4-移动边界与动网格应用

一个简单的例子。水在通道中流动如图所示，有一个入口(ab)，一个出口(cd)，一个可移动的挡板(fg)，挡板有一定的移动范围(ef,gh)。

15cm 3cm b e f

○ 5cm 入口 ○ ○ c d出口 ○ ○

可移动壁面 a ○ 25cm ○ h 壁面移动范围 ○g

40cm

本例研究简单动网格的应用，将会涉及到：

（1） UDF函数的读入以及要注意的问题 （2） 动网格参数的设定 （3） 动网格动画的设定

一、 利用Gambit建立计算模型

1、 创建各控制点 2、 由点连成直线

3、 由线段创建面——流域 4、 设定边界类型

ab--速度入口（inlet）；cd--压力出流（outlet）； ef—可变形边界（form1）；hg—可变形边界（form2）； fg—移动边界（valve） 5、 输出网格文件

二、 利用fluent-2d进行计算

1、 读入mesh文件

File→ Read→ Case…

2、 网格检查（注意最大长度和最小长度） 3、 长度单位设定（cm），并显示网格

4、 设置非定常求解器

保持Unstready Formulation 的1st－Order Implict

注意：目前动态网格计算只能用first－Order

5、 选择紊流模型 6、 材料设置为水

7、 边界条件：设置速度入口条件

8、 编译程序

（1）读入和编辑udf函数

Define→ User－Defined→ Functions→ Compiled…

（a）在Source Files下，点击 Add…

Select File 面板将会打开，选择valve.c （b）在Compiles UDF 面板下，点击Build

注意：将会在FLUENT目录下产生一个缺省libudf文件夹。如果工作目录下已有这个文件夹，请将删掉。

（c）点击Load

注意：如果出现“找不到系统文件之类的提示”，则需要在计算机里装一个c语言的程序。

Valve.c的内容如下:

#include #include \"udf.h\"

DEFINE_CG_MOTION(valve,dt,cg_vel,cg_omega,time,dtime) {

if(time<=0.5)

cg_vel[0]= - 0.2; else

cg_vel[0]=0.0; }

这是一个UDF文件，即用户自定义函数，可用来确定阀门的运动规律。此时，通过fluent提供的宏DEFINE_CG_MOTION才能使得Fluent接收到所设定的运动规律。函数中的参数cg_vel指平动速度，cg_omega指转动速度，二者都是矢量，cg_vel[0]就是cg_vel的x方向分量，cg_vel[1]就是cg_vel的y方向分量。time指运动时间，在程序中，设定运动时间小于0.5s时，阀门沿x方向的运动速度为-0.2m/s。

9、 动网格参数设置

激活动网格和设定相关参数

Define→ Dynamic Mesh→ Parameters… （1） 在Under下选择Dynamic mesh；

（2） 在 Mesh methods下选择smoothing ，Layering和Remeshing （3） 在Smoothing设定参数如下：

保持Spring Constant Factor中的缺省给定数1 设定Boundary Node Relaxation为0.7

保持Convergence Tolerance的缺省设定参数0.001 设定Number of Iterations为50

（4） 设定的Layering参数如下：

（5） 设定的Remeshing参数如下：

10、 动网格区域设置

Define→ Dynamic Mesh→ Zones…

在Zone Names下选中form1；对应的Type类型为Deforming，即这个边发生变形；在Definition下选中plane，表明它的变形是在一个平面上；在Point on Plan下面的对应值是变形面上的某一点的坐标值；Plane Notmal为变形面的法向矢量；最后单击Create按钮完成对form1的设置。 Form2类似。

阀门的设置如下：

在Zone Names下选moveface； 对应的Type项选Rigid Body；

在Motion UDF/Profile下选valve::libudf，确定moveface的运动方式； 在Meshing Optins对应的选项中，设置Cell Height（cm）为5 点击Creat完成设置。

11、 流场初始化 12、 监测器 13、 动画设置

14、 迭代计算

15、动画回放

三、

计算结果的后处理