案例6 - 致动盘

1.案例介绍

致动盘模型将风轮简化为空气可以通过的圆柱薄盘，并将风轮轴向力以体积力的形式（即动量源项）作用在致动盘区域，以模拟风轮对空气流场的影响。采用此方法计算不同气象条件风机的外流场流动情况，采用致动盘模型模拟风机尾流的影响，不需要建立真实风机模型，通过改变致动盘位置实现风机高低塔筒排列，方便高效、快速实现风机排列方案，对整个风场实现一个精细化模拟。

2.计算文件

网格文件：WindField.med

计算数据文件：meteo_wind

3.操作说明

本案例在格物CAE -> 大气流场仿真模块模块中完成。

3.1 网格导入

下载网格文件，在 大气流场仿真 -> 网格中，类型选择 上传网格，点击上传网格，依照指示将网格文件导入。

导入网格后，可通过鼠标左键移动视角，右击平移网格体。

3.2 选择湍流模型

点击 大气流场仿真，进行湍流模型的选取。选择湍流模型为 k-epsilon，时变特性为 稳态，大气流场类型选择 均质大气，其他保持默认，设置完成情况如图所示：

3.3 大气流场

在 大气流场仿真 -> 大气流场 中，设置大气数据类型为 气象数据文件，点击 本地上传 上传气象数据文件 natural_wind，设置情况如图所示：

3.4 选择材料

点击 大气流场仿真 -> 材料 右侧的 [+]，添加流体材料 空气 。在大气流场仿真模块中，空气物性无法修改，保持默认，如图所示：

3.5 初始条件

点击 大气流场仿真 -> 初始条件，设置初始状态下流场的速度均为 0，设置湍流初值为 默认，设置完成情况如图所示：

3.6 边界条件

点击 大气流场仿真 -> 边界条件 右侧的 [+]，依此进行如下边界条件的定义：

• 大气边界

选择 大气边界 ，点击 施加位置 右侧的 [+]，勾选atom，设置完成情况如图所示：

• 壁面

选择壁面，点击 施加位置右侧的 [+]，施加位置勾选land，其余保持默认，设置完成情况如图所示：

• 对称面

选择对称面，点击 施加位置右侧的 [+]，施加位置勾选sky，设置完成情况如图所示：

3.7 设置时间步和计算资源

点击 大气流场仿真 > 时间步&资源，保持 定时间步长计算 ，选择时间步数为 500，时间步长为 0.01 s，选择使用的核数为 8 , 输出频率为 10 ，即每计算10步输出一帧后处理结果，如图所示：

4. 提交计算和查看仿真结果

设置完成后，点击 仿真计算，点击 开始计算，即可提交计算。

计算完成后，在大气流场仿真处会显示绿色图标，同时仿真计算处会显示成功，此时可开始进行仿真结果的查看。

点击 仿真计算->结果云图，选择物理场为 Velocity/Magnitude ，即可观看建筑群周边的流场分布到达稳态。