36 Fluent实用案例 | FW-H 圆柱绕流气动噪声计算 原创

本案例对圆柱绕流的气动噪声展开了仿真计算。主要涉及到二维模型LES大涡模拟的开启、FW-H模型的使用。计算模型简单，为气动噪声常用的验证模型。通过对该案例的学习，后续可以通过该方法对各类航空航天、船舶等领域的气动噪声展开预报。

1 workbench 设置

本案例计算模型简单，相关的workbench设置如下图：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例采用的圆柱体直径为19mm，相关的几何结构与边界条件如下图：

2.2 网格设置

采用SCDM进行网格划分，采用四边形网格划分。具体的网格划分如下图所示：

3 FLUENT 流场设置

3.1 General设置与网格导入

由于本文要进行声学计算，因此需要通过瞬态计算，对涡脱落的进行捕捉，因此采用瞬态计算，相关设置如下图所示。

3.2 材料设置

此处需要采用正常的空气材料进行计算，具体设置如下：

3.3 LES 模型开启设置

在二维计算中，需要手动开启大涡模拟，开启所用的命令如下图所示，大涡模型的相关设置同样如下图所示：

C# Rpsetvar'les-2d?#t

3.4 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，具体的设置如下图所示，其中速度入口采用69.2m/s，具体设置如下图：

3.5 初始化设置

首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：

3.6 计算设置

此处进行的计算设置如下：

4 FW-H计算设置

4.1 FW-H模型开启

首先对圆柱绕流进行计算，并对升力和阻力等结果进行监测，待计算结果稳定后，开启对应的声学模型，相关模型设置如下图所示。

点击上图的定义噪声源，具体设置如下图所示：

依据相关的文献，对相关的监测点进行设置，具体的两个点坐标为（0,-0.665）和（0,-2.432），具体设置如下图所示：

4.2 计算设置

此处进行的计算设置如下：

4.3 声场计算结果设置

此处通过FFT对两个接收点的SPL计算结果进行绘制，相关的绘制设置如下图所示：

此处通过FFT对两个接收点的SPL计算结果进行绘制，相关的绘制设置如下图所示，总声压级结果与实验值差别不大：

4.4 云图结果

此处对流场进行可视化处理，相关的绘制设置如下图所示：

Subgrid Turbulent Viscosity

速度云图计算结果

30 Fluent实用案例 | DEM颗粒瞬态仿真

本案例利用Fluent中的DEM模型，对管道运输进行流体仿真，主要是对管路颗粒运输过程进行诊断，防止出现颗粒陷入死循环，导入管路阻塞和浪费。因此进行相关的管路气力运输可以按照本文的相关设置进行仿真计算。

1 workbench 设置

本案例具体设置如下图 ：

2 SCDM 设置

2.1 导入几何

本案例的管道模型十分简单，为几段简易管路组成 。具体的几何模型与边界条件如下所示：

其中上方为入口边界条件，下方为出口边界条件。

3 Fluent Meshing 设置

3.1 网格设置

采用 Fluent meshing 进行网格划分，采用四面体网格划分，并划分相对应的边界层网格。具体的网格划分如下图所示：

4 FLUENT 设置

4.1 General设置与网格导入

首先导入网格，然后勾选为瞬态计算，并选择压力基求解器。打开重力选项，由于本案例是以y轴负向作为重力方向，因此需要再y出设置为-9.81m/s。

4.2 材料设置

此处选择water进行计算，相关设置如下如所示：

4.3 多相流设置

此处对多相流模型展开设置，打开欧拉模型，选择DDPM，勾选应用，相关设置如下如所示：

点击相，主相设置为水，次相取消勾选所有开关，主要设置如下图所示：

4.4 DEM设置

此处打开离散相模型，勾选每次流动迭代更新和非定常颗粒跟踪，物理模型选择DEM，相关设置如下图所示：

点击喷射源，进行喷射颗粒构建，喷射源类型选择surface，勾选inlet边界，离散相域选择次相，颗粒直径设置为0.01，时间持续10s，速度大小设置为0.1m/s，总流量为kg/s。并勾选使用面法线方向喷射。

对相关的碰撞规则进行设置，相关设置如下图所示：

4.5 边界条件设置

此处仅需要对入口条件进行设置，设置主项流量为5m/s，具体设置如下图：

4.6 初始化设置

首先进行标准初始化设置，具体设置如下图：

4.7 计算设置

此处进行的计算设置如下：

5 后处理结果

5.1 后处理云图结果

对管路颗粒的计算结果进行可视化处理，颗粒运输结果如下图所示：

颗粒运输动画结果如下图所示：