作者 |孫一凡 仿真秀優(yōu)秀講師

首發(fā) |仿真秀App

導(dǎo)讀：技術(shù)知識(shí)有個(gè)特點(diǎn)，很難忽悠人，真?zhèn)稳菀昨?yàn)證，而且和影視作品一樣，具有一次消費(fèi)性。網(wǎng)絡(luò)上任何分享的技術(shù)知識(shí)，對(duì)于第一個(gè)研究者來(lái)說(shuō)，一定是薅著頭發(fā)測(cè)試研究出來(lái)，只不過(guò)有些流傳廣了，多個(gè)渠道都能免費(fèi)獲得，接受的人也就覺(jué)得這個(gè)知識(shí)點(diǎn)很無(wú)所謂了，沒(méi)啥價(jià)值。

網(wǎng)上免費(fèi)的東西很多很多，付費(fèi)的也很多，不妨找一個(gè)自己信的過(guò)的大佬，先看看他免費(fèi)分享的內(nèi)容，再看看他付費(fèi)的內(nèi)容，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)通性問(wèn)題：耶呵！講的內(nèi)容差這么多呢！人非圣人，任何人都避免不了俗氣，當(dāng)年圣人孔子帶學(xué)生一樣要收學(xué)費(fèi)。那個(gè)技術(shù)大佬背后沒(méi)有房貸車貸？沒(méi)有父母孩子？大佬的學(xué)習(xí)過(guò)程，也是熬夜薅頭發(fā)學(xué)習(xí)收集技術(shù)資料，才形成了完成的專題課程。

一、寫在文前

對(duì)于愛好鉆研的人來(lái)說(shuō)，買幾本書多收集點(diǎn)案例，熬夜掉把頭發(fā)，一般技術(shù)問(wèn)題大概率都是能自行解決的，而且這樣學(xué)習(xí)效果深刻，有助于自己計(jì)算模型的進(jìn)一步調(diào)整。問(wèn)題是一個(gè)軟件技術(shù)專題，怎么也得有幾十個(gè)技術(shù)點(diǎn)吧？這要一個(gè)一個(gè)的研究，時(shí)間成本先放一邊，茂密的頭發(fā)怕是保不住了，額頭锃光瓦亮的年輕人不一定是皇阿哥，還有可能是眾多博士和程序員們。

付費(fèi)課程自然也有良莠之分，每個(gè)課程都是作者收集資料案例、總結(jié)輸出的結(jié)果，技術(shù)內(nèi)容全面性是可以保障的。購(gòu)買課程后要求課程內(nèi)容貼合自己的實(shí)際項(xiàng)目，這本身就是不合理要求，畢竟課程本身是針對(duì)一般普通工程問(wèn)題的。想貼合自身項(xiàng)目，直接聯(lián)系作者做項(xiàng)目咨詢就行了，只要費(fèi)用符合要求，任何大佬都能請(qǐng)的動(dòng)。

二、離心泵多參考坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)仿真

比如這樣一個(gè)案例，離心泵多參考坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)設(shè)置案例，官方幫助文檔的案例，任何人都能按照操作步驟做出來(lái)，但是涉及的各個(gè)技術(shù)點(diǎn)，只有系統(tǒng)全面學(xué)習(xí)了整個(gè)動(dòng)網(wǎng)格專題，才能更好的理解各個(gè)步驟，進(jìn)而更好的處理自己模型的問(wèn)題。下面就著這個(gè)官方案例的具體詳細(xì)操作過(guò)程，看一下涉及的問(wèn)題。

幾何模型及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

“file”“read”“mesh”讀入需要的幾何網(wǎng)格模型。

選擇目錄中的“pump_volute.mesh”文件，點(diǎn)擊確定。

點(diǎn)擊“Task Page”面板中的“display”按鍵，打開“mesh display”對(duì)話框，“options”選項(xiàng)中選擇顯示類型。“edges”顯示網(wǎng)格，“faces”顯示幾何面，一般都選擇上。

網(wǎng)格模型如圖所示。

點(diǎn)擊模型樹中的“mesh interfaces”，使用“mesh interfaces”對(duì)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)域和外部靜止域之間創(chuàng)建交界面，以便內(nèi)部流體能夠互相識(shí)別交換介質(zhì)。該窗口只有“create”按鈕，沒(méi)有“manual create”選項(xiàng)，如果做流固耦合、循環(huán)對(duì)稱等交界面設(shè)置無(wú)法完成，需要先使用命令把“manual create”選項(xiàng)打開。

這個(gè)問(wèn)題，百度也能解決，但是搗鼓來(lái)?yè)v鼓去可能一個(gè)小時(shí)就耗費(fèi)了，但是相關(guān)課程內(nèi)，可能就是一分鐘就介紹完了，說(shuō)難也不難的問(wèn)題，只是占用時(shí)間而已。

命令查詢窗口直接輸入“interfaces”后，會(huì)篩選出可用相關(guān)命令形成選擇列表，選擇“define/mesh-interfaces”，直接在命令窗口中回車，則該命令下可用的其他命令都會(huì)顯示在命令窗口中，選擇復(fù)制粘貼“one-to-pairing”命令。

命令窗口提示是否使用默認(rèn)的one-to-one interface 創(chuàng)建方法？輸入no回車確認(rèn)，則修改了交界面創(chuàng)建方法。英文輸入q命令菜單返回，多輸入幾次返回初始命令窗口狀態(tài)。

再次打開“mesh interfaces”窗口，“manual create”等按鈕出現(xiàn)在窗口中。

打開“create/edit mesh interfaces”窗口，分別選擇“interface zone side 1”“interface zone side 2”中的兩個(gè)交界面，點(diǎn)擊創(chuàng)建一組新的交界面。

點(diǎn)擊“check”檢查模型網(wǎng)格，確保網(wǎng)格沒(méi)有負(fù)體積，檢查沒(méi)有接觸、邊界等錯(cuò)誤信息

信息窗口顯示信息。

雙擊模型樹“models”“viscous”設(shè)置湍流模型。SST k-omega旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最為常用的湍流模型，其他使用默認(rèn)選擇，確定。

點(diǎn)擊模型樹“materials”，雙擊列表項(xiàng)“air”，點(diǎn)擊對(duì)話框中的“Fluent database”打開自帶的材料數(shù)據(jù)庫(kù)。

滾動(dòng)“Fluent fluid materials”窗口進(jìn)度條到最末端，默認(rèn)按照字母排序，所以water排在最后面幾個(gè)里邊。也可以通過(guò)對(duì)話框中的“order materials by”修改為使用化學(xué)式排序“chemical formulate”。

雙擊模型樹“cell zone conditions”“fluid”下的“impeller”和“volute”對(duì)內(nèi)外流域設(shè)置材料屬性，均設(shè)置為“water-liquid”。

內(nèi)流域?yàn)樵O(shè)置旋轉(zhuǎn)區(qū)域，可以自在“impeller”和“volute”名字上直接右擊選擇“display”，則圖形顯示窗口中僅顯示該部件。Fluent中點(diǎn)擊部件右擊，只能顯示某個(gè)部件，沒(méi)有隱藏某個(gè)部件或者全選，可以使用“add to”把其他部件顯示到圖形窗口中。使用“task page”中的“display”也可以顯示其部件，看著和部件顯示一樣的效果，但是“mesh display”中顯示的是各個(gè)面的網(wǎng)格。

選擇“impeller”右擊選擇“edit”，打開“fluid”對(duì)話框，勾選“frame motion”設(shè)置參考坐標(biāo)系方法的運(yùn)動(dòng)特征。該方法是一種“虛假”的運(yùn)動(dòng)，部件網(wǎng)格并不會(huì)真的運(yùn)動(dòng)起來(lái)計(jì)算，所以計(jì)算速度會(huì)快很多。

雙擊“boundary conditions”，把task page切換為邊界條件任務(wù)窗口，選擇“inlet”設(shè)置壓力入口

設(shè)置“mass flow outlet”為質(zhì)量出口，速率為77.5千克/秒。

選擇圖示幾何面后右擊選擇“display”

在圖形顯示界面，觀察顯示的幾個(gè)面是否為需要設(shè)置為運(yùn)動(dòng)跟隨的幾何面。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)流體域的所有幾何面都應(yīng)設(shè)置為運(yùn)動(dòng)跟隨，上圖中空缺的幾何面為：接觸交界面、進(jìn)出口邊界條件面，都屬于邊界條件設(shè)置平面，無(wú)需設(shè)置運(yùn)動(dòng)跟隨。

再次選擇以上觀察平面，右擊選擇“multi edit”，可以多個(gè)平面一起進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，提高工作效率。

打開“multi edit wall settings”對(duì)話框，選擇“moving wall”及“rotational”，因?yàn)檫@些平面是跟隨相鄰區(qū)域一起運(yùn)動(dòng)的，所以無(wú)需再次設(shè)置運(yùn)動(dòng)方向和速度。

具體“moving wall”設(shè)置需根據(jù)工程實(shí)際問(wèn)題情況，很多模型這一步不做，也能計(jì)算出結(jié)果，但是還是要細(xì)心體會(huì)兩者的區(qū)別。

雙擊模型樹“solution”“methods”選擇計(jì)算方法。

右擊“solution”“report definitions”，如圖選擇“mass weighted average”選擇質(zhì)量平均方法。設(shè)置輸出監(jiān)測(cè)。圖上顯示的面積質(zhì)量平均。

雙擊“solution”“convergence conditions”選擇剛剛新建的差值監(jiān)測(cè)，設(shè)置監(jiān)測(cè)條件，既差值達(dá)到多少時(shí)結(jié)束收斂計(jì)算。

擊模型樹節(jié)點(diǎn)Initialization,右側(cè)面板中選擇選項(xiàng)hybrid Initialization

擊按鈕Initialize按鈕進(jìn)行初始化。

殘差并未收斂

表達(dá)式收斂了

關(guān)于收斂性問(wèn)題，課程中有一個(gè)小節(jié)專門做了介紹，這還是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，很多時(shí)候沒(méi)有固定要求。

壓力云圖

速度云圖

湍流云圖

結(jié)果查看也是一樣的，需要根據(jù)自己的需求去設(shè)置，畢竟不是畢業(yè)論文，彩圖放上描述一下就行了，一般來(lái)說(shuō)，工程仿真模擬最好有點(diǎn)問(wèn)題，不然怎么改進(jìn)呢？有困難要上，沒(méi)有困難制造困難也要上，就是這個(gè)道理。新學(xué)期開始，估計(jì)又有不少學(xué)生要薅頭發(fā)熬夜了，不如來(lái)咱仿真秀看看，薅課程的羊毛保頭發(fā)吧。

審核編輯：湯梓紅