基于Fluent卡门涡街现象的模拟

2017-05-13 by:CAE仿真在线来源:互联网

卡门涡街现象:在一定条件下的定常来流绕过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡,经过非线性作用后,形成卡门涡街,而其中最著名的实验当属圆柱绕流模拟涡脱落。

操作流程:

①:建立几何模型如下:一圆柱直径1unit,距离来流口11.5unit,尾流口20unit,上下岸均12.5unit,保存为x-t格式。

②:导入建立的几何模型到hypermesh中,进行流体网格划分如下,为更好地模拟涡脱落现象,因此在圆柱周围以及尾流和来流部分网格划分比较细密,由于流体网格划分经验很少,而为了得到较为精确的结果,因此整体划分均比较细。设置好流体入口,出口以及墙壁,流体部分,然后导出为Fluent格式文件。

③:打开workbench,拖入Fluent模块,导入刚才导出的有限元模型,进入Fluent主界面设置相关参数。由于要模拟卡们涡街现象,因此使用瞬态分析类型,雷诺系数应设置合适,这里使用雷诺系数150进行分析。由于要保证得到150的雷诺系数,而Re=来流速度*圆柱直径*液体密度/液体粘度系数,因此将进口流速设置为1m/s,粘度系数设置为1,液体密度设置为150。又由于圆柱的无量纲频率约为0.2,因此脱落周期为5s,为了抓住脱落现象,因此每次脱落分析步数至少为25次,故时间步长为5/25=0.2s,每步迭代次数30次,设置分析步数为600步,每隔10步保存一次结果,为后期动画制作使用。