【技術(shù)】ANSYS FLUENT動(dòng)網(wǎng)格，呈現(xiàn)精彩動(dòng)態(tài)過程

2016-12-25 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

自然界及工業(yè)應(yīng)用中,隨處可見運(yùn)動(dòng)的物體,即物體相對于參照物進(jìn)行移動(dòng)或變形,發(fā)生隨時(shí)間和空間而變化的運(yùn)動(dòng)。比如,昆蟲煽動(dòng)翅膀、魚類擺尾游動(dòng)、氣球充氣等常見的動(dòng)態(tài)過程,氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、閥門的開關(guān)、導(dǎo)彈水下發(fā)射、火箭整流罩分離、子彈出膛、飛機(jī)機(jī)翼擺動(dòng)、儲(chǔ)罐分離、船體運(yùn)動(dòng)和浮動(dòng)平臺(tái)等各行各業(yè)的設(shè)備工作過程,以及人人熟知的中肺的呼氣與吸氣、動(dòng)脈的擴(kuò)張與收縮等等。這類問題有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是邊界隨時(shí)間而變化,流場的形狀也隨之而變。

蒼蠅飛行過程

豚擺動(dòng)尾巴過程

為了直觀形象地再現(xiàn)這些動(dòng)態(tài)過程,研究變化過程的細(xì)節(jié),動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。ANSYS Fluent的動(dòng)網(wǎng)格模型提供了豐富的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),可以用來模擬流場形狀由于邊界運(yùn)動(dòng)而隨時(shí)間改變的問題。邊界的運(yùn)動(dòng)既可以是剛性的,也可以是變形的;既可以是預(yù)先定義的運(yùn)動(dòng),也可以是預(yù)先未做定義的運(yùn)動(dòng)。模擬進(jìn)程中,網(wǎng)格的更新由ANSYS Fluent根據(jù)每個(gè)迭代步中邊界的變化情況自動(dòng)完成。

飛機(jī)后緣襟翼動(dòng)態(tài)過程

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動(dòng)脈壁對心臟壓力脈沖的響應(yīng)

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同心筒導(dǎo)彈熱發(fā)射

所以,要實(shí)現(xiàn)動(dòng)網(wǎng)格的模擬,有兩個(gè)關(guān)鍵步驟。

首先要指定邊界的運(yùn)動(dòng)形式,以及參與運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。ANSYS Fluent提供了5種運(yùn)動(dòng)形式供選擇:Stationary、Rigid body、Deforming、User Defined、Systemcoupling,涵蓋了邊界運(yùn)動(dòng)的多種方式。

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其次,要指定網(wǎng)格更新的方式。ANSYS Fluent提供了三種基本方式,即彈簧式(spring-based smoothing)、動(dòng)態(tài)層鋪式(dynamic layering)和局部重劃法(local remeshing)。每一種方式都有各自的特點(diǎn)和適用范圍,對某一特定的問題,可以選擇最合適的一種或者結(jié)合幾種網(wǎng)格變形方式綜合使用。