在FLUENT中進行公轉與自轉的動網格設定,若運動情況較簡單且運動規律比較特殊時,可以應用滑移網格解決。在FLUENT13.0之后的版本中,支持在動網格中同時包容MRF模型,這也為復雜運動建模提供了條件。

1、模型準備

本例中的模型需要利用ICEM CFD創建分界面的技術,前面已有介紹,這里不再累述。建立的網格模型如不圖所示。整個模型共包含三個域,從外到內我們依次命名為:outer_domain,mid_domain,inner_domain。其中區域3(inner_domain)中包含一個攪拌器。區域3以速度1rad/s繞圓心旋轉,攪拌器以角速度10rad/s旋轉。三個計算域以兩對interface進行連接。區域1的外部為wall邊界類型(即整個區域是密閉的)。

圖1 圖2

2、模型設置

將網格文件導入至FLUENT中,進行sacle,將模型尺度調整至滿足我們需求的尺度。設置求解類型為瞬態,使用RNG K-epsilon模型,采用增強壁面函數。從材料數據庫中添加材料水。

3、inner_domain區域設置

本例的重點在于區域設置。需要進行設置的區域為inner_domain與mid_domain。

進入Cell Zone Conditioons面板,選擇inner_domain區域,設置區域類型為fluid,點擊按鈕edit…進入區域設置。如圖2所示。在彈出的設置框中進行圖3高亮部分的設置。

需要注意的是:設置相對區域為mid_domain,再設置旋轉中心后,則設置的旋轉中心為局部坐標。

4、mid_domain區域設置

采用與inner_domain類似的設置,如下圖所示。設置mid_domain的旋轉中心為(0,0),旋轉速度1rad/s。

5、outer_domain設置

outer_domain沒有運動方面的設置,只需設置材料為水即可。

6、邊界條件設置

只有兩個wall邊界,一個是攪拌器壁面,一個是out_domain的外壁面。攪拌器壁面的設置如下圖所示 。

outer_domain的外壁面邊界采用默認設置:無滑移壁面邊界。

7、mesh interface設置

本例中有兩對interface,主要用于連接inner_domain與mid_domain、mid_domain與outer_domain。如下圖所示。

8、其它參數設置

主要是求解方法設置及求解器控制參數設置。這里不是重點,我們采用默認設置。

使用all zone進行全局初始化。

設置每一時間步保存case與data文件,設置動畫觀察速度與壓力變化。

9、設置迭代參數

如下圖所示。

建模方法參見優酷視頻:http://v.youku.com/v_show/id_XMzUyOTk1MTY0.html