移动壁面附近的瞬态流动

参考资料:ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例模拟了移动壁面附近流体的瞬态流动问题。流体为高粘性,在初始时流速为0,壁面以恒定的速度移动。

移动壁面附近的瞬态流动的图1

计算域:0.75 m X 0.3 m

物质属性:物质密度为1000 kg/m3,粘度为1 kg/m-s

边界条件:壁面移动速度为0.01 m/s,入口压力为0N/m2,出口压力为0N/m2

网格划分

采用四边形网格,网格数量为4500

移动壁面附近的瞬态流动的图2

计算设置

本次计算为瞬态不可压缩流动。

移动壁面附近的瞬态流动的图3

  • 物质属性

计算物质设置密度等参数

移动壁面附近的瞬态流动的图4

  • 湍流模型

选择为层流

移动壁面附近的瞬态流动的图5

  • 边界条件

(1)入口为压力边界条件

移动壁面附近的瞬态流动的图6

(2)出口为压力出口边界条件

移动壁面附近的瞬态流动的图7

(3)下壁面移动速度

移动壁面附近的瞬态流动的图8

  • 求解控制

(1)求解方法

移动壁面附近的瞬态流动的图9

(2)松弛因子

移动壁面附近的瞬态流动的图10

(3)时间步长设置

移动壁面附近的瞬态流动的图11

计算结果

  • 计算域云图展示

(1)压力云图

移动壁面附近的瞬态流动的图12

(2)速度云图

移动壁面附近的瞬态流动的图13

  • 计算值与实验值对比

出口处相似参数值对比

相似参数表示为:

移动壁面附近的瞬态流动的图14

其中ν为动力粘度。

移动壁面附近的瞬态流动的图15

参考文献

H. Schlichting, K. Gersten, Boundary Layer Theory, 8th Edition, pp. 126-127, 2000

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