下面將從前處理、計算和后處理三個方面詳細展開。

1.?前處理

首先是網格的劃分，我采用的是Pointwise軟件進行劃分。當然也可以采用ICEM或者其他軟件進行劃分。這里我以Pointwise為例進行講解。

要劃分的網格是二維網格，CAE-Set Dimension選擇2D。

求解器Select Solver選擇Ansys Fluent。

采用坐標點（單位為mm）來繪制邊界，具體坐標及邊界形狀如下圖所示。上下邊界和左右邊界網格節點均為65個，第一層網格間距為1.2 mm。

選中2 Point Curves快捷鍵，在XYZ坐標框中輸入（-100??0??0），按Enter鍵，再次輸入（100??0??0），按OK。此時會生成一條Connect。

同樣，按上述方法分別輸入（100??0??0），（100??200??0）；（100??200??0），（-100??200??0）；（-100??200??0），（-100??0??0）生成另外三條Connect。

接下來生成下邊的半圓。按Curve快捷鍵下拉三角符號，選中Circle。選擇2 Points & Angle，用鼠標分別點擊下邊Connect的左右兩點，Angle輸入180，點擊Apply即可。若生成的半圓方向是反的，則可點擊Angle旁邊的Flip改變方向。

接下來開始劃分網格。選中剛剛生成的半圓，按Ctrl+Q快捷鍵。在Number of Pieces中輸入3，點擊Enter，點擊OK。選中半圓直徑的Connect，按Ctrl+Q快捷鍵。在Number of Pieces中輸入4，點擊Enter，點擊OK。

通過2 Point Curves鍵將半圓上的兩個點分別與圓心相連。

分別選中剛剛生成的兩條Connect，按Ctrl+Q快捷鍵，在Number of Pieces中輸入2，將其分成兩段。然后，將剛剛生成的幾個半徑上的中點相連接，并刪除無用的輔助線。

選中原點附近的兩條Connect，按Ctrl+J快捷鍵將其合并。選擇最上方的Connect，按Ctrl+Q快捷鍵，分別點擊半圓直徑上的兩個點，按Apply將其劃分為3段。

通過Dimension來設置網格節點數。

設置完成后，只選中Spacing Constraints，框選全部Connects，在右上角Spacing Constraints框中輸入1.2，按Enter鍵確認。

選擇全部的Connects，按Assemble Domain，一鍵生成Domain。

選擇CAE-Set Volume Conditions，新建Volume Conditions，命名為Fluid，選中全部計算域，將其放入Fluid中。

選擇CAE-Set Boundary Conditions，新建Boundary Conditions，命名為Wall，選中全部邊界，將其放入Wall中。

最后，選中創建的全部Domain，點擊File-Export-CAE，保存為Fluid_Huangdong.cas文件。

2.?計算

打開Fluent，選中2D，設置計算核數，工作目錄選擇網格存放文件夾。

導入創建的case文件，點擊Mesh-Scale，將網格創建單位和網格顯示單位均改為mm，最后點擊scale，將單位統一為mm。點擊Check，檢查網格有無負體積。

采用瞬態計算，點擊General中的Transient。打開重力設置，在Gravity的Y方向輸入-9.81。

注意：我采用的是Fluent 17.1，液體晃動是通過UDF自編譯程序實現的。如果采用的是Fluent高版本，則可以在Gravity中的X方向直接輸入加速度函數6[m s^-2]*sin(18.85[rad s^-1]*t)，略掉接下來的UDF加載步驟，直接到初始化設置就好。

Material中加載water-liquid，在Models中Multiphase選用VOF兩相流，并在Phases中Primary Phase和Secondary Phase分別選用air和water。

接下來加載UDF程序，下面是編寫的一個加載到X方向動量方程上的源項。

#include "udf.h" DEFINE_SOURCE(xmom_source,c,t,dS,eqn) { real source; real con1; real x[ND_ND]; cell_t cell; C_CENTROID(x,c,t); { con1=6*C_R(c,t); source=con1*sin(18.85*CURRENT_TIME); dS[eqn]=0; } return source;??}

注意：加載UDF時，需要安裝Visual Studio，并配置環境變量。這里我安裝的是Visual Studio2017版本。如果只安裝了Visual Studio，但沒有配置環境變量。則可以找到“適用于VS（版本）的X64本機工具命令提示”并打開。在命令欄中輸入cd?（Fluent安裝路徑-可通過右鍵點擊快捷圖標，打開文件所在位置查看），Enter回車。再輸入fluent.exe。此時，會打開和最開始講解的Fluent頁面一樣，選擇2D，設置核數，選中工作目錄。接下來的操作和上述設置一致。

接下來加載UDF。點擊User-Defined，選擇Functions下拉菜單欄中的Compiled UDFs。Add選中編好的UDF文件，點擊Build，最后點擊Load加載。

接下來將UDF加載到X方向動量方程上。雙擊Cell Zone Conditions中的fluid，打開Source Term，編輯X Momentum，在下拉菜單中找到編寫的UDF，點擊OK。

Solution Methods中計算方法和Monitors監測可根據需要進行設置，我這里都選擇默認，沒再設置。

至此，計算已設置完成，接下來開始初始化。點擊Solution Initialization中的Initialize進行初始化。

在Mark-Region中按下圖坐標標記區域，最后點擊Mark按鈕。

點擊初始化中的Patch，Phase選中water，Value設置為1，Patch區域選擇剛剛Mark的區域，點擊Patch。此操作是為了設置初始水體區域，設置后可通過Contours中的Phases觀察初始水體區域。

在Calculation Activities中設置20，即每20時間步自動保存一次。

在Run Calculation中的Time Step Size設置0.005s，Number of Time Steps設置4000步，點擊Calculate開始計算。

3.?后處理

后處理我采用的是Tecplot，當然也可以采用Fluent自帶的后處理。

打開Tecplot，點擊File-Load Data選中自動保存的全部Case和Data文件。

勾選Contour，并打開設置。在下拉菜單中選中Phase 3，即可顯示水相。此時，點擊播放按鈕可觀察到各個時間點水相的變化。需要觀察流速或者壓力變化的話，只需要在下拉菜單選擇流速或者壓力。

需要錄制視頻的話，可分別點擊下圖中的1和2進行視頻錄制。

以上就是液體晃動案例的詳細教程，下期再與大家分享其他案例。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的液体晃动案例教程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。