Fluent算例精选｜02瞬态滑移网格分析叶轮机械内部流动

本算例使用的软件：fluent、icem

通过学习本算例您将获得？

1、学会周期区域创建

2、学会瞬态求解器及滑移网格边界条件设置

3、学会周期面、滑移面设置

4、学会如何监测压力脉动（声学仿真）

5、学会瞬态结果快速傅里叶变换

思考问题：

计算声学第一步一般是采用SRS模型计算出高精度流场信息，对于流场监测点的压力脉动如果不是周期性变化，是否说明计算有误？

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目录

1. 摘要1

2. 案例描述1

3. 操作步骤2

3.1. 创建工作目录并启动Fluent2

3.2. 导入网格文件2

3.3. General一般设置3

3.4. Models模型设置6

3.5. Materials材料设置6

3.6. Cell Zone Conditions设置7

3.7. Boundary Conditions设置9

3.8. Solution Methods求解方法设置12

3.9. Monitors监视设置13

3.10. Initialization初始化15

3.11. Run Calculation运行计算16

3.12. Post-processing后处理20

4. 本章小结22

1. 摘要

本算例使用ANSYS Fluent 19.0软件，对轴流压缩机内部流动进行仿真，文档内包含详细的网格导入、模型选择、材料物性、边界条件、求解参数、后处理的设置。通过仿真计算获得叶轮机械内瞬态流场和温度场等物理量的分布。

2. 案例描述

本算例仿真的轴流压缩机系统包含转子和静子两部分，转子置于前端，静子置于后端，这是一个非常典型的单级轴流叶轮系统。通过将转子流域与静子流域放置在一起进行瞬态求解可以获得转-静流域之间的干涉。

本算例中整周转子叶片数为16，静子叶片数为32，由于叶片数1:2的结构，求解区域可以简化成为单流道的转子流域和双流道静子流域，1转-2静流域的周期角度相同，为22.5°。转子以37500 rpm转速运作。

本算例中采用的模型及设置概览：

周期区域创建；

瞬态求解器及滑移网格边界条件设置；

周期面、滑移面设置。

3. 操作步骤

3.1. 创建工作目录并启动Fluent

在硬盘上创建英文名称的文件夹（例如SlidingMesh），将网格文件axial_comp.msh 拷贝至该目录下。启动Fluent 19.0，在Fluent Launcher中，Dimension选择3D，Display Options中勾选Display Mesh After Reading和Workbench Color Scheme，Processing Options选择Serial，设置使用单核计算（用户可以根据现有的硬件资源和License授权酌情选择合适的并行数），更改Working Directory路径至该网格文件目录下，点击OK启动Fluent 19.0。

3.2. 导入网格文件

菜单中点击【File】>【Read】>【Mesh…】，选取网格文件axial_comp.msh，点击OK导入网格。此时，图形界面中可以查看导入的网格。

3.3. General一般设置

在最左侧的树中，鼠标左键双击【Setup】>【General】，进行网格相关的操作以及选择求解器。

3.3.1. 检查网格

选择菜单栏【Setting Up Domain】>【Mesh】>【Check】，当前提示有两个未分配的交界面。由于此时还未对交界面进行设定，故此warning可忽略。旋转图形界面的网格，查看不同类型边界以不同颜色显示：蓝色为转子进口面，红色为静子出口面，黄色则为静子和转子之间的交界面。

3.3.2. 利用TUI设置网格边界类型

在TUI界面中输入Enter键，获得>提示符。

在提示符后输入mesh/modify-zones/list-zones，敲击Enter键。将会出现所有zone的菜单列表。

继续在提示符后输入make-periodic，敲击Enter键。按以下显示输入：

创建周期面，其余周期面对也按照同样的方式完成设置。