ANSYS教學(xué)算例集FL-羅茨泵流動仿真分析課件

羅茨泵流動仿真分析羅茨泵流動仿真分析摘要本算例將使用ANSYSFluent19.0軟件，對羅茨泵內(nèi)流場進(jìn)行仿真模擬，文檔內(nèi)包含詳細(xì)的網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過Fluent動網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)動仿真計(jì)算。摘要本算例將使用ANSYSFluent19.0軟件，對羅案例描述本算例仿真的羅茨泵由兩個(gè)凸輪和一個(gè)腔室組成。羅茨轉(zhuǎn)子以600RPM的速度繞著各自的軸心以互相相反的方向轉(zhuǎn)動。流入進(jìn)口的液體被兩齒捕獲，逐漸被擠壓至出口段，最終從出口排出。案例描述本算例仿真的羅茨泵由兩個(gè)凸輪和一個(gè)腔室組成。羅茨轉(zhuǎn)子操作步驟3.1.導(dǎo)入case設(shè)置與結(jié)果查看3.1.1.創(chuàng)建工作目錄并啟動Fluent在硬盤上創(chuàng)建英文名稱的文件夾（例如LobePump），將網(wǎng)格文件lobe-pump.msh.gz，待編譯C文件lobe-rotation.c拷貝至該目錄下。啟動Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension選擇3D，Options中勾選DoublePrecision，DisplayOptions中勾選DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，ProcessingOptions選擇Parallel，設(shè)置使用雙核計(jì)算（用戶可以根據(jù)現(xiàn)有的硬件資源和License授權(quán)酌情選擇合適的并行數(shù)），更改WorkingDirectory路徑至該網(wǎng)格文件目錄下，點(diǎn)擊OK啟動Fluent19.0。操作步驟3.1.導(dǎo)入case設(shè)置與結(jié)果查看操作步驟3.2.導(dǎo)入網(wǎng)格文件菜單中點(diǎn)擊【File】>【Read】>【Mesh…】，選取網(wǎng)格文件lobe-pump.msh.gz，點(diǎn)擊OK導(dǎo)入網(wǎng)格。此時(shí)，圖形界面中可以查看導(dǎo)入的網(wǎng)格。操作步驟3.2.導(dǎo)入網(wǎng)格文件操作步驟3.3.General一般設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【General】，進(jìn)行網(wǎng)格相關(guān)的操作以及選擇求解器。3.3.1.長度單位顯示樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…】，ViewLengthUnitIn選擇m，以米為單位查看當(dāng)前模型的尺寸范圍是否正確。操作步驟3.3.General一般設(shè)置操作步驟3.3.2.合并進(jìn)出口流體域菜單欄中【SettingUpDomain】>【Zones】>【Combine】>【Merge…】，在彈出的窗口中選擇MultipleTypes下的fluid，在ZonesofType下選擇fluid-inlet和fluid-outlet，點(diǎn)擊Merge按鈕。操作步驟3.3.2.合并進(jìn)出口流體域操作步驟樹中選擇【Setup】>【CellZoneConditions】>fluid-inlet，雙擊fluid-inlet，在彈出的窗口中改ZoneName為fluid-inlet-outlet。點(diǎn)擊OK確認(rèn)設(shè)置。操作步驟樹中選擇【Setup】>【CellZoneCon操作步驟3.3.3.合并進(jìn)出口交界面菜單欄中【SettingUpDomain】>【Zones】>【Combine】>【Merge…】，在彈出的窗口中選擇MultipleTypes下的interface，在ZonesofType下選擇intf-inlet和intf-outlet，點(diǎn)擊Merge按鈕。樹中選擇【Setup】>【BoundaryConditions】>intf-inlet，雙擊intf-inlet，在彈出的窗口中改ZoneName為intf-inlet-outlet。點(diǎn)擊OK確認(rèn)設(shè)置。操作步驟3.3.3.合并進(jìn)出口交界面操作步驟3.3.4.瞬態(tài)求解設(shè)置在【Setup】>【General】>【Solver】下選擇Time為Transient，以瞬態(tài)模式求解。操作步驟3.3.4.瞬態(tài)求解設(shè)置操作步驟3.4.Models模型設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【Models】，進(jìn)行物理模型設(shè)置。操作步驟3.4.Models模型設(shè)置操作步驟3.4.1.湍流模型設(shè)置樹中【Setup】>【Models】>【Viscous】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Viscous，Model中選擇k-epsilon，k-epsilonModel中選擇Realizable，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。操作步驟3.4.1.湍流模型設(shè)置操作步驟3.5.Materials材料設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【Materials】，進(jìn)行材料物性設(shè)置。在Materials的TaskPage中選中Fluid下的air，點(diǎn)擊Create/Edit…，在彈出的Create/EditMaterials窗口中，點(diǎn)擊窗口中FluentDatabase…選項(xiàng)，在彈出的對話框中FluentFluidMaterials下選中water-liquid，點(diǎn)擊Copy將水的屬性參數(shù)復(fù)制到材料庫中。點(diǎn)擊Close退出材料屬性庫選項(xiàng)框。操作步驟3.5.Materials材料設(shè)置操作步驟3.6.CellZoneConditions設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【CellZoneConditions】，進(jìn)行體網(wǎng)格區(qū)域條件的設(shè)置。操作步驟3.6.CellZoneConditions操作步驟3.6.1.操作工況設(shè)置在CellZoneConditions的TaskPage中點(diǎn)擊OperatingConditions…，確認(rèn)設(shè)置OperatingPressure(pascal)為101325。在ReferencePressureLocation下設(shè)置XYZ值為0,0,0。點(diǎn)擊OK退出OperatingConditions設(shè)置對話框。操作步驟3.6.1.操作工況設(shè)置操作步驟3.6.2.流域設(shè)置在CellZoneConditions的TaskPage中選中fluid-core，點(diǎn)擊【Edit…】，在彈出的Fluid窗口中，MaterialName修改為water-liquid，其余設(shè)置均為默認(rèn)值。點(diǎn)擊OK關(guān)閉對話框。回到CellZoneConditions的TaskPage中，選擇Copy…，在彈出的對話窗口中FromCellZone下選擇fluid-core，在ToCellZones下選擇fluid-inlet-outlet，點(diǎn)擊Copy。操作步驟3.6.2.流域設(shè)置操作步驟3.1.BoundaryConditions設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【BoundaryConditions】，進(jìn)行邊界條件的設(shè)置。操作步驟3.1.BoundaryConditions設(shè)操作步驟3.1.1.進(jìn)口邊界條件設(shè)置在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中pressure_inlet，選擇Type下拉菜單為pressure-inlet，彈出PressureInlet窗口，設(shè)置ReferenceFrame為Absolute，設(shè)置GaugeTotalPressure(pascal)為0。在Turbulence選項(xiàng)下的SpecificationMethod為IntensityandHydraulicDiameter，TurbulenceIntensity設(shè)置為5%，HydraulicDiameter設(shè)置為0.05m。操作步驟3.1.1.進(jìn)口邊界條件設(shè)置操作步驟3.1.2.出口邊界條件設(shè)置在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中pressure_outlet，確認(rèn)其Type是pressure-outlet，如果不是，從Type的下拉菜單中切換選擇。點(diǎn)擊【Edit…】，彈出PressureOutlet窗口。在Momentum選項(xiàng)卡中設(shè)置GaugePressure(pascal)為20000，BackflowDirectionSpecificationMethod為NormaltoBoundary。在Turbulence選項(xiàng)下的SpecificationMethod為IntensityandHydraulicDiameter，TurbulenceIntensity設(shè)置為5%，HydraulicDiameter設(shè)置為0.05m。操作步驟3.1.2.出口邊界條件設(shè)置操作步驟3.1.3.交界面設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【MeshInterfaces】，進(jìn)入MeshInterfaces窗口，點(diǎn)擊ManualCreate…進(jìn)入交界面手動設(shè)置界面。在Create/EditMeshInterfaces下的MeshInterface中填入intf，選擇InterfaceZonesSide1下的intf-housing，選擇InterfaceZonesSide2下的intf-inlet-outlet，點(diǎn)擊Create/Edit…創(chuàng)建交界面（進(jìn)出口域與轉(zhuǎn)子腔室交界面）。操作步驟3.1.3.交界面設(shè)置操作步驟3.2.動網(wǎng)格設(shè)置3.2.1.UDF編譯菜單欄中選擇【User-Defined】>【User-Defined】>【Functions】>【Complied…】，打開CompiledUDFs窗口。在SourceFiles中點(diǎn)擊Add…按鈕，選擇lobe-rotation.c文件，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。保持LibraryName為默認(rèn)，點(diǎn)擊Build按鈕進(jìn)行編譯。若編譯成功，在Console中會有成功編譯的提示。當(dāng)成功編譯后點(diǎn)擊面板中的Load按鈕，將編譯完的文件加載進(jìn)Fluent中。同樣，若成功加載，可以在Console中看到加載成功的信息。操作步驟3.2.動網(wǎng)格設(shè)置操作步驟3.2.2.動網(wǎng)格設(shè)置1.樹中【Setup】>【DynamicMesh】，雙擊DynamicMesh。在TaskPage中勾選DynamicMesh。勾選MeshMethods下的Smoothing和Remeshing，點(diǎn)擊Settings…按鈕。在彈出的MeshMethodSettings中Smoothing標(biāo)簽欄下選擇Method為Spring/Laplace/BoundaryLayer，在Parameters中設(shè)置LaplaceNodeRelaxation為0.75，其余為默認(rèn)值。操作步驟3.2.2.動網(wǎng)格設(shè)置操作步驟切換至Remeshing標(biāo)簽欄下，在RemeshingMethods下勾選2.5D，在SizingFunction下勾選On選項(xiàng)，在Parameters下設(shè)置SizeRemeshingInterval為10。點(diǎn)擊OK確定設(shè)置。操作步驟切換至Remeshing標(biāo)簽欄下，在Remeshin操作步驟2.回到TaskPage中在DynamicMeshZones下點(diǎn)擊Create/Edit…，進(jìn)入DynamicMeshZones窗口進(jìn)行設(shè)置。在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-top，Type下設(shè)置為Deforming，GeometryDefinition標(biāo)簽欄下選擇Definition為plane，PointonPlane下設(shè)置參數(shù)為0,0,0.1(m)，PlaneNormal下設(shè)置為0,0,1；在MeshingOptions標(biāo)簽欄下確認(rèn)Methods下的Smoothing和Remeshing被勾選，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建wall-top面的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟2.回到TaskPage中在DynamicMe操作步驟3.在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-bottom，Type下設(shè)置為Deforming，GeometryDefinition標(biāo)簽欄下選擇Definition為plane，PointonPlane下設(shè)置參數(shù)為0,0,0(m)，PlaneNormal下設(shè)置為0,0,1；在MeshingOptions標(biāo)簽欄下確認(rèn)Methods的Smoothing被勾選，Remeshing去選，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建wall-bottom面的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟3.在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-操作步驟4.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-ccw，Type下設(shè)置為RigidBody，MotionAttributes標(biāo)簽欄下選擇MotionUDF/Profile為rotation_ccw::libudf，CenterofGravityLocation下設(shè)置參數(shù)為0.061,0,0(m)，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建lobe-ccw邊界的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟4.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-操作步驟5.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-cw，Type下設(shè)置為RigidBody，MotionAttributes標(biāo)簽欄下選擇MotionUDF/Profile為rotation_cw::libudf，CenterofGravityLocation下設(shè)置參數(shù)為-0.061,0,0(m)，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建lobe-cw邊界的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟5.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-操作步驟6.預(yù)覽網(wǎng)格運(yùn)動，在TaskPage中點(diǎn)擊PreviewMeshMotion…，在彈出的MeshMotion窗口設(shè)置TimeStepSize(s)為1.39e-4，點(diǎn)擊Apply。無需關(guān)閉MeshMotion窗口。保存case為lobe-pump-ini.cas.gz。在MeshMotion窗口設(shè)置NumberofTimeSteps為100，點(diǎn)擊Preview，可以預(yù)覽到網(wǎng)格的運(yùn)動。7.關(guān)閉Fluent，注意無需保存當(dāng)前case，重新讀入lobe-pump-ini.cas.gz繼續(xù)進(jìn)行設(shè)置。操作步驟6.預(yù)覽網(wǎng)格運(yùn)動，在TaskPage中點(diǎn)擊Pre操作步驟3.3.SolutionMethods求解方法設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Solution】>【Methods】，進(jìn)行求解方法的設(shè)置。設(shè)置的Scheme為PISO，調(diào)整SkewnessCorrection為0。在SpatialDiscretization欄下，修改Gradient為LeastSquaresCellBased，設(shè)置Pressure為PRESTO!，保持Momentum為SecondOrderUpwind，TurbulentKineticEnergy和DissipationRate為FirstOrderUpwind。操作步驟3.3.SolutionMethods求解方法操作步驟3.4.SolutionControls松弛因子設(shè)置Under-RelaxationFactors下設(shè)置保持默認(rèn)。操作步驟3.4.SolutionControls松弛因操作步驟3.5.Monitors監(jiān)視設(shè)置3.5.1.殘差監(jiān)視設(shè)置樹中【Solution】>【Monitors】>【Residual】，鼠標(biāo)左鍵雙擊，確保Plot選項(xiàng)被勾選。設(shè)置Equations下continuity的AbsoluteCriteria值為0.01，默認(rèn)IterationstoStore為1000。操作步驟3.5.Monitors監(jiān)視設(shè)置操作步驟3.5.2.進(jìn)口流量監(jiān)測樹中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlots】，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊New…，進(jìn)行自定義物理量的監(jiān)視設(shè)置。在彈出的NewReportPlot窗口中，點(diǎn)擊New…，選擇SurfaceReport>MassFlowRate…，同時(shí)在Name中輸入massflow-inlet，勾選Create下ReportPlot，選中WallZones下的pressure_inlet，點(diǎn)擊OK。操作步驟3.5.2.進(jìn)口流量監(jiān)測操作步驟3.6.Initialization初始化樹中【Solution】>【Initialization】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Initialization，在TaskPage中確認(rèn)InitializationMethods選擇為StandardInitialization，點(diǎn)擊Initialize按鈕進(jìn)行初始化。操作步驟3.6.Initialization初始化操作步驟3.7.CalculationActivities設(shè)置樹中【Results】>【Graphics】>【Contours】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Contours，彈出Contours窗口，在Contours中Options下勾選Filled，選擇Contoursof下Pressure…>StaticPressure，選中Surfaces下的Interface和wall組，點(diǎn)擊Save/Display顯示表面壓力云圖分布。樹中【Solution】>【CalculationActivities】>【SolutionAnimations】，雙擊SolutionAnimations，設(shè)置AnimationObject為contour-1，其余為默認(rèn)值。計(jì)算過程中將以每個(gè)時(shí)間步作為間隔保存壓力分布圖。點(diǎn)擊OK確認(rèn)設(shè)置。操作步驟3.7.CalculationActiviti操作步驟3.8.RunCalculation運(yùn)行計(jì)算樹中【Solution】>【RunCalculation】，鼠標(biāo)左鍵雙擊RunCalculation，在TimeStepSize(s)中設(shè)置為1.39e-4，NumberofTimeSteps輸入360。點(diǎn)擊Calculate開始運(yùn)行計(jì)算。操作步驟3.8.RunCalculation運(yùn)行計(jì)算操作步驟3.9.Post-processing后處理在最左側(cè)的樹中，使用【Results】中的相關(guān)工具，對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理。3.9.1.動畫顯示樹中【Results】>【Animations】>【SolutionAnimationPlayback】，雙擊SolutionAnimationPlayback，打開Playback對話窗口。在AnimationSequences中選擇animation-1，點(diǎn)擊Play按鈕，可以在窗口中看到壓力分布云圖隨時(shí)間的變化。操作步驟3.9.Post-processing后處理操作步驟3.9.2.創(chuàng)建軸向截面菜單欄【SettingUpDomain】>【Surface】>【Create】>PlaneSurface…，在彈出的窗口中選擇Options為PointandNormal，在Points中選擇x0，y0，z0(m)為0,0,0.05，NewSurfaceName下值輸入z=0.05，Normal中輸入ix，iy，iz(m)值為0,0,1，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建軸向高度為0.05m的截面。操作步驟3.9.2.創(chuàng)建軸向截面操作步驟3.9.3.在截面上顯示壓力云圖樹中【Results】>【Graphics】>【Contours】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Contours，彈出Contours窗口，在Contours中Options下勾選Filled，選擇Contoursof下Pressure…>StaticPressure，選中Surfaces下的z=0.05，點(diǎn)擊Save/Display顯示截面壓力云圖分布。操作步驟3.9.3.在截面上顯示壓力云圖操作步驟3.9.4.在截面上顯示速度矢量圖樹中【Results】>【Graphics】>【Vectors】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Vectors，彈出Vectors窗口，選擇Vectorsof為Velocity，Colorby中選擇Velocity…>VelocityMagnitude，在Surfaces中選中z=0.05，Scale下數(shù)值改為2，點(diǎn)擊Save/Display顯示截面速度矢量分布。操作步驟3.9.4.在截面上顯示速度矢量圖小結(jié)本章內(nèi)容為羅茨泵內(nèi)流場仿真分析實(shí)例，詳細(xì)介紹了網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過UDF定義葉輪轉(zhuǎn)動，采用動網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)流場域內(nèi)網(wǎng)格的變形和重構(gòu)。小結(jié)本章內(nèi)容為羅茨泵內(nèi)流場仿真分析實(shí)例，詳細(xì)介紹了網(wǎng)格導(dǎo)入、羅茨泵流動仿真分析羅茨泵流動仿真分析摘要本算例將使用ANSYSFluent19.0軟件，對羅茨泵內(nèi)流場進(jìn)行仿真模擬，文檔內(nèi)包含詳細(xì)的網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過Fluent動網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)容積式旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)動仿真計(jì)算。摘要本算例將使用ANSYSFluent19.0軟件，對羅案例描述本算例仿真的羅茨泵由兩個(gè)凸輪和一個(gè)腔室組成。羅茨轉(zhuǎn)子以600RPM的速度繞著各自的軸心以互相相反的方向轉(zhuǎn)動。流入進(jìn)口的液體被兩齒捕獲，逐漸被擠壓至出口段，最終從出口排出。案例描述本算例仿真的羅茨泵由兩個(gè)凸輪和一個(gè)腔室組成。羅茨轉(zhuǎn)子操作步驟3.1.導(dǎo)入case設(shè)置與結(jié)果查看3.1.1.創(chuàng)建工作目錄并啟動Fluent在硬盤上創(chuàng)建英文名稱的文件夾（例如LobePump），將網(wǎng)格文件lobe-pump.msh.gz，待編譯C文件lobe-rotation.c拷貝至該目錄下。啟動Fluent19.0，在FluentLauncher中，Dimension選擇3D，Options中勾選DoublePrecision，DisplayOptions中勾選DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，ProcessingOptions選擇Parallel，設(shè)置使用雙核計(jì)算（用戶可以根據(jù)現(xiàn)有的硬件資源和License授權(quán)酌情選擇合適的并行數(shù)），更改WorkingDirectory路徑至該網(wǎng)格文件目錄下，點(diǎn)擊OK啟動Fluent19.0。操作步驟3.1.導(dǎo)入case設(shè)置與結(jié)果查看操作步驟3.2.導(dǎo)入網(wǎng)格文件菜單中點(diǎn)擊【File】>【Read】>【Mesh…】，選取網(wǎng)格文件lobe-pump.msh.gz，點(diǎn)擊OK導(dǎo)入網(wǎng)格。此時(shí)，圖形界面中可以查看導(dǎo)入的網(wǎng)格。操作步驟3.2.導(dǎo)入網(wǎng)格文件操作步驟3.3.General一般設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【General】，進(jìn)行網(wǎng)格相關(guān)的操作以及選擇求解器。3.3.1.長度單位顯示樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【Scale…】，ViewLengthUnitIn選擇m，以米為單位查看當(dāng)前模型的尺寸范圍是否正確。操作步驟3.3.General一般設(shè)置操作步驟3.3.2.合并進(jìn)出口流體域菜單欄中【SettingUpDomain】>【Zones】>【Combine】>【Merge…】，在彈出的窗口中選擇MultipleTypes下的fluid，在ZonesofType下選擇fluid-inlet和fluid-outlet，點(diǎn)擊Merge按鈕。操作步驟3.3.2.合并進(jìn)出口流體域操作步驟樹中選擇【Setup】>【CellZoneConditions】>fluid-inlet，雙擊fluid-inlet，在彈出的窗口中改ZoneName為fluid-inlet-outlet。點(diǎn)擊OK確認(rèn)設(shè)置。操作步驟樹中選擇【Setup】>【CellZoneCon操作步驟3.3.3.合并進(jìn)出口交界面菜單欄中【SettingUpDomain】>【Zones】>【Combine】>【Merge…】，在彈出的窗口中選擇MultipleTypes下的interface，在ZonesofType下選擇intf-inlet和intf-outlet，點(diǎn)擊Merge按鈕。樹中選擇【Setup】>【BoundaryConditions】>intf-inlet，雙擊intf-inlet，在彈出的窗口中改ZoneName為intf-inlet-outlet。點(diǎn)擊OK確認(rèn)設(shè)置。操作步驟3.3.3.合并進(jìn)出口交界面操作步驟3.3.4.瞬態(tài)求解設(shè)置在【Setup】>【General】>【Solver】下選擇Time為Transient，以瞬態(tài)模式求解。操作步驟3.3.4.瞬態(tài)求解設(shè)置操作步驟3.4.Models模型設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【Models】，進(jìn)行物理模型設(shè)置。操作步驟3.4.Models模型設(shè)置操作步驟3.4.1.湍流模型設(shè)置樹中【Setup】>【Models】>【Viscous】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Viscous，Model中選擇k-epsilon，k-epsilonModel中選擇Realizable，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。操作步驟3.4.1.湍流模型設(shè)置操作步驟3.5.Materials材料設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【Materials】，進(jìn)行材料物性設(shè)置。在Materials的TaskPage中選中Fluid下的air，點(diǎn)擊Create/Edit…，在彈出的Create/EditMaterials窗口中，點(diǎn)擊窗口中FluentDatabase…選項(xiàng)，在彈出的對話框中FluentFluidMaterials下選中water-liquid，點(diǎn)擊Copy將水的屬性參數(shù)復(fù)制到材料庫中。點(diǎn)擊Close退出材料屬性庫選項(xiàng)框。操作步驟3.5.Materials材料設(shè)置操作步驟3.6.CellZoneConditions設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【CellZoneConditions】，進(jìn)行體網(wǎng)格區(qū)域條件的設(shè)置。操作步驟3.6.CellZoneConditions操作步驟3.6.1.操作工況設(shè)置在CellZoneConditions的TaskPage中點(diǎn)擊OperatingConditions…，確認(rèn)設(shè)置OperatingPressure(pascal)為101325。在ReferencePressureLocation下設(shè)置XYZ值為0,0,0。點(diǎn)擊OK退出OperatingConditions設(shè)置對話框。操作步驟3.6.1.操作工況設(shè)置操作步驟3.6.2.流域設(shè)置在CellZoneConditions的TaskPage中選中fluid-core，點(diǎn)擊【Edit…】，在彈出的Fluid窗口中，MaterialName修改為water-liquid，其余設(shè)置均為默認(rèn)值。點(diǎn)擊OK關(guān)閉對話框。回到CellZoneConditions的TaskPage中，選擇Copy…，在彈出的對話窗口中FromCellZone下選擇fluid-core，在ToCellZones下選擇fluid-inlet-outlet，點(diǎn)擊Copy。操作步驟3.6.2.流域設(shè)置操作步驟3.1.BoundaryConditions設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【BoundaryConditions】，進(jìn)行邊界條件的設(shè)置。操作步驟3.1.BoundaryConditions設(shè)操作步驟3.1.1.進(jìn)口邊界條件設(shè)置在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中pressure_inlet，選擇Type下拉菜單為pressure-inlet，彈出PressureInlet窗口，設(shè)置ReferenceFrame為Absolute，設(shè)置GaugeTotalPressure(pascal)為0。在Turbulence選項(xiàng)下的SpecificationMethod為IntensityandHydraulicDiameter，TurbulenceIntensity設(shè)置為5%，HydraulicDiameter設(shè)置為0.05m。操作步驟3.1.1.進(jìn)口邊界條件設(shè)置操作步驟3.1.2.出口邊界條件設(shè)置在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中pressure_outlet，確認(rèn)其Type是pressure-outlet，如果不是，從Type的下拉菜單中切換選擇。點(diǎn)擊【Edit…】，彈出PressureOutlet窗口。在Momentum選項(xiàng)卡中設(shè)置GaugePressure(pascal)為20000，BackflowDirectionSpecificationMethod為NormaltoBoundary。在Turbulence選項(xiàng)下的SpecificationMethod為IntensityandHydraulicDiameter，TurbulenceIntensity設(shè)置為5%，HydraulicDiameter設(shè)置為0.05m。操作步驟3.1.2.出口邊界條件設(shè)置操作步驟3.1.3.交界面設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【MeshInterfaces】，進(jìn)入MeshInterfaces窗口，點(diǎn)擊ManualCreate…進(jìn)入交界面手動設(shè)置界面。在Create/EditMeshInterfaces下的MeshInterface中填入intf，選擇InterfaceZonesSide1下的intf-housing，選擇InterfaceZonesSide2下的intf-inlet-outlet，點(diǎn)擊Create/Edit…創(chuàng)建交界面（進(jìn)出口域與轉(zhuǎn)子腔室交界面）。操作步驟3.1.3.交界面設(shè)置操作步驟3.2.動網(wǎng)格設(shè)置3.2.1.UDF編譯菜單欄中選擇【User-Defined】>【User-Defined】>【Functions】>【Complied…】，打開CompiledUDFs窗口。在SourceFiles中點(diǎn)擊Add…按鈕，選擇lobe-rotation.c文件，點(diǎn)擊OK確認(rèn)。保持LibraryName為默認(rèn)，點(diǎn)擊Build按鈕進(jìn)行編譯。若編譯成功，在Console中會有成功編譯的提示。當(dāng)成功編譯后點(diǎn)擊面板中的Load按鈕，將編譯完的文件加載進(jìn)Fluent中。同樣，若成功加載，可以在Console中看到加載成功的信息。操作步驟3.2.動網(wǎng)格設(shè)置操作步驟3.2.2.動網(wǎng)格設(shè)置1.樹中【Setup】>【DynamicMesh】，雙擊DynamicMesh。在TaskPage中勾選DynamicMesh。勾選MeshMethods下的Smoothing和Remeshing，點(diǎn)擊Settings…按鈕。在彈出的MeshMethodSettings中Smoothing標(biāo)簽欄下選擇Method為Spring/Laplace/BoundaryLayer，在Parameters中設(shè)置LaplaceNodeRelaxation為0.75，其余為默認(rèn)值。操作步驟3.2.2.動網(wǎng)格設(shè)置操作步驟切換至Remeshing標(biāo)簽欄下，在RemeshingMethods下勾選2.5D，在SizingFunction下勾選On選項(xiàng)，在Parameters下設(shè)置SizeRemeshingInterval為10。點(diǎn)擊OK確定設(shè)置。操作步驟切換至Remeshing標(biāo)簽欄下，在Remeshin操作步驟2.回到TaskPage中在DynamicMeshZones下點(diǎn)擊Create/Edit…，進(jìn)入DynamicMeshZones窗口進(jìn)行設(shè)置。在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-top，Type下設(shè)置為Deforming，GeometryDefinition標(biāo)簽欄下選擇Definition為plane，PointonPlane下設(shè)置參數(shù)為0,0,0.1(m)，PlaneNormal下設(shè)置為0,0,1；在MeshingOptions標(biāo)簽欄下確認(rèn)Methods下的Smoothing和Remeshing被勾選，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建wall-top面的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟2.回到TaskPage中在DynamicMe操作步驟3.在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-bottom，Type下設(shè)置為Deforming，GeometryDefinition標(biāo)簽欄下選擇Definition為plane，PointonPlane下設(shè)置參數(shù)為0,0,0(m)，PlaneNormal下設(shè)置為0,0,1；在MeshingOptions標(biāo)簽欄下確認(rèn)Methods的Smoothing被勾選，Remeshing去選，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建wall-bottom面的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟3.在ZoneNames下拉菜單中選擇wall-操作步驟4.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-ccw，Type下設(shè)置為RigidBody，MotionAttributes標(biāo)簽欄下選擇MotionUDF/Profile為rotation_ccw::libudf，CenterofGravityLocation下設(shè)置參數(shù)為0.061,0,0(m)，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建lobe-ccw邊界的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟4.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-操作步驟5.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-cw，Type下設(shè)置為RigidBody，MotionAttributes標(biāo)簽欄下選擇MotionUDF/Profile為rotation_cw::libudf，CenterofGravityLocation下設(shè)置參數(shù)為-0.061,0,0(m)，其余設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊Create創(chuàng)建lobe-cw邊界的動網(wǎng)格設(shè)置。操作步驟5.在ZoneNames下拉菜單中選擇lobe-操作步驟6.預(yù)覽網(wǎng)格運(yùn)動，在TaskPage中點(diǎn)擊PreviewMeshMotion…，在彈出的MeshMotion窗口設(shè)置TimeStepSize(s)為1.39e-4，點(diǎn)擊Apply。無需關(guān)閉MeshMotion窗口。保存case為lobe-pump-ini.cas.gz。在MeshMotion窗口設(shè)置NumberofTimeSteps為100，點(diǎn)擊Preview，可以預(yù)覽到網(wǎng)格的運(yùn)動。7.關(guān)閉Fluent，注意無需保存當(dāng)前case，重新讀入lobe-pump-ini.cas.gz繼續(xù)進(jìn)行設(shè)置。操作步驟6.預(yù)覽網(wǎng)格運(yùn)動，在TaskPage中點(diǎn)擊Pre操作步驟3.3.SolutionMethods求解方法設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Solution】>【Methods】，進(jìn)行求解方法的設(shè)置。設(shè)置的Scheme為PISO，調(diào)整SkewnessCorrection為0。在SpatialDiscretization欄下，修改Gradient為LeastSquaresCellBased，設(shè)置Pressure為PRESTO!，保持Momentum為SecondOrderUpwind，TurbulentKineticEnergy和DissipationRate為FirstOrderUpwind。操作步驟3.3.SolutionMethods求解方法操作步驟3.4.SolutionControls松弛因子設(shè)置Under-RelaxationFactors下設(shè)置保持默認(rèn)。操作步驟3.4.SolutionControls松弛因操作步驟3.5.Monitors監(jiān)視設(shè)置3.5.1.殘差監(jiān)視設(shè)置樹中【Solution】>【Monitors】>【Residual】，鼠標(biāo)左鍵雙擊，確保Plot選項(xiàng)被勾選。設(shè)置Equations下continuity的AbsoluteCriteria值為0.01，默認(rèn)IterationstoStore為1000。操作步驟3.5.Monitors監(jiān)視設(shè)置操作步驟3.5.2.進(jìn)口流量監(jiān)測樹中【Solution】>【Monitors】>【ReportPlots】，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊New…，進(jìn)行自定義物理量的監(jiān)視設(shè)置。在彈出的NewReportPlot窗口中，點(diǎn)擊New…，選擇SurfaceReport>MassFlowRate…，同時(shí)在Name中輸入massflow-inlet，勾選Create下ReportPlot，選中WallZones下的pressure_inlet，點(diǎn)擊OK。操作步驟3.5.2.進(jìn)口流量監(jiān)測操作步驟3.6.Initialization初始化樹中【Solution】>【Initialization】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Initialization，在TaskPage中確認(rèn)InitializationMet