FLUENT烟羽模拟

本教程演示了二氧化碳释放在空气中扩散过程模拟。

1启动Workbench并建立分析项目

（1）在Windows系统下执行“开始”“所有程序”ANSYS 2019Workbench命令，启动Workbench 2019，进入ANSYS Workbench 2019界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systemsFluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

2导入几何体

（1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import GeometryBrowse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入cad.x_t几何体文件。

3划分网格

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）依次右键选择模型外部边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，输入名称plume_inlet，air_inlet和outlet，单击OK按钮确认。

（3）网格参数设置，Element Size填入0.75，Max Size输入2.3。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（6）执行主菜单FileClose Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

4定义模型

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，Solver中Time选择Transient。勾选Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。

5设置材料

（1）单击主菜单中Setting Up PhysicsMaterialsCreate/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择carbon-dioxide单击Copy按钮确认。

6设置多相流

（1）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择VOF，Number of Eulerian Phases填入2，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，在Phase-1对话框中，Phase Material选择air，在Phase-2对话框中，Phase Material选择carbon-dioxide，单击OK按钮确认并关闭对话框。

7设置边界条件

（1）单击主菜单中PhysicsZonesBoundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，双击plume_inlet弹出边界条件设置对话框。在Velocity Magnitude中输入2.5。

Phase选择Phase-2，在Volume Friction中填入1，单击OK按钮确认退出。

（3）在边界条件面板中，双击plume_inlet弹出边界条件设置对话框。在Velocity Magnitude中输入10。

8初始条件

（1）单击主菜单中SolvingInitialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hyper Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

9计算求解

单击主菜单中SolvingRun Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Time Step Size填入0.0005，Number of Iterations中输入30000，单击Calculate开始计算。

10结果后处理

（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）创建截面Plane1。

（3）在Mode选择Variable，Variable选择Phase 2. Volume Fraction，单击Apply按钮创建相比例云图。