方柱扰流数值模拟 图文.doc

方柱扰流数值模拟_图文流动与传热的数值模拟技术课程报告方柱绕流的数值模拟学院:姓名:学号:,为粘性流体层流流动,符合N-S方程,即:=ρF﹣gradP+μ▽。流场整体尺寸如图所示:该流场是100mm×40mm的矩形,中间是边长为6mm的方柱。其中方柱离出口20mm,离上下边界都是17mm。在该流场的基础上进行数值模拟。-inlet和压力出口pressure-outlet,壁面条件为无滑移壁面条件WALL。以此来进行数值模拟。。其中划分的步骤如图所示:作为专业的前处理软件ICEMCFD为所有世界流行的CAE软件提供高效可靠的分析模型。它拥有强大的CAD模型修复能力、自动中面抽取、独特的网格“雕塑”技术、网格编辑技术以及广泛的求解器支持能力。同时作为ANSYS家族的一款专业分析环境,还可以集成于ANSYSWorkbench平台,获得Workbench的所有优势。ICEM作为fluent和CFX标配的网格划分软件,取代了GAMBIT的地位。ICEM因其良好的操作界面、丰富的几何接口、完善的几何功能、灵活的拓扑创建、先进的O型网格技术、丰富的求解器接口等优势,越来越被业内人士所认可。在ICEM中画出所用几何模型,并进行网格划分。通过block的方法对方柱周围的网格进行加密处理,以获得更加精确的模拟结果。其划分结果如下:,选择二维求解器。打开生成的网格,检查网格质量。。在GridWasCreatedIn下拉列表中选择mm,单击Scale。-Laminar。该流动问题为不可压缩流动。因此不勾选EnergyEquation复选框。定义材料。本材料为水。-inlet,最右边边界为出口边界设为pressure-outlet,其余边界为wall。求解方法为PISO二阶迎风格式。,在雷诺数0-200之间选择雷诺数为40、80、120、160四种情况来进行计算。根据雷诺数定义(1式中:是平均流速(国际单位:m/s);D管直径(一般为特征长度)(m;μ流体动力黏度(Pa·s或N·s/m²);υ运动黏度;ρ流体密度(kg/m³);Q体积流量(m³/s);A横截面积(m²)。,为了准确抓住涡脱落周期现象,在一个涡脱落周期内至少需要20~25个时间步长。Sr==f×D/U(2式(3)Δt=1/f/(20~25(3本例中,ρ=,D=,μ=·s,根据式(2)算得的入口速度和TimeStepSize见表1。表1各雷诺数对应的入口速度和时间步长雷诺数1601208040入口速度U(m/s)(s)