空气穿过光滑水平放置的管道

一

案例介绍

该案例模拟了空气穿过光滑水平放置的管道。因为模型轴对称，所以只对模型的一般进行建模。

几何尺寸	材料参数	边界条件
管长为2 m 管半径为0.002 m	密度：1.225 kg/m3 黏度：1.7894×10^-5 kg/m-s	入口速度为50 m/s 出口压力为0 Pa

二

进行模型网格划分

▼ 此处我们采用了四边形网格，网格数量为3000。

三

Fluent设置

▼ 打开Setup，弹出Fluent登录界面进行设置，这里我们选用2D打开。

3.1General设置

▼ 这里我们采用稳态方式来进行求解，默认选用Steady，根据模型的对称性，我们在2D Space中选择Axisymmetric。

3.2Models设置

▼ 因为本案例是紊流流动，计算模型设置为k-epsilon(2 eqn)模型。

3.3Materials设置

▼ 我们在材料中将密度设置为1.225，将黏度设置为1.7894e-05。

3.4边界条件设定

▼ 我们将速度大小设置为50 m/s，其他按图中设置。

▼ 出口压力保持默认值为0，其他按图中设置。

3.5Run Calculation设置

▼ 这里我们设置500步进行迭代计算。

四

CFD-POST后处理

▼ 得到如下速度云图。

▼ 在模拟求解值与实验值下对比压降值。

参考文献

F.M.White. Fluid Mechanics Reference . 3rd Edition. McGraw-Hill Co., New York, NY. 1994.

读书笔记

对于不可压缩理想气体的流动，操作压力的设定直接影响流体密度的计算，因为对于理想气体而言，流动的密度由理想气体方程获得，理想气体方程中的压力为操作压力。

对于低马赫数的可压缩流动而言，相比绝对静压，总压降是很小的，因此其计算精度很容易受到数值截断误差的影响。需要采取措施来避免此误差的形成，ANSYS Fluent通过采用表压（由绝对压力减去操作压力）的形式来避免截断误差的形成，操作压力一般等于流场中的平均总压。

对于高马赫数可压缩流动的求解而言，因为此时的压力比低马赫可压缩流动的大得多，所以求解过程中的截断误差的影响不大，可以不设定表压。由于ANSYS Fluent中所有需输入的压力都为表压，因此此时可以将操作压力设定为0（这样可以最小化由于压力脉动而引起的误差），使表压与绝对压力相等。如果密度设定为常数或者其值由通过温度变化的函数获得，操作压力并没有在计算

密度的过程中被使用。默认的操作压力为101325Pa。操作压力的设定主要基于两点考虑，一是流动马赫数的大小，二是密度计算方法。

艺痴必精

没错，就是我

2019.01.31