一步步教你在Workbench中完成流场分析

例子说明:模拟水在管道的稳态流动情况,在Workbench中完成。几何模型很简单,是一个断面为正方形的U型管道。模型可以用任意CAD软件创建,尺寸大致取值即可,也可用ANSYS自带的DesignModeler创建。本例使用Solidworks建立几何模型,导出文件为model.x_t。

操作方法

  • 01

    在开始菜单启动Workbench14.0

  • 02

    拖动(或双击)Mesh到Schematic

  • 03

    导入几何模型 右键单击Geometry,选择Import Geometry,再选择Browse,导入几何模型文件model.x_t。如果事先没有创建模型文件,可单击New Geometry进入DesignModeler创建几何模型。

  • 04

    划分网格 4.1 右键单击Mesh,选择Edit,打开ANSYS Meshing。 4.2 左键点击选择入口平面,再单击右键,选择Create Named Selection,命名为inlet。 同理,选择出口平面,命名为outlet,其它平面为wall边界,可以不用命名,在Fluent中未命名的边界自动设置为wall。 4.3 点击左侧模型树中的Mesh,出现Details of “Mesh”,在Physics Preference中选CFD,在Solver Preference中选Fluent(使用Fluent求解流场)。展开 Sizing,选 Relevance Center 为 Fine,意思是划分较密的网格。 4.4点击Update生成网格 4.5保存 4.6关闭Meshing,回到Workbench

  • 05

    建立一个Fluent cell

  • 06

    更新Fluent cell

  • 07

    打开Fluent

  • 08

    Fluent中求解设置 8.1 选择标准的k-e湍流模型,其余参数保持默认。 8.2 流体材料选择water,从FLUENT Database中copy出来。在Cell Zone Conditions中选择材料为water-liquid。 8.3 入口选择速度入口,velocity magnitude取2,即水流速度为2m/s。 8.4 出口选择压力出口边界,参数保持默认。 8.5 可以看到之前未设置的边界默认为wall,本例壁面绝热,无需改变wall参数,保持默认即可。 8.6 Solution Methods和Solution Controls 保持默认即可。初始化选择Standard Initialization,compute from 选择all-zones,点击Initialize。 8.7 迭代步数取500,点击Calculate开始计算 8.8 收敛后残差曲线如下 8.9 此时可以在Fluent中进行后处理。由于CFD-Post比Fluent自带的后处理功能强大很多,下面简单介绍如何在CFD-Post中进行后处理,因此退出Fluent,回到Workbench。

  • 09

    后处理 9.1 打开Result cell 9.2 打开CFD-Post 9.3 创建平面,保持默认的命名Plane 1。 9.4 此处设置XY平面,点击apply。 9.5 创建云图,保持默认的命名Contour  1。 9.6 Locations选择Plane 1,variable选择velocity,点击apply,生成速度云图如下。 9.7 创建速度矢量图,保持默认的命名Vector 1。 9.8 Locations选择Plane 1。为避免上一步中云图及Plane 1背景的影响,取消勾选模型树中Contour  1和Plane 1的复选框,生成速度矢量图如下。 9.9 退出CFD-Post,回到Workbench。

  • 10

    保存文件为model.wbpj,关闭Workbench

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