4攪拌器-MRF方法與滑移網(wǎng)格

1、可移動區(qū)域中的流動問題數(shù)值模擬動參考系模型(MovingReferenceFrame)滑移網(wǎng)格模型(MovingMesh)用于解決類似渦輪機械、攪拌槽等包含運動部件的數(shù)值模擬問題。一個攪拌器的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中0點為坐標(biāo)原點，十字?jǐn)嚢璨考慕撬俣葹?.5rad/s,其他尺寸如圖所示。利用Gambit建立計算模型1、創(chuàng)建關(guān)鍵點操作:回f2、創(chuàng)建線段操作:mL.y操作:創(chuàng)建面創(chuàng)建3個面，第一個是由半徑為50cm的圓圍成，第二個是由半徑為12cm的圓圍成,第三個是由攪拌葉片周線所圍。4、進行布爾運算操作:交界線設(shè)置操作的結(jié)果是創(chuàng)建了兩個流域，一個是facel,由大圓和小圓之間的區(qū)域組成，另一個是

2、小圓與攪拌器葉片之間的流域face2。小圓周線為重疊的兩條線，分別為兩個區(qū)域所擁有，這兩條線的編號可這樣來判斷。操作:9dg9.l3IA|edge.14edge1619dg9.l7|edgo.zo-Jedge.21edge22Gdg9.Z3Edgeust(Multiple)AvaflablePickedNOUltGf將EdgeList左側(cè)的線段點擊選中，再點擊此時相應(yīng)的線段變?yōu)榧t色，由此可判斷,小圓的周線編號為edge.13和edge.l6c為判斷線段所屬的面，可進行如下操作。刪除face.l后，發(fā)現(xiàn)同時刪除了線段edge.16，說明edge.16屬于face.2。點擊右下角的陽，撤銷刪除論1

3、的操作。6、面網(wǎng)格劃分也7、流域設(shè)置操作：蟹一觀8、邊界類型設(shè)置操作:命名攪拌器葉片所成的邊界為fan。9、輸出網(wǎng)格利用MRF方法求解1、選用fluent-2d求解器2、讀入網(wǎng)格文件3、進行網(wǎng)格檢查4、設(shè)置區(qū)域長度單位為cm5、選用默認(rèn)的求解器控制設(shè)置6、選用默認(rèn)的操作環(huán)境設(shè)置7、定義流體的物理屬性（從材料庫中讀入液體水）8、設(shè)置兩個流域的流體及轉(zhuǎn)動Define-BoundaryConditionsZoneTypedefaulHnteriordefaultintcrior：001Ian仙idsolid1fluidl1lluidldnfluid2llui(12-outwallD3Sei.ICop

4、y.CloseIHelpBoundaryCondtionsSourceTermsFixedValuesPorousZoneMaterialName|water-llquidSpeed(rad/s)啊Motion|SourceTerms|FixedValues|PorousZone|ReactionMo,ion|MovingReferenceFrameRotationalVelocityTranslationalVelocity以上定義了fluid2區(qū)域充滿了水，并以0.5rad/s轉(zhuǎn)動。注：fluid2所對應(yīng)的邊界類型為fluid,點擊set后,在Motion對應(yīng)的MotionType卜選中M

5、ovingReferenceFrame（MRF方法），可設(shè)置fluid2為可動區(qū)域，可以是平動或轉(zhuǎn)動。注：這里轉(zhuǎn)動不是物理位置上的轉(zhuǎn)動，此時所求解的僅僅是周期性轉(zhuǎn)動在某一瞬時的情況，這樣就把一個非穩(wěn)態(tài)的問題轉(zhuǎn)化為一個穩(wěn)態(tài)問題來求解，減少了計算量。9、設(shè)置攪拌葉片的邊界條件BoundaryCondlionsdcfoultintcriorinlct-vcnt*default-lnterior;001Intake-fan(nIIinterfacefluidlmassflowlnletfluidbinoutflowfluid2oirtlct-vcntfluid2-outpressure-far-lie

6、ldwallpressure-inletpressure-outletsymmetryvelocity-inletJwallZoneTypeZoneNameAdjacentCellZoneFluid2Thermal|DPMMomcntiimSpades|RadiationUDSGranularWallMotioncStationaryWall“MovingWallMotion&RelativetoAdjacentCellZoneAbsoluteTranslational$Rotational宀ComponentsShearConditionANoSlipSpecifiedShearSpecul

7、arityCoefficientMariingonlStressSpeed(rad/s)FlotationAxisOriginSe(|Cop*|Close|OK|Concinterfacemass-flow-inletoutflowoutlet-ventpressure-farfieldpressure-inletpressure-outletsymmetryvclocityinlctwall1fluidlinfluidZfluld2-ou1wallIDSet.ICopy.I6Close|HelpBoundaryConditionsZoneTypedefault-interiordefault

8、interior001fan仙idlfluidl-in1luid2Inlet-ventintakefan1Interfacemass-flow-inletoutflowoutlet-ventpressurefarfield三pressure-inletpressureoutletsymmetryvelocity-inletwall丁11luid2outwallD5Set.|Copy.ICloseHelpBoundaryConditions設(shè)置交界面Define-GridInterfacesFluidl和fluid2通過此面interface進行數(shù)據(jù)交流。求解方法及設(shè)置求解參數(shù)設(shè)置SolveTC

9、ontrolsTSolution,采用默認(rèn)設(shè)置。初始化SolveTInitialize-Initialize*設(shè)置ComputeFrom為AllZones（3）打開殘差監(jiān)測器（4）迭代計算（5）保存結(jié)果12、顯示結(jié)果三、利用MovingMesh方法求解1、啟動fluent-2d求解器2、讀入網(wǎng)格文件3、設(shè)置長度單位為cm4、選擇非定常求解器SolveModelsSolverSolverFormulationeSegregated&ImplidlCoupledExplicitSolverAxisymmctricAxisymmeiricSwirl廠3DTimerSteadyUnsteadyTran

10、sientControlsrNon-IterativeTimeAdvancement廠FrozenFluxFormulationVelocityFormulationAbsoluteRelativeGradientOption介Cell-Based廠Node-BasedUnsteadyFormulationExplicit&Ist-OrderImplicit2nd-OrderImplicitPorousFormulationSuperficialVelocityPhysicalVelocityOKCancel|Help5、從材料庫中讀入液態(tài)水6、操作壞境取默認(rèn)7、邊界條件設(shè)置設(shè)置fluidl為

11、液態(tài)水設(shè)置fluid2流體區(qū)域在MaterialName列表中選擇water-liquid；在Motion項對應(yīng)的MotionType下選MovingMesho(注：即滑移網(wǎng)格方法)在RotationalVelocity項對應(yīng)的Speed項輸入0.5BoundaryConditionsSet.,|Copy.ICloseHelp注：以上的設(shè)置定義了區(qū)域fluid2充滿了水，并以0.5rad/s的角速度轉(zhuǎn)動。注：這里的轉(zhuǎn)動不同于MRF方法，其轉(zhuǎn)動是真正的轉(zhuǎn)動，可實時觀察到十字型攪拌器空間位置的變化。注：MRF算法得到的是一個充分發(fā)展流場，而MovingMesh方法得到的是實際的流場。設(shè)置交界面的條

12、件，同前設(shè)置攪拌器的邊界條件8、求解方法設(shè)置(1)求解參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置初始化，方法同前打開殘差檢測器動畫設(shè)置Solve-Animate-DefineSolutionAnimationAnimationSequences|i_|ActiveNameEveryWhen廠|ueiocity(1TimeStepdDefine.|r|sequence-2p|IterationJDefine.Ir|spquencp-3|1蘭jpterationdOrfinr.|r|sequence-4p-1|ltertiondDefine|廠|sequence-5p|ltrrntion3Dclinc.|OKCancelHelp點擊Define.AnirnationSequence點擊set,選擇vectors點擊Display146e&?4e503-9k-532c553c-02024.95u00024.66e43?-02024.0$ea?9s-02023.20e9k-0202022.33c-04e0202021?5e0202116e0203030.00c*00保存設(shè)置開始迭代計算iterateTimeTimeStepSize(s)5NumberofT