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fluent报告

有限元与流场分析

Fluent作业

姓名：

陈哲林

学号：

3090000223

专业：

机械电子工程

2012-4-7

有限元与流场分析

Fluent

陈哲林（3090000223）

作业内容：

128页2

（1）轴承座的实体建模。

一、概述：

在实际生活中，管道流动十分常见。

这次作业模拟的是寝室水龙头中水流的流动。

二、简介：

如图所示，其中地面设计为宽40mm的正方形，长度为200mm，水龙头头部半径为50mm。

三、操作步骤：

1.利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型

步骤1：

文件的创建及其求解器的选择

（1）启动Gambit软件

选择“开始”→“运行”命令，打开如图所示对话框，输入gambit，单击“确定”按钮。

接着又会弹出如图所示对话框，单击Run按钮可以启动Gambit软件，它的窗口布局如图110所示。

（2）建立新文件

选择File→New命令打开如图所示的CreateNewSession对话框。

在ID文本框中输入shuilongtou作为Gambit要创建的文件名。

选中Savecurrentsession复选框,然后单击Accept按钮。

（3）选择求解器

通过单击主菜单中的Solver在子菜单中选择FLUENT5/6。

步骤2：

创建控制点

选择Operation

→Geometry

→Vertex

，打开如图114所示对话框。

在Global选项区域内的x、y和z坐标对应的3个文本框中，依次输入其中一个控制点的坐标，在图形窗口中绘制出所有的控制点，如图所示。

步骤3：

创建边

选择Operation

→Geometry

→Edge

，打开CreateStraightEdge对话框

得到水龙头草图。

步骤4：

创建面

选择Operation

→Geometry

→Face

，打开CreateFaceFromWireframe对话框

利用Gambit软件右下角GlobalControl中的按钮

，就可以得到如图水龙头面图

步骤5：

创建体

选择Operation

→Geometry

→Volume

，打开SweepFaces对话框

得到如图水龙头体图

步骤6：

实体网格划分

网格划分如图：

网格的局部视图：

步骤7：

边界条件类型制定

选择Operation

→Zones

，打开SpecifyBoundaryTypes对话框，指定边界条件类型。

边界条件类型的操作步骤如下：

（1）给出边界的名称

边界的名称为inlet和outlet。

（2）指定边界条件的类型

Fluent5/6对应的边界条件的所有类型如图所示。

在Type类型中分别选中VELOCITY_INLET和OUTFLOW。

（3）选择边界对应的几何单元

选择结果如图

步骤8：

mesh文件的输出

2.利用Fluent求解器求解

利用Gambit软件绘制出计算区域、划分网格、指定边界类型和输出Mesh文件后，用Fluent导入Mesh文件，并且进行求解。

步骤1：

Fluent求解器的选择

本例所计算的槽道速度场是二维问题，且它对求解的精度要求不高，所以选择三维的单精度求解器。

步骤2：

文件导入和网格操作

Fluent求解器启动以后，首先要对读入的网格进行相关的操作。

（1）读入网格文件

File→Read→Case

（2）检查网格文件

Grid→Check

网格文件读入后要对网格进行检查。

F

（3）设置计算区域尺寸

Grid→Scale

打开如图137所示对话框，对计算区域的尺寸进行设置。

本例设置成cm。

（4）显示网格

Display→Grid

当计算区域尺寸调整以后，接下来可以在Fluent中显示网格，

步骤3：

选择计算模型

（1）求解器的定义

Define→Models→Solver

对于本例，默认的设置就能满足要求。

（2）操作环境的设置

Define→OperatingConditions

对于本例，默认的操作环境就可以满足要求。

步骤4：

定义流体的物理性质

Define→Materials

本例中的流体为水。

步骤5：

设置边界条件

Define→BoundaryConditions

设定好物质的物理性质后，通过如图所示对话框对计算区域的边界条件具体化。

具体化包括区域内物质的指定、出入口边界条件和壁面边界条件的指定等。

（1）设置fluid流体区域的边界条件

在MaterialName将区域中的流体定义为“水”了。

（2）设置inlet的边界条件

（3）设置outlet的边界条件

Outlet对应边界条件的设置保持默认即可。

（4）设置wall的边界条件

本例中wall边界条件的设置保持默认。

步骤6：

求解方法的设置及其控制

（1）求解参数的设置

Solve→Controls→Solution

（2）初始化

Solve→Initialize→Initialize

打开如图所示对话框，设置ComputeFrom为inlet，依次单击Init、Apply和Close按钮。

（3）打开残差图

Solve→Monitors→Residual

（4）保存当前Case和Data文件

File→Write→Case&Data

保存前面所做的所有设置。

（5）开始迭代

Solve→Iterate

保存好设置后可以进行迭代求解了。

迭代的设置如图所示。

单击Iterate按钮，残差的动态显示如图所示。

步骤7：

计算结果显示

（1）显示速度轮廓线

Display→Contours

单击Display按钮显示速度轮廓。

注意，图中仅显示了入口附近的速度轮廓线。

图154速度轮廓线

（2）显示某边上速度矢量

Display→Vector

步骤8：

保存计算后的Case和Data文件

File→Write→Case&Data

在迭代完成并且达到要求以后，把相关的Case和Data文件保存下来。