FLUENT操作过程及参数选择(3)

在使用非结构网格的区域上一般采用弹簧光顺模型进行动网格划分，但是如果运动边界的位移远远大于网格尺寸，则采用弹簧光顺模型可能导致网格质量下降，甚至出现体积为负值的网格，或因网格畸变过大导致计算不收敛。为了解决这个问题，FLUENT 在计算过程中将畸变率过大，或尺寸变化过于剧烈的网格集中在一起进行局部网格的重新划分，如果重新划分后的网格可以满足畸变率要求和尺寸要求，则用新的网格代替原来的网格，如果新的网格仍然无法满足要求，则放弃重新划分的结果。

在重新划分局部网格之前，首先要将需要重新划分的网格识别出来。FLUENT 中识别不合乎要求网格的判据有二个，一个是网格畸变率，一个是网格尺寸，其中网格尺寸又分最大尺寸和最小尺寸。在计算过程中，如果一个网格的尺寸大于最大尺寸，或者小于最小尺寸，或者网格畸变率大于系统畸变率标准，则这个网格就被标志为需要重新划分的网格。在遍历所有动网格之后，再开始重新划分的过程。局部重划模型不仅可以调整体网格，也可以调整动边界上的表面网格。 需要注意的是，局部重划模型仅能用于四面体网格和三角形网格。在定义了动边界面以后，如果在动边界面附近同时定义了局部重划模型，则动边界上的表面网格必须满足下列条件：

（1）需要进行局部调整的表面网格是三角形（三维）或直线（二维）。 （2）将被重新划分的面网格单元必须紧邻动网格节点。 （3）表面网格单元必须处于同一个面上并构成一个循环。

（4）被调整单元不能是对称面（线）或正则周期性边界的一部分。

动网格的实现在FLUENT 中是由系统自动完成的。如果在计算中设置了动边界，则FLUENT 会根据动边界附近的网格类型，自动选择动网格计算模型。如果动边界附近采用的是四面体网格（三维）或三角形网格（二维），则FLUENT 会自动选择弹簧光顺模型和局部重划模型对网格进行调整。如果是棱柱型网格，则会自动选择动态层模型进行网格调整。在静止网格区域则不进行网格调整。 动网格问题中对于固体运动的描述，是以固体相对于重心的线速度和角速度为基本参数加以定义的。既可以用型函数定义固体的线速度和角速度，也可以用UDF 来定义这两个参数。同时需要定义的是固体在初始时刻的位置。

使用弹簧近似光滑法网格拓扑始终不变，无需插值，保证了计算精度。但弹簧近似光滑法不适用于大变形情况，当计算区域变形较大时，变形后的网格会产生较大的倾斜变形，从而使网格质量变差，严重影响计算精度。动态分层法在生成网格方面具有快速的优势，同时它的应用也受到了一些限制。它要求运动边界附近的网格为六面体或楔形，这对于复杂外形的流场区域是不适合的。使用局部网格重划法要求网格为三角形（二维）或四面体（三维），这对于适应复杂外形是有好处的，局部网格重划法只会对运动边界附近区域的网格起作用。 设置动网格问题的步骤如下：

（1）激活动网格模型，并设定相应参数，菜单操作如下： Define -> Dynamic Mesh -> Parameters...

（2）指定移动网格区域的运动参数，菜单操作如下：

Define -> Dynamic Mesh -> Zones... （3）保存算例文件和数据文件。 （4）预览动网格设置，菜单操作为： Solve -> Mesh Motion...

Remeshing中的参数Minimum length scale和Maximum Length Scale，这两个参数你可以参考mesh scale info中的值，仅是参考，因为mesh scale info中的值是整个网格的评价值，设置的时候看一下动网格附近的网格和整个网格区域的大小比较，然后确定这两个参数，一般来讲，动网格附近的网格较密，这些值都比整体的小，所以在设置时通常设置为比mesh scale info中的Minimum length scale大一点，比Maximum Length Scale小一点。

10.设置边界条件

自然界流体按流体形态分为两种形式层流和湍流，在气固流化中，雷诺数为

Rep?dpu?g?g k-ε湍流模型，湍动能k和湍动耗散率值ε的初定。 湍流强度I（turbulence intensity）按下式计算：

I?uu?0.16(Re''DH)?18

ReDH其中，u和u分别为湍流脉动速度和平均速度，

为按水里直径DH计算得到

的雷诺数，对于圆管，水力直径DH等于圆管直径，对于其他的几何形状，按等效水力直径确定。湍流程度尺度l（turbulence viscosity）按下式计算： l=0.07L

这里，L为关联尺寸。对于充分发展的湍流，可取L等于水力直径。湍流粘度比

?t?~?v正比于湍动雷诺数，一般可取1到10之间。修正的湍流粘度按下式计算：

32uIl

湍动能k（turbulence kinetic energy）按下式计算

k?32?uI?2 如果一直湍流长度尺度l，则湍动耗散率ε（turbulence dissipation rate）按下式计算： ??C?34k32l ?1式中，取0.09。如果已知湍动粘度比，则湍动耗散率按下式计算：

k??t??????C???????2

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