案例3 - 圆柱绕流的颗粒跟踪
1.案例介绍
本模型研究流过一个长圆柱体的非定常不可压缩流动,该圆柱体放置在一个通道中,与来流成直角。圆柱体稍微偏离流动中心,以使稳态对称流动不稳定。而使用拉格朗日粒子模型引入粒子跟踪可以更好地观察流场的变化情况,具体模型如下图。
2.几何/网格文件
几何文件:cylinder.step
网格文件:cylinder2.med
3.操作说明
本案例在格物CAE ->拉格朗日粒子仿真模块中完成。
3.1 网格导入
在 拉格朗日粒子仿真 ->网格 中,类型选择 上传网格,依照指示,将网格文件cylinder2.med以拖曳或以选择文件的方式导入网格。
3.2 计算设置
点击拉格朗日粒子模块处,选择湍流模型为 k-epsilon 模型,时变特性为 瞬态,关闭温度计算,拉格朗日计算设置方法选择为 单向耦合
3.3 材料选择
点击 材料 右侧的 [+],添加流体材料,选择 水,其他保持默认,如下图所示。
3.4 初始条件
在 拉格朗日粒子模块 ->初始条件 处设置初值,具体设置如下图。
3.5 边界条件
点击 拉格朗日粒子模块 ->边界条件 右侧的 [+],即可选择预定义的边界条件,依次进行如下边界条件的定义:
- 速度入口
点击选择 速度入口,入口速度设置为 5 m/s,拉格朗日边界类型选择 粒子回弹,其他保持默认,点击 施加位置 右侧的 [+],选择 inlet2。
- 粒子入口
点击选择 速度入口,入口速度设置为 5 m/s,拉格朗日边界类型选择 粒子注入,注入粒子数量为10,注入粒子频率为1,注入粒子密度为1000 kg/m3,粒子速度选择 流体速度,其他保持默认,点击 施加位置 右侧的 [+],选择 injection。
- 出口
选择 出口,拉格朗日边界类型为 粒子流出,点击 施加位置 右侧的 [+],选择 outlet。
- 壁面
选择 壁面,点击施加位置右侧的 [+],施加位置选择 wall_in 和 wall_out,修改拉格朗日边界类型为 粒子回弹。
- 对称面
选择 对称面,点击施加位置右侧的 [+],施加位置选择 sym*,修改拉格朗日边界类型为 粒子回弹。
3.6 时间步长设置
点击 拉格朗日粒子模块 -> 时间步&资源,保持定时间步长计算,选择时间步数为 2000,时间步长为 0.01 s,计算核数为32,选择流场、粒子、迹线输出频率为 10,即每计算10步输出一帧后处理结果,具体设置如下。
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
4.1 提交计算
设置完成后,点击 仿真计算,点击 提交计算,即可开始计算。
计算完成后,在拉格朗日粒子模块处会显示绿色图标,此时可开始进行仿真结果的查看。
4.2 查看结果
点击 仿真计算->结果云图,选择物理场为 Velocity/Magnitude,即可查看速度场