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实例90度弯管内流体的流动分析本实例通过对简单三维弯管内流体流动的分析，介绍运用FLUENT进行数值仿真计算的基步骤。一、实例概述在实际输水、输油过程中经常会遇到弯管管路。如图1.1为水平放置的90度水平弯管，空气从左侧进入，从右侧出去，空气的入口流速为0.01m/s。下面我们就用FLUENT来进行管内流场的模拟。图1.1弯管基本尺寸二、模型的建立1.双击GAMBIT的桌面快捷方式，弹出GAMBIT启动对话框，单击run按钮，即启动了GAMBIT。图1.2GAMBIT启动对话框2.单击，在CreatRealCircularFace面板的Radius对话框中输入10，在Plan面板中选择YZ，单击Apply得到如下图1.4所示的圆面。图1.3圆的绘制图1.4在YZ平面上的圆3.单击右击，在Sweepface中选择face.1，在Path选项中选择Vector，在单击Define按钮，在VectorDefinition面板中选择X轴正方向，在大小中选择100，如图1.6所示，然后单击Apply按钮即得到图1.7所示的圆柱体。图1.5Sweepface面板图1.6VectorDefinition面板图1.7圆柱体4.弯管的建立，需要移动坐标原点。如下图1.8所示，单击，建立新的坐标原点。新的坐标系如图1.9所示。图1.8坐标面变换对话框图1.9新的坐标原点5.弯管的建立，单击，在Face中选择face2，转动角度为90度，转动轴为Z轴正方向，单击Apply即可。图1.10弯管的绘制图1.11弯管图6.采用与上一步建立圆柱体相同的方法建立另支直管，通过拉伸弯管的面来得到另一个直管，从而得到三维的弯管模型，如图1.12所示。图1.12弯管物理模型三、网格的画分1.激活另一个坐标系。选择c-sys.1。图2.1激活坐标面板图2.2选择坐标2.在入口面上进行网格画分。2.1单击，输入（0，0，0），单击Apply即可得到原点。图2.3原点的绘制2.2单击，选择vertex1和vertex5，建立一条直线，如图2.5所示。图2.4线的绘制图2.5建立的线2.3单击，选择刚才建立的直线，绕x轴复制旋转135度，再旋转-135度，即可得到二条直线，如图2.7所示。图2.6复制、旋转操作面板图2.7得到的二条直线2.3要将这三条直线用点进行分割。单击，分别选择这三条直线，在Value对话框中输入0.666。即可得到如图2.9所示的三个分割点。图2.8分割线面板图2.9分割的三点2.4单击，在Center边框中选择最上方的点，在End-Points边框中选择下面的两个点。单击Apply，即可得到如图2.11所示的圆弧。图2.10圆弧面板图2.11圆弧2.5单击，将圆弧复制旋转3份以及边2份，得到如图2.13所示的图形。图2.12复制、旋转面板Figure2.13圆弧图形2.6单击，在面板中选择四条圆弧生成面域，得到如图2.14所示的图形。Figure2.14生成的面域2.7单击，即出现SplitFace对话框，在上面选择大圆，在下面选择新生成的圆弧面域。Figure2.15SplitFace对话框图2.16生成的面域2.8单击，在edges中选择四条较短的边，在Face中选择圆环，单击Apply。图2.17投影面板2.9单击，选择all，单击Apply；采用同样的方法删除多余的点得到如下图2.19所示的图形。图2.18删除边按钮图2.19最后分块2.10单击，选择圆内的四条相同的线段和圆弧，在intervalsize中输入0.5，单击Apply即可。同时，可以得到如图2.21所示的图形。图2.20meshEdges面板图2.21线网格2.11单击，在Faces中选择圆上的5个面，单击Apply，即可得到如下图2.23所示的面网格。图2.22MeshFaces面板图2.23面网格2.12体网格的画分，单击，在Volumes中选择Volume.1（即第一个圆柱体），使用六面体结构化网格，采用Cooper的网格画分方法。在intervalsize中输入1，即可得到如图2.25所示的体网格。图2.24MeshVolumes面板图2.25体网格2.13采用相同的方法对其它两个体画网格。即可得到如下图2.26所示的网格。图2.26最终的结构化网格四、边界条件的设定3.1单击，在Type中选择VelocityInlet，在Face中选择入口的5个面，单击Apply即可。同理，选择出口的一个面，在Type中选择PressureOutlet即可。图2.27边界条件设定对话框图2.28面选择对话框五、导出mesh文件单击FileExportMesh，即出现如图2.30所示，如果是二维图形，则需要选上2D复选框。三维图形则不用选择。在作图过程中，注意观察Command对话框，如图2-31所示。图2.29导出Mesh面板1图2.30导出Mesh面板2图2.31Command对话框六、导入Fluent计算将画好的网格文件导入Fluent计算即可。由于应操作比较简单，大家对照书本操作即可，再这里就不再详述。