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1、,学 海 无 涯 Gambit 建模部分 本次模拟为一旋风分离器，具体设置尺寸见建模过程，用空气作为材料模拟流场。 为方便图形截取，开始先设置界面为白色窗体，依次点击“Edit”，“Defaults”，“GRAPHICS”， 选择“WINDOWS_BACKGROUND_COLOR”设置为“White”，点击 Modify。关闭对话框。 一利用 Gambit 建立几何模型 双击打开 Gambit2.4.6， 先创建椭圆柱 依次点击“Operation” 下的“Geometry” 创建体“Volume” ，点击“Create Real Frustum”，输入数据基于 Z 轴正方向创建“height
2、 475；radius1 36.25；radius3 95”， 点击 Apply，生产椭圆柱体。如图 1-1，图 1-2。,285；radius1,3. 创建圆柱体 再次利用创建椭圆柱按钮，输入数据基于 Z 轴正方向创建“height 95；radius395”，点击 Apply。,移动刚刚创建的圆柱体，依次点击“Geometry”，“Volume”，点击“Move/copy”， 选择刚刚创建的圆柱体，点击“MoveTranslate”，输入移动的数据“X=0，Y=0， Z=475”，并选择 Connected Geometry，点击 Apply。如图 1-3，1-4 所示。,图 1-1 椭圆
3、柱设置对话框图 1-2 椭圆柱生成图,图 1-3 圆柱体移动设置对话框,图 1-4 圆柱体生成图,图 1-5 生成小圆柱体,学 海 无 涯 同样的方法创建小圆柱体，输入数据基于 Z 轴正方向创建“height150；radius1 32；radius332”，点击 Apply。 同样的方式移动小圆柱体，点击“MoveTranslate”，输入移动的数据“X=0， Y=0，Z=665”，不选择 Connected Geometry，点击 Apply。如图 1-5，图 1-6，图 1-7 所示。,图 1-6 小圆柱体移动命令对话框图 1-7 小圆柱体移动生成图图 1-8 实体图 显示实体图，如图
4、1-8。 4. 将小圆柱体进行分割，分成上下两个圆柱面，点击“Split Volume”，选择被 分割的圆柱体Volume2，选择下部组合体为分割体，点击“Bidirectional 和connected”， 点击 Apply。删除 Volume3。如图 1-9，图 1-10 所示。,图 1-9 实体分割命令对话框图 1-10 生成实体图 5. 创建旋风分离器进风口，点击依次点击“Geometry”，“Volume”，“create real brick”，基于中心，输入数据“width 140 ，depth 38，height 95”，点击 Apply。如图 1-11，图 1-12 所示。
5、移动矩形风口，依次点击“Geometry”，“Volume”，“Move/copy Volumes”，选择 “MoveTranslate”，输入“X=70，Y=-76，Z=712.5”，点击 Apply。如图 1-13 所示。,学 海 无 涯 将矩形与旋风分离器体使用布尔运算合为一体，依次点击“Geometry”，“Volume”， “Unite Real Volume”。,图 1-11 创建长方体命令对话框图 1-12 生成长方体图图 1-13 移动长方体图 6. 创建分割圆柱体，基于 Z 轴正方向，输入圆柱体尺寸 “height1000，radius1 95，radius395”，点击 A
6、pply。如图 1-14 所示。 分割旋风分离器主体，点击“Geometry”，“Volume”，“Split Volume”，选择被分 割体旋风分离器主体，选择分割体刚刚创建的大圆柱体，选择连接“connected”，点 击 Apply。 则旋风分离器上部进风口与本体分成相连的两部分。,图 1-14 创建分割体图图 1-15 创建分割面图图 1-16 分割命令对话框 7. 创建矩形分割面。直接点击“Geometry”，“face”，“create Real Rectangular Face”， 基于 Z 轴正方向，输入矩形面尺寸“Width 400，Height 400”，点击 Apply。
7、 移动刚刚生成的面， 点击“Geometry” ， “face” ， “Move/Copy Face” ，选择 “MoveTranslate”，输入“X=0，Y=0，Z=665”，点击 Apply。如图 1-15 所示。 利用刚刚生成的分割面分割旋风分离器柱体上半部分。点击“Geometry”， “Volume”，“Split Volume”，选择被分割体，选择刚刚建立的分割面，点击 Apply。 如图 1-16。至此生成了几何模型。如图 1-17 所示 。,图 1-17 实体模型,学 海 无 涯 二划分实体网格 划分进风口位置网格。 依次单击 Operation 下的“Mesh”，“Volu
8、me”，“Mesh Volume”，选择 Volume 1， 选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选择源面“Face 18，Face 19”，选择 Spacing 网 格个数“Interval count 20”。生成如图 2-1 所示。 划分出上部出风口柱体网格。 在上面操作基础上，选择 Volume 1，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选 择源面“Face 7，Face 9”，选择 Spacing 网格个数“Interval count 30”。生成如图 2-1， 图 2-2 所示。,图 2-1 划分网格对话框图 2-2 生成实体网格 3.划分旋风分
9、离器上部柱体网格。 在以上操作基础上，选择 Volume 7，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选 择源面“Face 23，Face 25”，选择 Spacing 网格个数“Interval count 40”。生成如图 2-3， 图 2-4 所示。,图 2-3 划分网格对话框图 2-4 生成实体网格图 4. 划分旋风分离器下部圆柱柱体及圆台网格。 在以上操作基础上，选择 Volume 5，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选 择源面“Face 1，Face 25，Face11”，选择 Spacing 网格个数“Interval count 40”。生成
10、 如图 2-5，图 2-6 所示。,学 海 无 涯,图 2-5 划分网格对话框图 2-6 生成实体网格图 5.网格检查，依次点击“Examine mesh”，“Range”，“3DElement”，滑动水平滚动 条检查网格质量。 三定义边界 定义速度入口边界。 依次单击“Zone Command Button”，“Specify Boundary Types”，选择“Add”，输入 Name“velocity_inlet.1”，选择速度入口，选择进口面，点击 Apply，成功定义速度入 口面。如图 3-1 所示。 定义出口边界。 同样的方法，依次单击“Zone Command Button”，
11、“Specify Boundary Types”，选 择“Add”，输入 Name“outflow.2”，选择 OUTFLOW，选择出面，点击 Apply，成功 定义出口面。如图 3-2 所示。 定义交界面。 同样的方法，定义位于旋风分离器内部小圆柱面的下圆面为 INTERFACE 面。如 图 3-3 所示。 保存文件，点击“File”，“Save”。输出网格，点击“File”，“Export”，“mesh”，不选 择“Export 2-D(X-Y)”，输入文件名“cyclone”，点击“Accept”，则在默认保存位置生成一 个 cyclone.msh 文件。至此完成 Gambit 建模。,
12、学 海 无 涯,Fluent 模拟部分 一网格处理 双击打开 Fluent6.3.26。选择三维单精度求解器，单击“Run”，打开操作 界面。如图 1-1。 读入网格，依次单击“File”，“Read”，“Case”，选择之前建立的 cyclone.msh 文件。 检查网格，依次点击“Grid”，“Check”，留意到最小网格为正，无负体积。 如图 1-2。,图 3-1 设置入口边界对话框,图 3-2 设置出口边界对话框,图 3-3 设置交界面对话框,图 1-1 初始打开界面,图 1-2 网格检查部分内容图,学 海 无 涯 设置计算区域尺寸，依次单击“Grid”，“Scale”，选择“Grid
13、 Was Created In”为 “mm”，单击“Scale”变换尺寸，完成计算域尺寸设置。再次检查网格，提示需要设置 “Interface”面。 单击“display”，“Grid”可以查看网格。 二选择计算模型 1定义基本求解器。 依次点击“Define”，“Models”，“Solver”。保持原有默认设置，即如图 2-1 所示。,图 2-1 定义Slover 求解器对话框图 2-2 定义湍流模型对话框 2.湍流模型的选择。 依次点击“Define” ，“Models” ，“Viscous”。打开“Viscous Model” 对话框，选择 “k-epsilon(2 eqn)”，在展开
14、的“k-epsilon Model”中选择“RNG”，在“RNG Option”中选择 旋流占优“Swirl Dominated Flow”，其他保持默认。单击 OK，关闭此对话框。相关设置 如图 2-2 所示。 三.定义流体物理属性 假设工作流体为空气。依次点击“Define”，“Material”，保持默认设置不变。如 图 3-1 所示。 四.操作环境设置 依次点击“Define”，“Operating Conditions”，打开 Operating Conditions 对话框， 不考虑重力影响，保持所有默认设置不变，单击 OK，并关闭对话框。如图 4-1 所示。,图 3-1 定义材料
15、对话框,图 4-1 定义环境量求解器对话框,学 海 无 涯 五.定义边界条件 依次点击“Define”，“Boundary Conditions”，打开 Boundary Conditions 对话框。依 次设置边界条件如下。 设置速度入口 velocity_inlet.1。点击边界 velocity_inlet.1，单击“Set”，弹出边界条 件设置对话框。设置速度大小“Velocity Magnitude”为 30，设置湍流强度和水力直径 “Intensity and Hydraulic Diameter”分别为 10%，0.0543。其他边界条件保持默认。如图 5-1 所示。,图 5-1
16、 定义速度入口对话框图 6-1 定义交界面对话框 六.Interface 交界面的设置 依次点击“Define”，“Grid Interface”，打开 Grid Interface 对话框。在 Grid Interface 下面的文本框中输入所有设置的交界面的名称为“TempA”，然后在 Interface Zone 1 下 面的列表中选择 interface.3，同样在 Interface Zone 2 下面的列表中选择 interface.4，单 击 Create 图标，即创建了一个名为 TempA 的交界面。如图 6-1 所示。 七.求解设置 设置求解控制参数。依次点击“Solve”，“Controls”，“Solution”打开求解器参数 对话框，所有设置保持默认，单击 OK，关闭对话框。如图 7-1 所示。 初始化。依次点击“Solve”，“Initialize”，“Initialize”，打开对话框，完成初始化 操作。 打开残差图。依次点击“Solve”，“Monitors”，“Residual”，打开
