Fluent FMG 航空发动机尾三维喷管仿真（一）

根据上次收集到的问卷，本案例利用Fluent对三维航空发动机尾喷管气动特性展开了初步仿真计算，并介绍了FMG初始化方法。后续可以通过该方法对各种不同的机尾喷管进行仿真优化，应用于声隐身、红外隐身、舰载机挡板适配等领域。

1 workbench 设置

本案例计算模型简单，且为瞬态计算，仅需选择Fluent（带网格划分模块即可），相关的workbench设置如下图：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

采用的喷管稳定段长1200mm，收缩段600mm，收缩段进口直径600mm，出口538mm。利用维氏公式进行建模。相关的公式和几何结构如下图：

3 Fluent meshing 设置

采用了Fluent meshing进行前处理，采用多面体的方法对体网格进行划分。具体的划分结果如下图所示：

4 FLUENT 设置

4.1 General设置与网格导入

由于本文只探讨稳态计算结果，此处的设置比较简单，使用密度基求解器进行稳态求解。

4.2 材料设置

此处需要采用理想气体进行计算，具体设置如下：

  

4.3 边界条件设置

根据几何图中的边界条件对边界条件进行设置，喷管处压力进口为inlet，外域压力进口为inlet2，压力远场为far。

首先对压力远场边界进行设置，为了更好的收敛，此处对马赫数进行了0.05的设置，压力为101325Pa，温度为300K。

对喷管入口边界进行设置，压力为154000Pa，温度为1072K。

对外域压力入口边界进行设置，压力为101325Pa，温度为300K。

对压力出口边界进行设置，压力为101325Pa，温度为300K。

4.4 初始化设置

首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：

  

初始化结束后，进行FMG初始化，在TUI窗口中输入命令：

/solve/initialize/fmg-initializationyes

进行FMG初始化，具体输入界面如下图：

  

该方法可以获得更好的初始结果，使仿真计算得到更快的收敛。初始化后的速度和温度云图如下图，可以发现该结果与最终结果类似。

  

  

4.5 计算设置

此处进行的计算设置如下：

  

5 后处理结果

5.1 残差结果

本案例仅计算了200步，收敛标准为10e-3，可以发现在100左右就已经达到了收敛标准，残差结果如下图所示。

5.2 后处理云图结果

此处对速度云图与温度云图展开了绘制，具体结果如下。

速度云图结果：

  

温度云图结果