cfd学习报告_cfd学习心得

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CFD学习报告

姓名 段蒙 学号 M201370932 完成日期 2014 年4月17日华 中 科 技 大

学

CFD学习报告

一、几何建模

以《计算流体动力学及其应用》课本上166页处例子为参考，利用GAMBIT进行三维建模，具体问题为：冷水和热水分别自混合器两侧沿水平切方向流入，在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管，最后流入大气。混合器如图1.1所示，图1.1 混合器示意

具体绘图过程为：

1.创建混合器主体：高度为8，半径为10； 2.创建混合器的切向入流官：半径为1，长度为10，并对创建好的入流官进行180度关于Z轴对称复制；

3.将三个圆柱体合并为一个整体；

4.创建混合器主体下的圆锥：高度为5，小端半径为1，大端半径为10，方向Z轴反向；

5.创建出流小管：高度为5，半径为1；

6.将混合器的上部、圆锥部分以及下部出流小管合并为一个整体； 上述步骤完成后所得的图如图1.2所示。

图1.2 混合器整体配置图

二、网格划分：

1.对混合器内部流动区域划分网格：Spacing选择Interval size，并填入0.5，所得如图2.1所示

图2.1 混合器内部流动区域的网格2.检查网格划分情况：利用Examine Mesh功能查看底部圆锥面的网格划分情况如图2.2所示

图2.2 混合器底部圆锥面的网格划分情况

3.设置边界条件：①指定边界类型：将两个入流管分别命名为inlet-1和inlet-2，类型为VELOCITY_INLET；出流管命名为outlet，类型设为PRESSURE_OUTLET；②指定区域类型：Action设为Add,Name中输入FLUID,选择所有体。

4.输出网格文件：输出网格文件为1.mesh

三、求解计算

启动fluent软件，选择3d,进行三维计算，步骤如下：

1.检查网格并定义长度单位:①导入网格文件1.mesh；②选择Grid/Check命令，结果反馈如图3.1所示；③光顺网格；④确定长度单位：选择Grid/Scale命令，单位选择cm；⑤显示网格：如图3.2所示

图3.1 网格检查情况

图3.2 fluent中显示网格

2.确定计算模型：①设置求解器：Slover选择Preure Based，Formulation选择Implicit，Space选择3D，Time选Steady；②启动能量方程；③选择湍流模型：选择k-epsilon[2 eqn];3.定义材料属性：water-liquid 4.设置边界条件：①inlet-1速度为1m/s,湍流强度为5，入流口直径为2，温度为320；②inlet-2速度为1m/s,湍流强度为5，入流口直径为2，温度为280；③设置出流口的边界条件：Gauge Preure设为0，湍流强度和水力直径分别为10和2，温度为300 5.设置求解器参数：①设置求解器：Preure设为0.3，Density设为1，Body Forces为1，Momentum为0.7；②求解初始化；③设置残差监视器：Option选择Plot 6.保存Case文件为1.cas 7.迭代求解计算：次数选为200次，迭代接近200时，计算收敛，曲线图如图3.3所示。

8.保存Data文件为1.dat

图3.3残差曲线

四、结果分析

读取之前保存的计算结果数据，进行结果分析 1.创建等值面

2.绘制温度和压力分布，结果如图4.1，图4.2

图4.1温度分布图

图4.2压力分布图

3.显示垂直面上的速度矢量如图4.3

图4.3速度矢量图

五、学习心得

通过本次课的学习，大致了解了CFD的原理和利用CFD进行模拟计算的过程，为以后进行更为深入的学习相关知识提供一有力的工具，同时，通过实例的模拟计算，熟悉了相关软件的使用过程。但是，在这门课的学习过程中，也意识到自身的知识和技能储备仍不足，以后应加强学习。