第六章 ansys12-fluent09瞬态问题.pdf

ANSYS FLUENT 培训教材 第九节：瞬态问题 安世亚太科技（北京）有限公司 A Pera Global Company © PERA China 动机 �自然界几乎所有流动都是瞬态的 – 下列情况可以近似为稳态: • 忽略瞬态的脉动 • 引入整体的时间平均来消除瞬态影响 �CFD中使用稳态方法的好处是 – 更少的计算资源 – 更容易后处理和分析 �许多应用要求使用瞬态求解: – 气动（飞机、机车等） – 涡脱落 – 旋转机械 – 动静干涉，失速，喘振, – – 多相流 自由液面，气泡动力学 – – 变形域 内燃机燃烧，投放 – 瞬态换热 – 瞬态加热或冷却 – …... A Pera Global Company © PERA China 瞬态流动的根源 �自然发生的瞬态流动 – 由于流体中不稳定性的增长或者非平衡的初场引发的瞬态流动 – 例如：自然对流，湍流涡，流动波（重力波、激波） �强迫瞬态流动 – 时间平均的边界条件，源项引起的瞬态流动 – 例子：喷嘴的脉冲，旋转机械的动静干涉 Kelvin-Helmholtz Cloud Instability Buoyant Box Falling Into a Pool of Water Kelvin-Helmholtz Cloud Instability Buoyant Box Falling Into a Pool of Water KKeellvviinn--HHeellmmhhoollttzz CClloouudd IInnssttaabbiilliittyy BBuuooyyaanntt BBooxx FFaalllliinngg IInnttoo aa PPooooll ooff WWaatteerr A Pera Global Company © PERA China 瞬态CFD分析 �模拟指定时间内的瞬态流场 – 可以通过以下方法求解: • 稳态解 – 流场不再随时间变化 • 时间周期解 – 流场形态随时间脉动重复出现 – 目标可以简化为分析预定时间间隔的流动 • 自由表面流 • 移动的激波 • 等等 �抽取关心的变量 – 特征频率 （如：斯德鲁哈尔数） – 时间平均或/RMS值 – 时间相关的参数（如，热固体的冷却时间，污染物的停留时间） – 特殊数据（快速傅立叶变换） A Pera Global Company © PERA China 瞬态流动模拟流程 �激活瞬态求解器 �设置物理模型和边界条件 – 允许设置瞬态边界条件–UDF 或分布文件 �指定初场 – 最好用有物理意义的初场，如稳态流场 �求解器设置，监测设置 �设置动画和数据输出选择 �选择时间步和最大迭代次数 �设定时间步数 �计算 A Pera Global Company © PERA China 激活瞬态求解器 �在 General 菜单下选择Transient 按钮: �开始执行迭代前，需要设置附加的控制 – 求解器设置 – 动画 – / 数据输出 自动保存选项