- •Расчет течений жидкости и газа с помощью универсального программного комплекса Fluent
- •Оглавление
- •Основные условные обозначения
- •Индексы
- •Условные сокращения
- •Введение
- •1. Общие сведения о работе в программе Fluent
- •1.1. Главное меню программы Fluent
- •1.2. Работа с моделями: загрузка, запись, импорт и т.П.
- •2. Основные этапы подготовки расчетной модели
- •2.1. Проверка качества конечноэлементной сетки
- •2.2. Масштабирование расчетной сетки
- •2.3. Просмотр конечноэлементной сетки
- •2.4. Другие операции с расчетной сеткой
- •2.5. Выбор типа решателя и постановки задачи
- •2.6. Учет в расчете уравнения энергии
- •2.7. Задание справочного давления
- •2.8. Задание свойств рабочего тела
- •3. Задание граничных условий в программе Fluent
- •3.1. Граничное условие «полное давление на входе» (Pressure inlet)
- •3.2. Граничное условие «массовый расход на входе» (Mass flow inlet)
- •3.3. Граничное условие «статическое давление на выходе» (Pressure outlet)
- •3.4. Граничное условие Outflow
- •3.5. Условие периодичности
- •3.6. Граничное условия «стенка» (Wall)
- •3 Рис. 3.12. Меню DefineUnits .7. Изменение размерности вводимых параметров
- •3.8. Копирование граничных условий с одной расчетной модели на другую
- •3.9. Описание свойств области течения
- •4. Моделирование турбулентности
- •4.1. Задание турбулентности в программе Fluent
- •4.2. Пристеночные функции
- •4.3. Задание дополнительных граничных условий для турбулентности
- •Приближенные значения степени турбулентности потока в элементах гтд
- •5. Настройка решателя и решение в программе Fluent
- •5.1. Установка параметров решателя
- •5.2. Отображение процесса решения и критерии сходимости
- •5.3. Установка начальных значений параметров
- •5.4. Запуск решения
- •5.5. Проверка баланса расходов
- •6. Обработка результатов расчета
- •6.1. Построение поверхностей, линий и точек, на которых будут отображаться результаты расчета
- •6.1.1. Построение вспомогательной точки
- •6.1.2. Построение вспомогательной линии
- •6.1.3. Построение вспомогательной поверхности
- •6.1.4. Построение вспомогательной изоповерхности
- •6.1.5. Построение вспомогательной геометрии копированием
- •6.1.6. Редактирование списка вспомогательной геометрии
- •6.2. Визуализация полей распределения параметров в расчетной области
- •6.3. Визуализация векторов скорости
- •6.4. Построение линий тока
- •6.5. Определение среднеинтегральных значений параметра
- •6.6. Построение графиков изменения параметров
- •6.7. Отображение периодических и симметричных элементов
- •6.8. Задание пользовательских переменных
- •6.9. Настройка параметров графического окна
- •7. Моделирование течения через подвижные элементы
- •7.1. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Single Reference Frame
- •7.2. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Multiple Reference Frame
- •7.3. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Mixing Plane
- •7.4. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Sliding Mash
- •7.5. Стратегия получения решения при моделировании течения через подвижные элементы
- •8. Пример решения задачи в программе Fluent
- •Значения параметров в рассматриваемом примере
- •Список использованных источников
- •Приложение 1 к выбору отображаемых параметров в программе Fluent
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева”
О.В. Батурин, Н.В. Батурин, В.Н. Матвеев
Расчет течений жидкости и газа с помощью универсального программного комплекса Fluent
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2009
УДК 004.9(075)
ББК 32.27
Б 287
Рецензенты: д-р. техн. наук, проф. С.В. Фалалеев
Батурин О.В.
Б 28 Расчет течений жидкостей и газов с помощью универсального программного комплекса Fluent. Учеб. пособие/ О.В. Батурин, Н.В. Батурин, В.Н. Матвеев – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2009. - 151с.: ил.
В данном учебном пособии изложены основы работы в программе Fluent: задание граничных условий и физических моделей потока рабочего тела, способов решения уравнений газовой динамики и визуализации полученных результатов.
Пособие разработано на кафедре теории двигателей летательных аппаратов СГАУ и предназначено для студентов, обучающихся по курсам «Механика жидкостей и газов», «Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок», «Теория авиационных двигателей», «Теория и расчет лопаточных машин», «Агрегаты наддува двигателей», а также для самостоятельной работы дипломников, аспирантов и научных работников, чьи исследования связаны с гидрогазодинамикой и теплообменом.
УДК 004.9(075)
ББК 32.27
© Батурин О.В., Батурин Н.В., Матвеев В.Н., 2009
© Самарский государственный аэрокосмический университет, 2009
Оглавление
Основные условные обозначения |
5 |
||
Введение |
7 |
||
1. Общие сведения о работе в программе Fluent |
11 |
||
|
1.1. Главное меню программы Fluent |
13 |
|
|
1.2. Работа с моделями: загрузка, запись, импорт и т.п. |
16 |
|
2. Основные этапы подготовки расчетной модели |
20 |
||
|
2.1. Проверка качества конечноэлементной сетки |
20 |
|
|
2.2. Масштабирование расчетной сетки |
21 |
|
|
2.3. Просмотр конечноэлементной сетки |
22 |
|
|
2.4. Другие операции с расчетной сеткой |
23 |
|
|
2.5. Выбор типа решателя и постановки задачи |
26 |
|
|
2.6. Учет в расчете уравнения энергии |
28 |
|
|
2.7. Задание справочного давления |
28 |
|
|
2.8. Задание свойств рабочего тела |
29 |
|
3. Задание граничных условий в программе Fluent |
34 |
||
|
3.1. Граничное условие «полное давление на входе» (Pressure inlet) |
36 |
|
|
3.2. Граничное условие «массовый расход на входе» (Mass flow inlet) |
40 |
|
|
3.3. Граничное условие «статическое давление на выходе» (Pressure outlet) |
41 |
|
|
3.4. Граничное условие Outflow |
42 |
|
|
3.5. Условие периодичности |
43 |
|
|
3.6. Граничное условия «стенка» (Wall) |
44 |
|
|
3.7. Изменение размерности вводимых параметров |
47 |
|
|
3.8. Копирование граничных условий с одной расчетной модели на другую |
48 |
|
|
3.9. Описание свойств области течения |
48 |
|
4. Моделирование турбулентности |
51 |
||
|
4.1. Задание турбулентности в программе Fluent |
51 |
|
|
4.2. Пристеночные функции |
53 |
|
|
4.3. Задание дополнительных граничных условий для турбулентности |
56 |
|
5. Настройка решателя и решение задач в программе Fluent |
59 |
||
|
5.1. Установка параметров решателя |
59 |
|
|
5.2. Отображение процесса решения и критерии сходимости |
65 |
|
|
5.3. Установка начальных значений параметров |
70 |
|
|
5.4. Запуск решения |
71 |
|
|
5.5. Проверка баланса расходов |
74 |
|
6. Обработка результатов расчета |
75 |
||
|
6.1. Построение поверхностей, линий и точек, на которых будут отображаться результаты расчета |
75 |
|
|
|
6.1.1. Построение вспомогательной точки |
76 |
|
|
6.1.2. Построение вспомогательной линии |
76 |
|
|
6.1.3. Построение вспомогательной поверхности |
77 |
|
|
6.1.4. Построение вспомогательной изоповерхности |
78 |
|
|
6.1.5. Построение вспомогательной геометрии копированием |
80 |
|
|
6.1.6. Редактирование списка вспомогательной геометрии |
81 |
|
6.2. Визуализация полей распределения параметров в расчетной области |
81 |
|
|
6.3. Визуализация векторов скорости |
84 |
|
|
6.4. Построение линий тока |
86 |
|
|
6.5. Определение среднеинтегральных значений параметра |
87 |
|
|
6.6. Построение графиков изменения параметров |
88 |
|
|
6.7. Отображение периодических и симметричных элементов |
92 |
|
|
6.8. Задание пользовательских переменных |
93 |
|
|
6.9. Настройка параметров графического окна |
95 |
|
7. Моделирование течения через подвижные элементы |
99 |
||
|
7.1. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Single Reference Frame |
100 |
|
|
7.2. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Multiple Reference Frame |
106 |
|
|
7.3. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Mixing Plane |
108 |
|
|
7.4. Моделирование течения через подвижные элементы с помощью подхода Sliding Mash |
112 |
|
|
7.5. Стратегия получения решения при моделировании течения через подвижные элементы |
117 |
|
8. Пример решения задачи в программе Fluent |
119 |
||
Список использованных источников |
146 |
||
Приложение 1 |
149 |
||