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Fluent | 一篇文章教会向杯中注水模型

1年前浏览366

Part1 创建⼏何模型

(1)启动DesignModeler

将建模单位设置为毫⽶,建模时默认使⽤XY平⾯作为草图绘制基准⾯,在XY平⾯上创建新草图,切换到草图绘制标签开始绘制。可以使⽤线、圆或圆弧命令来绘制⼏何形状。

(2)绘制杯子部分截⾯

直径标注为86mm,需要同时标注横向和纵向尺⼨

约束创建:⾸先选择对称线,再选择对称两边的线,添加对称关系后尺⼨会显示为红⾊,可以删除多余尺⼨消除红⾊警告

倒酒⼊⼝:需要单独标注⼊⼝尺⼨ 对称关系下只需标注⼀侧尺⼨

在绘制杯的下半部分截⾯时候可以隐藏已完成草图避免⼲扰,先创建直线再创建圆弧更易操作,杯杆宽度为5mm,底部圆弧半径与上半部分重合,底部宽度为113mm,⻆度标注为15度

约束处理:添加相切关系使曲线平滑,使⽤修剪命令去除多余线段,完全约束后线条显示为蓝⾊

Part2 ⽹格划分

(1)材料设置: 上端表⾯设置为流体 下端表⾯设置为固体

(2)全局设置: 单元尺⼨设置为2mm 注意单位默认为⽶,需更改为毫⽶

(3)⽹格⽣成: 完成设置后点击⽣成命令 等待⽹格划分完成

(4)⽅法选择: ⼏何结构选择为三⻆形⽹格 ⾃由⾯⽹格类型选择四边形/三⻆形

(5)边界命名: ⼊⼝边线命名为inlet 出⼝边线命名为outlet 流体区域命名为fluid 固体壁⾯命名为solid

(6)⽹格更新: 完成命名后点击更新 ⽹格可成功平移⾄Fluent中

Part3 启动Fluent应⽤程序

(1)设置求解类型

求解类型: 设置为瞬态(transient)分析

重⼒设置: Y⽅向重⼒加速度为负值 −9.81m/s^2

(2)物理模型

粘性模型选择: 采⽤k-epsilon湍流模型

具体设置:选择第4个选项"Realizable k-epsilon" 使⽤可扩展壁⾯函数(Scalable Wall Functions)

(3)定义材料

添加⽔材料:

从Fluent数据库中找到"water-liquid (h2o<1>)" 点击复 制添加该材料

材料属性:

密度:998.2kg / m3

粘度:0.001003kg / (m·s)

⽐热容:4182J / (kg·K)

热导率:0.6W / (m·K)

(4)多项流模型

采⽤VOF(Volume of Fluid)模型

相设置: 主相(primary phase): ⽔(water) 次相(secondary phase): 空⽓(air)

表⾯张⼒设置: 启⽤连续表⾯⼒模型 设置⽔-空⽓表⾯张⼒系数为0.072N / m

(5)设置速度⼊⼝

⼊⼝速度: 设置为0.4m / s 湍流设置: 湍流强度: 5% 湍流粘度⽐: 10

(6) 设置出⼝编辑条件

出⼝类型:  压⼒出⼝(pressure-outlet)

回流体积分数: 设置为1 ⼯作条件:操作密度⽅法: ⽤户定义 ⼯作密度:1.225kg/m3

(7) 设置求解⽅法

算法选择: PRESTO!算法 离散格式: 压⼒: PRESTO! 体积分数: Compressive格式 初始化设置: 标准初始化⽅法 湍流动能: 0 耗散率: 0 空⽓体积分数: 1

(8) 求解设置

时间步设置: 时间步数: 350 时间步⻓:0.005s 最⼤迭代数/时间步: 5

(9)结果显示:

创建云图显示速度⼤⼩和体积分数 可调整显示范围和着⾊⽅式



来源:力学AI有限元
Fluent湍流UM材料
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首次发布时间:2025-06-27
最近编辑:1年前
力学AI有限元
硕士 | 结构工程师 模拟仿真狂热爱好者
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