Ansys Fluent圆柱绕流流场的稳态数值模拟(Workbench前处理)
圆柱绕流是流体力学中一个非常经典的问题。对于小雷诺数的情况,进口处的扰动很容易被粘性力抑制,因此流动是稳态、对称的。
本文通过Ansys Workbench进行前处理,采用Fluent求解器进行圆柱绕流流场的稳态数值模拟。所使用模型尺寸如下图所示,圆柱直径1m,外流场为一个30*30的正方形,采用二维网格进行模拟。

1、模型前处理
首先在Ansys Workbench中创建Fluid Flow(Fluent)工程,通过DesignModeler或Discovery模块创建如上所示的草图,并通过草图创建二维曲面。

进入mesh模块,选择左侧边界右击选择Create Named Selection,将其命名为inlet,同样将右侧边界命名为outlet,上边命名为top,下边命名为bottom,中间圆边命名为cylinder,如下图所示。

在结构树的mesh上右击,选择insert - inflation,插入边界层。

在边界层设置面板中,Geometry选择整个曲面,Boundary选择圆边,将Maximum Layers设置为10

在结构树的mesh上右击,选择insert - sizing,Geometry选择圆边,Element Size设置为0.025m,Behavior设置为Hard。

点击mesh,在details Of mesh中进行通用网格参数设置。在Element Size中设置网格尺寸为0.5m,在Sizing的Growth Rate中输入1.05,在Quality的Smoothing中选择High。

点击Generate mesh生成网格,如下图所示。退出Meshing模块,在项目中Update更新网格数据。

2、Fluent求解设置
双击Setup启动Fluent,默认为2D网格分析,选中Double Precision双精度求解。在General面板中,Time选项设置为Steady,稳态分析。在Viscous中将Viscous Model湍流模型设置为Laminar层流。

设置流体材料为air,Density设置为1,Viscosity设置为1。
