Этапы решения задачи в ansys fluent

Построение сеточной модели в GAMBIT

Качество получаемых на основе проведения вычислительного эксперимента результатов напрямую зависит от качества построенной расчетной сетки. GAMBIT имеет единый интерфейс для создания геометрических моделей и построения сетки.

Запускаем программу GAMBIT.

Начнем с построения геометрической модели.

1. Выберем кнопку «GEOMETRY COMMAND BUTTON» .

   1. Далее, ниже, для создания точек выберем кнопки: → .

Надо последовательно ввести соответствующие координаты точек в поля x, y, z и нажимать кнопку «Apply».

2. Для создания прямых линий перейти – → .

Нажать кнопку . В появившемся окне выбрать точки для их соединения и перенести в правую часть. Нажать «Apply».

3. Для создания плоскости следует перейти - → .

Нажать кнопку . В появившемся окне выбрать кнопку «All->». Нажать «Apply».

Построенную плоскость разбиваем на конечные элементы.

2. Выберем кнопку «MESH COMMAND BUTTON» .

   1. Выбираем опции для создания сетки на плоскости → .

Нажав кнопку , появляется окно, где надо выбрать нашу плоскость.

В поле «Interval Size» задается размер элемента. Нажать «Apply».

Задаем граничные условия на сторонах модели и тип среды.

3. Выберем кнопку «ZONES COMMAND BUTTON» .

   1. Для задания граничных условий следует выбрать кнопку .

Нажимая кнопку , в появившемся окне выберем соответствующую сторону. В поле «Type» выбираем тип граничных условий. Присваиваем имя для стороны в поле «Name». Нажимаем «Apply». Так следует проделать для всех сторон. В случае тепловой конвекции четыре стороны будут типа «WALL», одна сторона – ось симметрии – типа «AXIS».

В случае вынужденной конвекции две стороны будут типа «WALL», одна сторона – ось симметрии – типа «AXIS», две стороны типа «VEL-OUTLET».

2. Для задания типа среды следует выбрать кнопку .

Н ажимая кнопку , в появившемся окне выберем соответствующую плоскость «Faces». Выбрать тип – жидкость «FLUID». Выбираем имя для нашей среды в «Name». Нажать «Apply».

Так мы построили сеточную модель нашей задачи.

В ходе построения можно просмотреть нашу модель в разных плоскостях, нажав кнопку в нижней части панели инструментов.

П

Рис. 18. Сеточная модель в Gambit

олучившуюся сеточную модель нужно экспортировать. Для этого перейдем в главное меню File → Export → Mesh… . В появившемся окне выбрать название файла, поставить метку «Export 2D Mesh». Нажать «Apply».

В процессе построения модели производится запись всех операций в текстовый файл (журнал событий). Это позволяет использовать его как программный код. Для сохранения журнала событий надо перейти File → View File. В появившемся окне скопировать код в текстовый документ.

Программный код операций Gambit, находится в Приложениях.

Построение физической модели в ANSYS FLUENT

Запускаем ANSYS FLUENT.

Для того чтобы открыть файл сетки, следует выбрать в главном меню File → Read → Mesh.

Слева расположено основное меню для построения физической модели.

1) В разделе «General» основного меню задаются параметры решателя. В колонке «Solver» выбираем тип решателя «Pressure-Based», в «Time» нестационарный процесс «Transient», «Velocity Formulation» - «Absolute», осесимметричную задачу в «2D Space» - «Axisymmetric». Ставим метку «Gravity», задаем ускорение свободного падения против оси x.

2) В разделе «Models» задаем основные уравнения: «Energy» - On, «Viscous» - Laminar.

3) В «Materials» задаем свойство жидкости. Нажимаем кнопку «Create». В появившемся окне задаем свойства жидкости. Нажимаем кнопку «Create».

4) В разделе «Cell Zone Conditions» для нашей среды выбираем тип «fluid». В «Edit» выбираем нашу жидкость.

Для того чтобы, задать вращение модели ставим галочку напротив «Frame motion». Задаем угловую скорость в поле «Rotational Velocity».

5) В «Boundary Conditions» задаем граничные условия на наши стороны.

Вынужденная конвекция: для этого нужно выбрать соответствующую сторону и перейти по кнопке «Edit». Для зоны «Inlet» в поле «Momentum» следует выбрать метод задания скорости «Velocity Specification Method» – «Magnitude, Normal to Boundary». Нам нужно задать относительную скорость стока, поэтому в поле «Reference Frame» выбираем опцию «Relative to Adjacent Cell Zone». Теперь нужно задать величину скорости в «Velocity Magnitude».

Для зоны «Outlet» все также, только нужно выбрать абсолютную скорость в «Reference Frame» - «Absolute».

Свободная конвекция: перейдя по кнопке «Edit», откроется окно, где можно выбрать условие прилипания «No Slip», условие проскальзывания «Specified Shear», задать тепловой поток «Heat Flux» на соответствующих сторонах.

6) В разделе «Reference Value» задаются исходные величины некоторых параметров: плотность, вязкость, температура. Так же следует выбрать нашу зону в «Reference Zone».

7) В «Solution Methods» выбираем опции решателя. Выбираем в «Pressure-Velocity Coupling» схему «Scheme» - «PISO». В «Spatial Discretization» выбираем для давления «Pressure» - «Presto!». Это наиболее подходящие опции для нашего течения.

8) В «Solution Initialization» выбрать начальное значение температуры. Следует нажать кнопку «Initialize», чтобы установить начальное состояние задачи.

9) В «Calculation Activities» можно настроить экспорт данных по ходу решения задачи, выбрать интересующие параметры для вывода, указать директорию для записи.

10) В «Run Calculation» можно выбрать адаптивный или фиксированный типы шага, задать размер шага, число шагов. Для того чтобы запустить решение нужно нажать кнопку «Calculate».

По окончанию решения появится окно с уведомлением «Calculation completed».

Полученные данные можно просмотреть и обработать в постпроцессоре «CFD-Post», перейдя File → Export to CFD-Post.