本案例利用Fluent中提供的动网格及Gap模型模拟通道阀门完全关闭的场景。 1 问题描述如下图所示的几何模型。 阀芯沿Y轴负方向运动,直至阀门完全关闭,通道内流量为零。 阀芯的运动可以使用动网格方法来处理,然而在动网格处理过程中,阀芯底部壁面不允许与通道底部接触(一旦壁面接触,立即会报负体积错误),因此通常需要保留极小间隙以维持计算,故无法模拟阀门完全关死的情况。 Fluent提供的Gap模型可以处理此类问题。
计算域几何如下图所示。本案例采用Layering方法处理动网格,因此将计算区域分割为3个区域,通过指定运动壁面的速度来模拟阀芯运动。几何建模过程中不要进行共享拓扑,以便生成interface边界。 阀芯上网格尺寸0.2 mm,生成网格(阀芯局部)如下图所示。 2 稳态计算
本案例先算稳态再计算瞬态。 2.1 General设置
2.2 Materials设置
2.3 边界条件设置
2.4 初始化计算
2.5 监测出口流量
2.6 求解计算
3 瞬态计算3.1 General设置
3.2 Materials设置
3.3 编译UDF
3.4 动网格设置
3.5 设置Gap模型
3.6 进行计算
若想要看到更平滑的流量曲线,可以减小时间步长进行计算,尤其是在阀门完全关闭前后,需要更小的时间步长。本案例仅为演示,采用了较大的时间步长。另外,采用flow-blocking类型的间隙区域会存在流量从有到无的突变过程,会造成计算极不稳定,实际应用过程中不建议使用。在实际应用中,常使用flow-modeling类型并指定一个极小的泄漏流量,这样计算过程更稳健,也更符合实际情况。 (本文完毕) |
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