Fluent 软件对风扇的模拟分析解析.ppt

Fluent 软件对风扇的模拟分析 Asia Vital Components Co., Ltd. Mar. 2009 AVC Confidential 1.Fluent 求解器的选择 双击桌面的快捷方式 在弹出的对话框中选择 3d 求解 器（如图 1 ）点击 Run 开启 Fluent 求解程序。表示这时用的 Fluent 的三维单精度求解器，如果要对三维风扇模型进行模 拟分析就需要选择三维求解器。打开的程序界面（如图 2 ） 所示。 图 2 AVC Confidential 图 1 2 2. 文件导入和网格操作 读入网格文件。依次点击选择 file ? read ? case ，导入在 icem-cfd 中生成的 网格文件 。浏览到以 .msh 为后缀名的网格文件，点击 ok 。（如图 3 ） 图 4 图 3 在读入网格文件的过程中，我们可以从 Fluent 的控制台窗口看到一些网格文 件的基本信息。包括网格节点个数，边界条件等，在本例中还会看到一个警 告信息（如图 4 ），提示有 shadow 面存在，这个需要在随后的边界条件面板 中修改。 AVC Confidential 3 3. 检查网格文件，设置区域大小 网格文件读入后，一定要对网格进行检查。依次点击 gird ? check, 这个操作可 以得到网格信息 ( 如图 5 ）。从 Domain extents 可以看到计算区域的大小，另外 从 minimum volume （如图 6 ）可以知道最小的网格体积，如果该值小于 0 ，表 示有负体积的网格，就必须重新划分网格。 图 5 图 6 AVC Confidential 4 3. 检查网格文件，设置区域大小 依次点击 grid ? scale… 打开网格比例对话框（如图 7 ），对计算区域的尺寸进行 设置。 Fluent 默认的长度单位是米，如果网格输出的长度单位不是默认单位米就需 要修改网格比例尺寸。这里所导入的网格单位为 mm, 需要修改比例因子。从 grid was created in 下拉框中选择 mm 单位（如图 8 ），点击 change length units 将默 认长度单位改为 mm, 再点击 scale 缩放网格大小，注意 domain extents 所列出的求 解区域范围是否正确。 图 7 图 8 AVC Confidential 5 4. 显示网格 依次点击 display ? grid… ，打开如图 9 所示的网格显示对话框，点击 display ，可 以看到弹出一个图形窗口 ( 如图 11 ），按住鼠标左键可以旋转，按住中建进行缩放 。可以在 surfaces 列表中选择几个面来查看，点击 display 就可以看到所选择的面 的网格。 图 9 图 10 图 11 AVC Confidential 6 5. 选择计算模型 求解器的定义：依次点击 define ? models ? solver ，定义求解器（如图 12 ） . 对于风扇的模拟假定为不可压缩气体，稳态的求解方式 ( 如图 13 ）。选择默认 的求解方式就可以了，点击 ok 。 图 13 图 12 AVC Confidential 7 6. 湍流模型的选择 选择 define ? models ? viscous （如图 14 ），选择湍流模型为标准 k- ε 模型（如图 12 ）。最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。 在 FLUENT 中，标准 k- ε 模型自从被 LaunderandSpalding 提出之后，就变成工程流 场计算中主要的工具了。适用范围广、经济、合理的精度。它是个半经验的公式， 是从实验现象中总结出来的。湍动能输运方程是通过精确的方程推导得到，耗散率 方程是通过物理推理，数学上模拟相似原型方程得到的。应用范围：该模型假设流 动为完全湍流，分子粘性的影响可以忽略，此标准 κ - ε 模型只适合完全湍流的流动过 程模拟。如果需要更精确的模拟旋流效果可以选择 κ - ε RNG 模型，这个模型所耗费的 时间要长一些，收敛性要差一些。 图 14 图 15 AVC Confidential 图 16 8 7. 定义流体的物理性质 选择 define ? materials…( 如图 17 ）定义材料的物理属性，在 Fluent 中默认的流体 就是空气，可以保持默认的材料属性（如图 18 ）所示。如果要选择其他的材料可以 在 fluent