187、Fluent自动修改边界条件案例

我们在文章139. Fluent自动更改边界条件类型的几种方法非常详细的介绍了Fluent自动修改边界条件的4种方法，分别是

Command方法Event方法Scheme语言+TUIUDF+Scheme语言

今天我们就用实际的案例，基于Event方法来演示一下

二维三通模型，靠近右端出口有阀门。t=0s时，右边的阀门开启，水流以8m/s流速从左边入口流入，t=0.9s时水流到达阀门处，阀门关闭，阻碍水流流动。t=1.3s时，阀门再次开启。

3.1 导入网格

使用Fluent软件打开Chapter187.msh网格文件

注意，本案例为2D模型，打开Fluent软件时在 Dimension选项中选择2D。在Options中启用双精度(Double Precision)。

选择网格文件时要注意，由于本案例网格文件为msh格式，文件类型需要选择.msh，才能看到网格文件

导入mesh文件后，点击Display，将显示模型

3.2 求解器设置

基于压力求解器，瞬态设置，勾选重力，重力方向设置为Y方向，-9.81。

4.1 多相流模型

双击打开多相流模型，勾选VOF模型。选择隐式格式，收敛性好一些，Type选择Sharp。其他设置保持默认

4.2 湍流模型设置

湍流模型选择 k-ω SST模型，保持默认设置即可

5.1添加water

双击air，打开空气材料界面，单击Fluent Database

打开Fluent Database界面，找到water-liquid(h2o<l>)，单击Copy即可。

此时材料界面会出现air和water两种材料，材料属性保持默认

5.2 相界面材料设置

回到多相流界面，主相选择air，并命名为air；次相选择water，并命名water

6.1 inlet

Phase选择mixture。入口速度8m/s。湍流参数：湍流强度5%，水力直径1m

 

湍流参数的详细设置可以参考文章：三十三、Fluent边界条件湍流参数设置详解

Phase选择water，将水的体积分数设置为1，表示入口全是水

6.2 outlet_1

Phase选择mixture。湍流参数：湍流强度5%，水力直径1m

Phase选择water，将水的体积分数设置为0，表示出口如果发生回流，则回流的全是空气

6.3 outlet_2

保持和outlet_1设置相同。可以通过copy，将outlet_1的参数copy到outlet_2

wall边界保持默认即可

Events设置在动网格界面

勾选Dynamic Mesh，注意，不能勾选Mesh Methods的任何选项。

点击Events，进入到Events界面

Number of Events设置为2，表示有两个事件要执行。第一个就是将阀门由开启到关闭；第二个是将阀门由关闭到开启

At time分别设置为0.9s和1.3s，表示在0.9s会执行第一个事件；在1.3s执行第二个事件；

如何定义事件呢？在Define中定义。打开第一个事件的Define

Type：选择Change Zone Type，表示更改边界类型

Zone：选择inter，即选择阀门

New Zone Type：选择wall，表示inter设置为新的边界类型-wall。也就是在0.9s将inter变成wall边界类型

打开第二个事件的Define

Type：选择Change Zone Type，表示更改边界类型

Zone：选择inter，即选择阀门

New Zone Type：选择interior，表示inter设置为新的边界类型-interior。也就是内部面，相当于把阀门关闭

Events的详细设置可以参考文章：139. Fluent自动更改边界条件类型的几种方法

8.1 求解方法

Solution → Solution → Methods..  

体积分数格式选择Compressive

时间格式选择一阶隐式

8.2 求解控制

保持默认即可

Solution→Initialization

 

标准初始化，Compute from选择inlet，water Volume Fraction设置为0。点击Initialize

先创建一个云图

Contours of选择Phases····Volume fraction。Phase选择water

点击Save/Display，图形界面显示体积分数云图

云图创建好后，创建animation

Record after every设置为5 time-step表示每5个时间步保存一次动画

Storage Type选择In Memory，将帧图保存在内存中，不会生成图片

Animation Object选择刚才创建的云图，即体积分数云图

点击OK

时间步长设置为自适应时间步长

12.1 残差图

12.2 体积分数云图

12.3 体积分数动画

来源：Fluent学习笔记