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1、NoBoundariesANSYSFLOTRAN分析指南65第五章第五章FLOTRAN層流和湍流分析算例層流和湍流分析算例問題描述問題描述該算例是一個二維的導流管分析，先分析一個雷諾數(shù)為400的層流情況，然后改變流場參數(shù)再重新分析，最后再擴大分析區(qū)域來計算其湍流情況。該算例所用單位制為國際單位制。分析區(qū)域圖示如下：分析方法及假定分析方法及假定用FLUID141單元來作二維分析，本算例作了如下三個分析：雷諾數(shù)為400的假想流的層流分析降低

2、流體粘性后（即增大雷諾數(shù)）的假想流的層流分析雷諾數(shù)約為260000的空氣流的湍流分析分析時假定進口速度均勻，并且垂直于進口流場方向上的流體速度為零。在所有壁面上施加無滑移邊界條件（即所有速度分量都為零）；假定流體不可壓縮，并且其性質(zhì)為恒值，在這種情況下，壓力就可只考慮相對值，因此在出口處施加的壓力邊界條件是相對壓力為零。第一次分析時，流場為層流，著可以通過雷諾數(shù)來判定，其公式如下：第二次分析時，將流體粘性降低到原來的十分之一（雷諾數(shù)相應

3、增大）后再在第一次分析的基礎上重啟動分析對于內(nèi)流來說，當雷諾數(shù)達到2000至3000時，流場即由層流過渡到湍流，故第三次分析（空氣流，雷諾數(shù)約為260000）時，流場是湍流。對于湍流分析，上圖所示的導流管的后端應加長，以使流場能得到充分發(fā)展。此時，應在該次求解之前改變ANSYS的工作名以防止程序在上一次分析結果的基礎上作重啟動分析。幾何尺寸及流體性質(zhì)幾何尺寸及流體性質(zhì)進口段長度4m進口段高度1m過渡段長度2m出口段高度2.5m層流分析時

4、出口段長度6m湍流分析時出口段長度12m假設流體密度1Kgm3假設流體粘性第一次分析0.01Kgms；第二次分析0.001KgmsNoBoundariesANSYSFLOTRAN分析指南6713進入MainMenuPreprocessModelingCreateAreasArbitraryThroughKPs14分別點取界于兩個矩形之間的光滑曲線上的兩個端點，再點取左側矩形的右下角和右側矩形的左下角15點取OK16在工具欄窗口中點取SA

5、VE_DB第5步：定義單元形狀步：定義單元形狀1進入MainMenuPreprocessMeshingMesherOpts2將sidenodeplacement域改為Nosidenodes，點取OK3在彈出菜單中點取QuadOnly4點取OK5進入UtilityMenuPlotLines6進入MainMenuPreprocessMeshingSizeCntrlsLinesPickedLines7點取進口區(qū)（左側矩形面）的上下兩條直線8在

6、點取菜單中點取Apply9在彈出菜單的No.ofelementdivisions域中輸入1210在彈出菜單的Spacingratio域中輸入211點取Apply12點取過渡區(qū)（中間面）的上下兩條線，并點取Apply13在彈出菜單的No.ofelementdivisions域中輸入914在彈出菜單的Spacingratio域中輸入115點取Apply16點取出口區(qū)（右側矩形面）的上面一條直線，并點取Apply17在彈出菜單的No.ofel

7、ementdivisions域中輸入13并在Spacingratio域中輸入0.418點取Apply19點取出口區(qū)（右側矩形面）的下面一條直線，并點取Apply20在彈出菜單的Spacingratio域中輸入2.521點取Apply22點取剩下的四條垂線，并點取OK23在彈出菜單的No.ofelementdivisions域中輸入10并在Spacingratio域中輸入224點取OK25在工具欄窗口中點取SAVE_DB第6步：劃分有限元

8、網(wǎng)格步：劃分有限元網(wǎng)格1進入MainMenuPreprocessMeshingMeshAreasFree2在點取菜單中點取PickAll第7步：生成并應用新的工具欄按鈕步：生成并應用新的工具欄按鈕在做類似于該例的分析時，定義一些諸如能“自動選擇出與某條線相關的所有節(jié)點”、“關閉座標系符號的顯示”等的工具欄按鈕是非常有助于方便地建立模型的。這一步的目的就是建立兩個分別實現(xiàn)上述功能的工具欄按鈕1進入UtilityMenuMenuCtrlsE