案例2 - Ahmed汽车外流场
1.案例介绍
本案例使用格物CAE不可压缩流模块。
气动阻力是影响汽车油耗的重要因素，气动阻力由压差阻力和摩擦阻力构成，其中压差阻力约占85%，空气摩擦阻力仅占约15%。压差阻力是由于车身表面存在流动分离现象，致使车身前后表面形成压力差而产生。Ahmed等人的研究表明气动阻力大部分来自于车身尾部，不同的车身尾部形状会导致尾部分离区大小的不同，进而影响气动阻力的大小。
为了更进一步研究汽车尾部的流动结构，1984年，Ahmed等人通过对真实汽车进行合理的抽象和简化，提出了著名的Ahmed简化车体模型。车模主体分为三个部分，即车头、中段车身和车尾。车头处带有圆弧倒角，以避免此处的流动分离；中部车身为一个横截面为长方形的足够长的长方体。因此，流过车头的流体能在经过车身到达车尾之前发展为湍流边界层。车尾由倾斜尾窗和垂直后背面构成，各边缘皆为锐边。于是，充分发展的湍流边界层将在车尾各锐边处发生分离而形成尾部回流区。车模尾窗与水平面的夹角定义为尾窗倾角𝜑，用以研究汽车尾窗倾角对汽车尾流及汽车所受气动力的影响。
2.网格/计算文件
网格文件：Ahmed.med
计算文件：setup_Ahmed.xml
3.操作说明
本案例在格物CAE->不可压缩流体模块中完成。
3.1 网格导入
2 下载网格文件，在 不可压缩流体仿真->网格 中，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 湍流模型
点击 不可压缩流体仿真，进行湍流模型的选取。选择湍流模型为 k-epsilon, 将速度尺度的值设为 40。, 取消勾选 在湍流方程中计算重力项。
3.3 材料选择
点击 材料 右侧的 [+]，添加流体材料，选择 空气。
运动粘度为 0.000018 Pa·s，密度为 1.2 kg/m 3 。如图所示：
3.4 初始条件
点击 初始条件，在速度栏，设置初始状态下流场的速度均为 0。将湍流初值的类型改为 默认。
3.5 边界条件
点击 边界条件 右侧的 [+]，依此进行如下边界条件的定义：
- 速度入口
选择速度入口，在速度栏填入速度大小，为 40m/s，速度方向类型为 法向；点击施加位置右侧的 [+]，施加位置选择 inlet 。
设置完成情况如图所示：
- 出口
选择出口，点击施加位置右侧的 [+]，施加位置选择 outlet 。
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 [+]，施加位置选择 Symmetry 。
设置完成情况如图所示：
- 壁面
选择壁面，壁面类型选择光滑，点击施加位置右侧的 [+]，施加位置选择 back_wall, car_arc_wall，car_back_wall, car_down_wall, car_left_wall, car_oblique_wall, car_up_wall, car_wheel_wall, down_wall 和 up_wall 。
3.6 求解设置
点击求解器左侧的 [+]，点击 总体求解设置，梯度重建类型选择 **高斯-格林(非正交性迭代处理)，其他保持默认，如图所示：
3.7 时间设置
点击 时间步&资源，保持定时间步长计算，选择时间步数为 100，时间步长为 0.001 s，选择输出频率为 -1，即仅输出最后一帧的后处理结果，如图所示：
可在计算核数栏选择填入需要使用的计算核数。
4. 计算和仿真结果
设置完成后，点击 仿真结果，点击 开始计算，即可提交计算。
计算完成后，在不可压缩流体仿真处会显示绿色图标，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，即可观看稳定状态下的流场分布。
