hypermesh与fluent联合仿真实例
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精选全文完整版(可编辑修改)【流体】Fluent周期性流动换热仿真实例-翅片换热器案例描述:氨水在间断式翅片换热器的流动换热仿真。
由于在间断式翅片换热器中重复的几何单元多,这里取它的一个重复单元进行仿真分析即可,尺寸和边界条件见下图。
FLUENT 提供流向周期流的计算。
这种流动具有广泛的应用,如热交换管道以及通过水箱的管流。
在这些流动模式中,几何外形沿流动方向上具有重复性的特点,从而导致了周期性完全发展的流动。
这些周期性条件在足够的入口长度后就会形成,具体与雷诺数和几何外形有关。
周期性热传导的解策略:完成了周期性热传导常数壁面温度的用户输入之后,你就可以解决流动和热传导问题直至收敛。
最为有效的解决方法是首先解没有热传导的周期性流动,然后不改变流场来解热传导问题,具体步骤如下:1.在解控制面板中关闭能量方程选项。
菜单:Solve/Controls/Solution...。
2.解剩下的方程(连续性,动量以及湍流参数(可选))来获取收敛的周期性流动的流场解。
注意,当你在开始计算之前初始化流场时,请使用入口体积温度和壁面温度的平均值作为流场的初始温度。
3.回到解控制面板,关闭流动方程打开能量方程。
4.解能量方程直至收敛获取周期性温度场。
当同时考虑流动和热传导来解决周期性流动和热传导问题时,你就会发现上面所介绍的方法相当有效。
1、导入网格1.1 打开Fluent软件,选择2D求解器。
1.2 导入网格,网格源文件在文章底部有下载链接。
1.3 尺寸缩放。
在本案例的附件网格,需要点击Scale两次,如下图。
2、模型选择打开能量方程和湍流模型,其中,湍流模型设置如下。
3、材料在流体材料库中调出氨水ammonia-liquid (nh3)的物性。
4、计算域设置将计算域的材料设置为氨水。
5、边界条件5.1 翅片wall边界,包括wall-top和wall-bottom。
给定wall温度为350K,其余保持默认。
5.2 周期性边界,Periodic。
计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧问题描述:长为2m、直径为的圆筒形燃烧器结构如图1所示,燃烧筒壁上嵌有三块厚为 m,高 m的薄板,以利于甲烷与空气的混合。
燃烧火焰为湍流扩散火焰。
在燃烧器中心有一个直径为 m、长为 m、壁厚为 m的小喷嘴,甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。
空气从喷嘴周围以 m/s的速度进入燃烧器。
总当量比大约是(甲烷含量超过空气约28%),甲烷气体在燃烧器中高速流动,并与低速流动的空气混合,基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为×103。
假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。
利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。
1、建立物理模型,选择材料属性,定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件2、使用非耦合求解器求解燃烧问题3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算,并比较其结果4、利用分布云图检查反应流的计算结果5、预测热力型和快速型的NO X含量6、使用场函数计算器进行NO含量计算一、利用GAMBIT建立计算模型第1步启动GAMBIT,建立基本结构分析:圆筒燃烧器是一个轴对称的结构,可简化为二维流动,故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了,几何结构如图2所示。
(1)建立新文件夹在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。
(2)启动GAMBIT(3)创建对称轴①创建两端点。
A(0,0,0),B(2,0,0)②将两端点连成线(4)创建小喷嘴及空气进口边界①创建C、D、E、F、G点②连接AC、CD、DE、DF、FG。
(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口①创建H、I、J、K、L、M、N点(y轴为,z轴为0)。
②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制,距离为板高度。
③连接GH、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。
文章来源:安世亚太官方订阅号(搜索:peraglobal)ANSYS Fluent Meshing 是一款高级流体仿真前处理工具,具备从几何到求解的完整工作流程。
其前身是Tgrid非结构体网格生成工具,并在最近的几个版本新增了Fluent风格的操作界面与几何导入技术,目前已经成为ANSYS主推的流体前处理软件。
图1 ANSYS Fluent Meshing前处理工具一、Fluent Meshing有哪些亮点作为高级的网格划分工具,如果没有几招“看家本例”来处理复杂的网格问题,那肯定是无法让人信服的,也就不能体现自己“高级”的身份和定位。
当然,Fluent Meshing具备多种强大稳定的网格处理技术,是一定不会让大家失望的,下面就通过几个典型的特色做以介绍。
1、超级“高效”的网格划分速度随着计算机的发展,越来越多的流体仿真问题需要我们使用更为复杂与细致的几何,对应的网格数量也越来越大。
目前,千万级的网格已经成为大多数产品流体仿真工作的一个常用量级,为此,我们需要更快的网格划分效率来支持工作的进度要求。
Fluent Meshing具备极为高效的体网格生成技术。
测试案例显示,在如下表所示的单机工作站上,Fluent Meshing生成5亿四面体网格所需的时间仅有75分钟,对应的网格文件(约29 Gb)输出时间也不超过11分钟。
相比之下,其他流体工具在网格划分的速度上,就远远的落在后面了。
图2 ANSYS 流体网格划分效率对比实际上,对于相对复杂的几何外形,Fluent Meshing生成1000万体网格也只需2-3分钟,而且稳定性好,内存利用率高,输出文件速度快,是提升流体工程师工作效率的必备工具。
2、丰富的网格“后”处理技术作为一名Fluent流体工程师,可以说我们对*.msh(或*.cas)格式的网格文件是又爱又恨。
爱它的原因自不用多说,它是Fluent求解器最常用的网格格式;恨他的原因也不在少数,尤其是当我们需要修改网格、但又不是自己划分的时候。