ANSYS-FLOTRAN分析指南F5-FLOTRAN层流和湍流分析算例
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第五章 FLOTRAN层流和湍流分析算例
一、问题描述
二、分析方法及假定
三、几何尺寸及流体性质
四、分析过程
第1步：进入ANSYS
第2步：设置分析选择
第3步：定义单元类型
第4步：生成分析区域的几何面
第5步：定义单元形状
第6步：划分有限元网格
第7步：生成并应用新的工具栏按钮
第8步：施加边界条件
第9步：求解层流
第10步：观察层流分析的结果
第11步：确定流体粘性如何影响流场特性
第12步：进行湍流分析
第13步：对新的出口区划分网格
第14步：施加湍流分析的载荷
第15步：改变FLOTRAN分析选项和流体性
第16步：进行求解
第17步：将流体速度结果以向量图和路径图的方式进行显示
第18步：绘制压力等值线图
第19步：退出ANSYS
问题描述
该算例是一个二维的导流管分析，先分析一个雷诺数为400的层流情况，然后改变流场参数再重新分析，最后再扩大分析区域来计算其湍流情况。该算例所用单位制为国际单位制。分析区域图示如下：
分析方法及假定
用FLUID141单元来作二维分析，本算例作了如下三个分析：
·雷诺数为400的假想流的层流分析
·降低流体粘性后（即增大雷诺数）的假想流的层流分析
·雷诺数约为260000的空气流的湍流分析
分析时假定进口速度均匀，并且垂直于进口流场方向上的流体速度为零。在所有壁面上施加无滑移边界条件（即所有速度分量都为零）；假定流体不可压缩，并且其性质为恒值，在这种情况下，压力就可只考虑相对值，因此在出口处施加的压力边界条件是相对压力为零。
第一次分析时，流场为层流，着可以通过雷诺数来判定，其公式如下：
