FLUENT波浪模拟 / 四六文摘

本教程演示了在二维10m*1m水槽中进行波浪模拟的过程。

1 启动Workbench并建立分析项目

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2019→Workbench命令，启动Workbench 2019，进入ANSYS Workbench 2019界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

2 导入几何体

（1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入cad.x_t几何体文件。

3 划分网格

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）依次右键选择模型外部边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，输入名称inlet，outlet和freesurface，单击OK按钮确认。

（3）网格参数设置，Element Size填入0.025。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（6）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

4 定义模型

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，Solver中Time选择Transient。勾选Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。

5 设置材料

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择water-liquid单击Copy按钮确认。

6 设置多相流

（1）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择VOF，Number of Eulerian Phases填入2，勾选Open Channel Flow和Open Channel Wave BC，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，在Phase-1对话框中，Phase Material选择air，在Phase-2对话框中，Phase Material选择water-liquid，单击OK按钮确认并关闭对话框。

7 设置边界条件

（1）单击主菜单中Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，选择freesurface的边界类型为pressure-outlet，在Multiphase选项卡中，勾选Open Channel，Free Surface Level输入0.5。

（3）同步骤（2）设置outlet。

（4）在边界条件面板中，双击inlet弹出边界条件设置对话框。在Multiphase选项卡中，勾选Open Channel Wave BC，Wave BC Options选择Short Gravity Waves，Free Surface Level输入0.5，Wave Theory选择Third Order Stokes，Wave Height输入0.15，Wave Length输入2.5。

注：在命令窗口输入/define/boundary-conditions/open-channel-wave-settings命令，软件会检查波浪参数是否设置正确。

（5）在Cell Zone Conditions中选择计算域，在Multiphase选项卡中，勾选Numerical Beach，Compute From Inlet Boundary选择Inlet。

8 初始条件

（1）单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hyper Initialization，Open Channel Initialization中Compute from选择inlet，Open channel Initialization Method选择Flat，单击Initialize按钮进行初始化。