论
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图1采用滑移网格
图2采用动网格
滑移网格与动网格都可以计算瞬态运动问题。
但是存在以下区别:
(1)滑移网格需要建立多个域,实际上还是计算区域运动,是一个独立区域内所有网格一起运动,而动网格则是真正意义上的网格运动。
(2)滑移网格不会涉及到网格的变形与重生,但是要设计到交界面设置
(3)滑移网格不会造成负体积,而动网格极易形成负网格
(4)滑移网格是一种简化了的模型,最大计算误差出现在交界面位置
(5)动网格误差常出现在运动壁面位置,因此实际应用中往往将边界层与壁面合在一起运动。
(6)SRF,MRF与MP只能计算稳态,在新版本的FLUENT中应用的是坐标系变换,和滑移网格的设置有所区别。
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。
滑移网格法滑移网格法作为众多网格方法中的一种,在CFD 计算方面应用十分广泛,特别是在处理有旋转域的相关问题上。
但是“滑移”在中文的传统意义上是属于“动”的一种,使得很多人将滑移网格法错误的认为是动网格方法的一种。
以下将具体介绍动网格的三种实现-方法,以及滑移网格和滑移网格方法的具体实现步骤。
1 动网格方法动网格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。
其在商用软件中的应用十分广泛。
-动网格可以分为以下三种:弹簧近似光顺法、动态分层法、局部网格分层法。
1.1 弹簧近似光顺法弹簧近似光顺法近似将网格节点间通过弹簧相连,任意一个网格节点的位移均会打破网格系统的力的平衡,通过反复迭代,得到一个新的网格系统,变化过程中网格总量不变。
但在处理计算域较大变形问题时,误差较大。
1.2 动态分层法动态分层法是根据移动边界的运动规律,在变形区域实时增加或减少网格。
局部网格发生增减。
相对弹簧近似光顺法,可以处理计算域变形较大的问题。
1.3 局部网格分层法局部网格分层法是在弹性光顺法的基础上发展得到的。
在弹性光顺法得到新的网格系统的基础上,删除部分网格并从新生成。
该方法有一个网格拉伸度尺寸标准,弹性光顺法得到的网格满足标准则继续使用原网格,不满足则从新生成。
由上可见,动网格方法在数值模拟计算域形状发生变化的相关问题上具有较好的效果。
但在处理计算域旋转但形状不变的问题上有所不足。
而滑移网格方法可以很好的弥补这一不足。
2 滑移网格法滑移网方法是在计算过程中,移动单元区域沿网格分界面滑动,移动网格区域内部网格保持不变。
这一特点使得其在数值模拟带有旋转区域相关问题时,具有较大的优势。
2.1 滑移网格法实现步骤(1)读取各计算计算域网格,识别转/静交接面;(2)对转/静交界面上的网格节点进行外延,构造滑移边界;(3)找到每个滑移点的宿主单元,并计算对应的插值型函数;(4)进行流场的定常数值计算,达到收敛标准;(5)开始非定常计算,第一个物理时刻t=0;(6)对旋转域进行相应旋转,重新构造滑移边界、宿主单元搜索和插值函数计算;(7)进行第t 个物理时刻计算,直到满足内迭代收敛标准;判断非定常计算是否完成,完成则终止计算;否则开始下一物理时刻t=t+1时刻的计算,返回(6)。
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。
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动网格技术简介FLUENT动网格简介在固体有限元计算中,网格运动实非什么稀奇事儿。
而且在绝多数固体计算的基本物理量是网格的节点位移,所以,固体计算中,网格节点运动是对的,没有运动反而不正常了。
也可以这么说:正因为计算域内部节点间的相对运动,才导致了内应力的产生。
流体计算与固体完全不同。
其根源在于它们使用的网格类型不同。
当前固体有限元计算采用的是拉格朗日网格,而流体计算则大多数采用的欧拉网格。
如果说把拉格朗日网格中的节点点看作是真实世界的物质原子的话,那么欧拉网格的节点则好比是真实世界中的一个个传感器,它们总是呆在相同的位置,真实的记录着各自位置上的物理量。
正常情况下,欧拉网格系统是这样的:计算域和节点保持位置不变,发生变化的是物理量,网格节点就像一个个布置在计算域中的传感器,记录该位置上的物理量。
这其实是由流体力学研究方法所决定的。
宏观与微观的差异决定了固体力学计算采用拉格朗日网格,流体计算采用欧拉网格。
关于这部分的详细解说,可以参阅任何一本计算流体动力学书籍。
世界是公平的。
有利必有弊。
朗格朗日网格适合计算节点位移,然而对于过大的网格变形却难以处理。
欧拉网格生来可以处理大变形(因为节点不动),然而对于对于节点运动的处理,则是其直接软肋。
然而很不幸的是,现实生活中有太多网格边界运动的实例。
如汽车发动机中的气缸运动、阀门开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等等等举不胜举。
计算流体动力学计算的基本物理量通常为:速度、温度、压力、组分。
并不计算网格节点位移。
因此要让网格产生运动,通常给节点施加的物理约束是速度。
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。
对于第一类动网格问题,在fluent中通常可以使用profile与UDF 进行网格设置,通过规定节点或区域的速度、角速度或位移等方式来显式确定网格的运动,通常大部分的动网格问题都归于此类。
F L U E N T动网格教程(共17页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-FLUENT动网格教程摘自&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 Mes h 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;§三、与动网格应用有关的参考文献;§四、使用动网格进行计算的一些例子。
§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FLU ENT 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)局部重划模型(local remeshing)1)弹簧近似光滑模型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。
FLUENT动网格教程摘自/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 Me sh 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;§三、与动网格应用有关的参考文献;§四、使用动网格进行计算的一些例子。
§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FLUE NT 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)局部重划模型(local remeshing)1)弹簧近似光滑模型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。
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。
单/双精度解算器1,如果几何体为细长形的,用双精度的;2,如果模型中存在通过小直径管道相连的多个封闭区域,不同区域之间存在很大的压差,用双精度。
3,对于有较高的热传导率的问题和对于有较大的面比的网格,用双精度。
Cortex 是fluent为用户提供接口和图形的一个过程。
边界条件被记录后,如果以后再读入的话,是按照相应的区域的名字来对照的。
如果几个名字相似的区域想使用相同的边界条件,那么在边界条件文件中应该编辑该边界条件对应的区域名为name-*,就是要使用通配符!网格类型的选择:1。
建模时间2。
计算花费一般对于同一几何体三角形/四面体网格元素比四边形/六面体的数目要少。
但是后者却能允许较大的纵横比,因此对于狭长形的几何体选择该种网格类型。
3 数字发散。
引起发散的原因是由于系统的截断误差,如果实际流场只有很小的发散,这时的发散就很重要。
对于fluent来说,二次离散有助于减少发散,另外优化网格也是降低发散的有效途径。
如果流动和网格是平行的话,对于网格和几何体的要求:1,对于轴对称的几何体,对称轴必须是x轴。
2,gambit 能生等角的或非等角的周期性的边界区域。
另外,可以在fluent中通过make-periodic文本命令来生成等角的周期性的边界区域。
网格质量:1.节点密度和聚变。
对于由于负压强梯度引起的节点脱离,以及层流壁面边界层的计算精度来说,节点浓度的确定是很重要的。
对于湍流的影响则更重要,一般来说任何流管都不应该用少于5个的网格元素来描述。
当然,还要考虑到计算机的性能。
2.光滑性。
相邻网格元素体积的变化过大,容易引起较大的截断误差,从而导致发散。
Fluent 通过修正网格元素的体积变化梯度来光滑网格。
3.元素形状。
主要包括倾斜和纵横比。
一般纵横比要小于5:1。
4.流场。
很倾斜的网格在流动的初始区域是可以的,但在梯度很大的地方就不行。
由于不能实现预测该区域的存在,因此要努力在整个区域划分优良的网格。
Fluent动⽹格【3】:DEFINE_CG_MOTION宏除了利⽤Profile进⾏运动指定之外,Fluent中还可以使⽤UDF宏来指定部件的运动。
其中⽤于运动指定的宏主要有三个:DEFINE_CG_MOTIONDEFINE_GEOMDEFINE_GRID_MOTION今天主要看第⼀个UDF宏DEFINE_CG_MOTION。
⽤途DEFINE_CG_MOTION宏主要⽤于描述刚体的运动。
所谓“刚体”,指的是在运动过程中部件⼏何形状不会发⽣任何改变,只是其质⼼位置发⽣改变。
在定义刚体的运动时,通常以速度⽅式进⾏显式定义。
形式DEFINE_CG_MOTION宏的结构很简单。
DEFINE_CG_MOTION(name,dt,vel,omega,time,dtime)其中:name:为宏的名称,可以随意定义dt:⼀个指针Dynamic_Thread *dt,存储动⽹格属性,通常不需要⽤户⼲预。
vel:平动速度,为⼀个数组,其中vel[0]为x⽅向速度,vel[1]为y⽅向速度,vel[2]为z⽅向速度。
omega:转动速度,omega[0]为x⽅向⾓速度,omega[1]为y⽅向⾓速度,omega[2]为z⽅向⾓速度。
time:当前时间。
dtime:时间步长。
实例实例1:利⽤DEFINE_CG_MOTION宏定义速度:u x=2sin(3t)可以写成:#include "udf.h"DEFINE_CG_MOTION(velocity,dt,vel,omega,time,dtime){vel[0] = 2* sin(3*time);}很简单,对不对?再来个复杂点的例⼦。
实例2:已知作⽤在部件上的⼒F,计算部件在⼒F作⽤下的运动。
可以采⽤⽜顿第⼆定律:∫t t0dv=∫t t(F/m)dt则速度可写为:v t=v t−Δt+(F/m)Δt 可写UDF宏为:/************************************************************* 1-degree of freedom equation of motion (x-direction)* compiled UDF************************************************************/#include "udf.h"static real v_prev = 0.0;static real time_prev = 0.0;DEFINE_CG_MOTION(piston,dt,vel,omega,time,dtime){Thread *t;face_t f;real NV_VEC(A);real force_x, dv;/* reset velocities */NV_S(vel, =, 0.0);NV_S(omega, =, 0.0);if (!Data_Valid_P())return;/* get the thread pointer for which this motion is defined */t = DT_THREAD(dt);/* compute pressure force on body by looping through all faces */force_x = 0.0;begin_f_loop(f,t){F_AREA(A,f,t);force_x += F_P(f,t) * A[0];}end_f_loop(f,t)/* compute change in velocity, dv = F*dt/mass */dv = dtime * force_x / 50.0;/* motion UDFs can be called multiple times and should not causefalse velocity updates */if (time > (time_prev + EPSILON)){v_prev += dv;time_prev = time;}Message("time = %f, x_vel = %f, x_force = %f\n", time, v_prev, force_x); /* set x-component of velocity */vel[0] = v_prev;}Processing math: 100%。
FLUENT6.1全攻略图10-16 转子定子模型的静压等值线图在显示速度矢量时,同样有绝对速度和相对速度两种形式。
另外需要注意的是,后处理过程不能在交界区中的壁面、内部、周期等类型的边界上建立数据显示面(surface),但是可以在交界面上建立数据显示面,但结果将是单边的,就是只显示交界面一侧的结果。
而且在跨越交接面时,等值线中可能会有细微的不连续。
在画三维填充等值线时,图形中可能会出现一些小缝,但是这些缝只是图形显示问题,与解的连续性无关。
10.6 动网格模型10.6.1 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。
在使用移动网格模型时,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21FLUENT6.1全攻略22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。
10.6.2 动网格守恒方程在任意一个控制体中,广义标量Φ的积分守恒方程为:()∫∫∫∫∂∂+⋅∇=⋅−+V V Φg V VdV S A d ΦΓA d u u ρΦV ρΦd dt d G G G G (10-7) 式中ρ为流体密度,u G 为速度向量,g u G 移动网格的网格速度,Γ为扩散系数,ΦS 为源项,V ∂代表控制体V 的边界。
方程(10-7)中的时间导数项,可以用一阶后向差分格式写成:()()t V V dV dt d nn V ΔΦ−Φ=Φ+∫ρρρ1 (10-8) 式中n 和n+1代表不同的时间层。