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Tina_ivy

铜虫 (小有名气)

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[交流] 【求助】ansys做流场的例子

求助：ansys做流场的例子

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1楼 2009-05-25 15:33:19

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yuanfr

金虫 (正式写手)

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woshilsh(金币+3,VIP+0):感谢您的辛苦解答！ 5-28 23:03

问题描述
该算例是一个二维的导流管分析，分析一个雷诺数为400的层流情况,该算例所用单位制为国际单位制。

几何尺寸及流体性质
进口段长度 4 m
进口段高度 1 m
过渡段长度 2 m
出口段高度 2.5 m
层流分析时出口段长度 6 m
湍流分析时出口段长度 12 m
假设流体密度 1 Kg/m3
假设流体粘性 0.01Kg/m-s
空气密度 1.205 Kg/m3
空气粘性 1.8135*10-5 Kg/m-s
进口速度 2.0 m/s
出口压力 0 nt/m2

分析过程如下：

第1步：进入ANSYS
参见ANSYS Operation Guide

第2步：设置分析选择
1 进入Main Menu>Preference
2 点取FLOTRAN CFD项
3 点取OK

第3步：定义单元类型
1 进入Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete
2 点取Add
3 在弹出菜单的左框中点取FLOTRAN CFD，右框中点取2D FLOTRAN 141
4 点取OK
5 点取Close

第4步：生成分析区域的几何面
该步定义三个面：分别表示进口和出口的两个矩形面，以及一个表示过渡段的面。
1 生成进口段，进入Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-
Rectangle>By Dimensions
2 在弹出菜单中的相应区域输入以下值：
X1处输入0 X2处输入2 Y1处输入0 Y2处输入1
3 点取Apply
4 生成出口段，再在上面弹出菜单中输入以下值：
X1处输入6 X2处输入12 Y1处输入0 Y2处输入2.5
5 点取OK
6 在工具栏（Toolbar）窗口中点取SAVE_DB
7 进入Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Lines>Tan to 2 Lines
8 点取左侧矩形的上面一条线作为第一条切线，再在点取菜单中点取OK
9 点取该线的右端点作为第一切点，再在点取菜单中点取OK
10 点取右侧矩形的上面一条线作为第二条切线，再在点取菜单中点取OK
11 点取该线的左端点作为第二切点，再在点取菜单中点取OK
12 在点取菜单中点取Cancel。所生成的结果线是一条界于两个矩形之间的光滑曲线
13 进入Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-Arbitrary>Through KPs
14 分别点取界于两个矩形之间的光滑曲线上的两个端点，再点取左侧矩形的右下角
和右侧矩形的左下角
15 点取OK
16 在工具栏窗口中点取SAVE_DB

第5步：定义单元形状
1 进入Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesher Opts
2 将Midside node placement域改为No Midside nodes，点取OK
3 在弹出菜单中点取QuadOnly
4 点取OK
5 进入Utility Menu>Plot>Lines
6 进入Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Size Cntrls>-Lines->Picked Lines
7 点取进口区（左侧矩形面）的上下两条直线
8 在点取菜单中点取Apply
9 在弹出菜单的No. of element divisions域中输入12
10 在弹出菜单的Spacing ratio域中输入-2
11 点取Apply
12 点取过渡区（中间面）的上下两条线，并点取Apply
13 在弹出菜单的No. of element divisions域中输入9
14 在弹出菜单的Spacing ratio域中输入1
15 点取Apply
16 点取出口区（右侧矩形面）的上面一条直线，并点取Apply
17 在弹出菜单的No. of element divisions域中输入13并在Spacing ratio域中输入0.4
18 点取Apply
19 点取出口区（右侧矩形面）的下面一条直线，并点取Apply
20 在弹出菜单的Spacing ratio域中输入2.5
21 点取Apply
22 点取剩下的四条垂线，并点取OK
23 在弹出菜单的No. of element divisions域中输入10并在Spacing ratio域中输入-2
24 点取OK
25 在工具栏窗口中点取SAVE_DB

第6步：划分有限元网格
1 进入Main Menu>Preprocessor>-Meshing->Mesh>Areas>Free
2 在点取菜单中点取Pick All

第7步：生成并应用新的工具栏按钮
在做类似于该例的分析时，定义一些诸如能“自动选择出与某条线相关的所有节点”、“关闭座标系符号的显示”等的工具栏按钮是非常有助于方便地建立模型的。这一步的目的就是建立两个分别实现上述功能的工具栏按钮
1 进入Utility Menu>Menu Ctrls>Edit Toolbar
2 在弹出菜单中的*ABBR后输入ns1,nsll,,1
3 点取Accept
4 在弹出菜单中的*ABBR后输入tri,/triad,off
5 点取Accept，然后点取Close
6 在工具栏中点取刚生成好的TRI按钮，之后进入Utility Menu>Plot>Replot，此
时，在图形窗口中，原来的座标系符号就会消失了。

第8步：施加边界条件
在模型的进口处加X方向速度为2、其它方向速度为零的进口速度条件；在所有壁面处加两个方向速度都为零的速度条件，在出口处加零压力边界条件
1 进入Utility Menu>Plot>Nodes
2 进入Utility Menu>Select>Entities
3 在弹出菜单中选择“Nodes”和“By Num/Pick”，并点取OK
4 在弹出的选择菜单中选择“Box”
5 按住鼠标左键，在模型左侧进口边的所有节点周围拉出一个方框
6 点取OK
7 进入Main Menu>Preprocessor>-Loads->-Loads->Apply>-Fluid/CFD->Velocity>
On Nodes
8 点取Pick All
9 在弹出菜单的VX域输入2，VY域输入0
10 点取OK
11 进入Utility Menu>Plot>Lines
12 进入Utility Menu>Select>Entities
13 在弹出菜单中选择“Lines”和“By Num/Pick”，之后点取OK
14 在图形窗口中点取表示上下六个壁面的六条线，之后点取选择菜单中的OK
15 在工具栏菜单中点取NSL按钮，以选取上面六条线上的全部节点
16 进入Utility Menu>Plot>Nodes
17 进入Main Menu>Preprocessor>-Loads->-Loads->Apply>-Fluid/CFD->Velocity>
On Nodes
18 点取Pick All
19 在弹出菜单的VX域和VY域都输入0
20 点取OK
21 进入Utility Menu>Select>Everything，然后再进入Utility Menu>Plot>Nodes
22 进入Main Menu>Preprocessor>-Loads->-Loads->Apply>-Fluid/CFD->
Pressure DOF>On Nodes
23 在弹出的选择菜单中选择“Box”，按住鼠标左键，在模型右侧出口边的所有节
点周围拉出一个方框
24 在弹出菜单中将压力值设为零
25 点取OK
26 进入Utility Menu>Select>Everything
27 在工具栏中点取SAVE-DB

第9步：求解层流
该步首先建立流体性质，然后设置执行控制，并开始求解
1 进入Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Fluid Properties
2 将弹出菜单的“Density”域设为“Constant”，点取OK
3 将恒值密度设为1.0，恒值粘性设为0.01
4 点取OK
5 进入Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Execution Control
6 在弹出菜单的“Global iterations”域输入20
7 点取OK
8 进入Main Menu>Solution>Run FLOTRAN，开始进行求解