摘自fluent 全攻略,希望有用。
定义阻力系数的步骤如下:
(1)定义方向矢量。
1)如果采用直角坐标系,在二维计算中只要定义第一方向矢量(Direction-1 Vector)
即可,在三维计算中则还要定义第二方向矢量(Direction-2 Vector)。矢量的起点都
是(0,0)或(0,0,0),终点则用坐标(x,y)或(x,y,z)定义。
在无法确定多孔介质的方向矢量时,可以使用三维的平面工具或二维的线工具定义
方向矢量:
在多孔介质边界上启动 plane tool(面工具)或line tool(线工具)。
旋转面工具或线工具的轴,使之与多孔介质相吻合。
从 Fluid(流体)面板中点击Update From Plane Tool(从面工具更新)或Update
From Line Tool(从线工具更新),FLUENT 就会将工具的红箭头方向设为第
一方向矢量。在三维问题中,同时将绿色箭头方向设为第二方向矢量。
2)在三维问题中还可以使用圆锥坐标系完成设置,具体步骤如下:
选择 Conical(圆锥)选项。
定义 Cone Axis Vector(圆锥轴矢量)和Point on Cone Axis(圆锥轴上的点)。
圆锥轴矢量的方向由起点为(0,0,0)终点为(x,y,z)的矢量确定。而圆锥轴
上的点则用于将阻力转换为直角坐标系中的值。
设置 Cone Half Angle(半锥角)。如果使用的是圆柱坐标系,则将半锥角设为
零。在事先不知道圆锥轴的方向和锥面上一点坐标的时候,可以用面工具设
置圆锥轴矢量和锥面上一点的坐标。一种方法是:
(a)在Snap to Zone(转换到区域)按钮旁边选择垂直于圆锥轴的边界区域。
(b)点击转换到区域按钮,FLUENT 会自动将面工具设在边界上。同时设定
的有Cone Axis Vector(圆锥轴矢量)、Point on Cone Axis(圆锥轴上一点)和
半锥角。
另一种方法是:
(a)将面工具设在多孔区域上。
(b)转动、平移面工具的轴,使得红色箭头指向圆锥轴的方向,同时使面工
具的原点与圆锥轴的原点重合。
(c)在二者的轴和原点全部重合后,点击Update From Plane Tool(从面工具
更新)按钮,FLUENT 就会自动设定圆锥轴矢量和圆锥上一点的坐标。
(2)在Viscous Resistance(粘性阻力)下,在每个方向上定义粘性阻力系数1/α ,在
Inertial Resistance(惯性阻力)下,在每个方向上定义惯性阻力系数2 C 。如果使用圆锥定
义方法,则方向一(Direction-1)为圆锥轴方向,方向二(Direction-2)为垂直于锥面的方
向,对应于圆柱坐标系中的径向,方向三(Direction-3)为周向。
在三维问题中有三类系数,二维问题中则有两类:
1)在各向同性问题中,所有方向的阻力系数是相同的,比如海绵。在这类问题中,
必须明确地将各方向的阻力系数设为同一个值。
2)在某个方向的阻力系数与其他方向有所不同时,应该谨慎设置阻力参数。比如,
如果一个多孔介质区由圆柱形吸管组成,并且吸管的开口方向与流动方向平行,则
流体会比较容易地流过吸管,但是在其他两个方向则不易流过。如果有一个与流动
方向垂直的平板,则流体完全不能流过平板,而是沿平板向其他两个方向流动。
3)三维问题中另一种可能情况是所有三个方向都是不同的。比如,如果多孔介质区
由不规则排列的物体组成,则流体在其中流过时在各个方向上的过程都是不同的。
因此需要在各个方向上设置不同的系数。