北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
- 1 - 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
1. 双击打开Gambit2.4.6，
2. 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 475；radius1 36.25；radius3 95”，点击Apply，生产椭圆柱体。如图1-1，图1-2。
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 285；radius1
95；radius3 95”，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“Move——>Translate”，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 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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同样的方法创建小圆柱体，输入数据基于Z轴正方向创建“height 150；radius1
32；radius3 32”，点击Apply。
同样的方式移动小圆柱体，点击“Move——>Translate”，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。
显示实体图，如图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。
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。
移动矩形风口，依次点击“Geometry”，“Volume”，“Move/copy Volumes”，选择“Move——>Translate”，输入“X=70，Y=-76，Z=712.5”，点击Apply。如图1-13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
图1-9实体分割命令对话框 图1-10生成实体图 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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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”。
6. 创建分割圆柱体，基于Z轴正方向，输入圆柱体尺寸 “height 1000，radius1
95，radius3 95”，点击Apply。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。
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。
移动刚刚生成的面，点击“Geometry”，“face”，“Move/Copy Face”，选择“Move——>Translate”，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1-11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
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
图1-17实体模型 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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二．划分实体网格
1.划分进风口位置网格。
依次单击Operation下的“Mesh”，“Volume”，“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。
2. 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。
3.划分旋风分离器上部柱体网格。
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。
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”。生成如图2-5，图2-6所示。 图2-1划分网格对话框 图2-2生成实体网格
图2-3划分网格对话框 图2-4生成实体网格图 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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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
1.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。
2.定义出口边界。
同样的方法，依次单击“Zone Command Button”，“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。
3.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。 图2-5划分网格对话框 图2-6生成实体网格图 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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Fluent模拟部分
一． 网格处理
1. 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。
2. 读入网格，依次单击“File”，“Read”，“Case”，选择之前建立的cyclone.msh文件。
3. 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 北京理工大学数值模拟软件结课作业——涛哥——硕动力002班——217336146950
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4．设置计算区域尺寸，依次单击“Grid”，“Scale”，选择“Grid 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。
5.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。
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2-1定义Slover求解器对话框 图2-2定义湍流模型对话框
图3-1定义材料对话框 图4-1定义环境量求解器对话框