如何用Flow-3D表演水漫大坝（最直白入门案例）

写在前面，Flow-3D是我在做毕业设计的时候学的，算不上精通。鉴于不久前我也是个一无所知的新手，我更能明白新手对这个软件无从下手的痛苦。毕竟Flow-3D相对小众，网上流传的中英文教程太少，自学起来费时间费头发。希望我写的公众号【广仔Flow-3D】可以帮助各位看客能快速了解这个软件的基本操作，我也可以边写边学，争取公众号内容的深度能线性递增。第一篇文章是一个超级简单的算例，在不追求精确度和技巧的前提下快速了解建模基本步骤再跑出一个看得过去的结果。

本文的模拟内容是水漫过大坝流到水库。把model setup界面里的模块从左到右设置一遍，最后运行模拟、在Display或用附带软件FlowSight查看结果就可以了。General是设置单位、起止时间等零零碎碎的东西，Physics是物理模型（模拟中哪些物理现象比较重要就打开对应的物理模型），Fluids用来设置模拟里牵涉的流体，Meshing & Geometry是建立几何模型、画网格等等，Output是设置运算过程中怎么输出数据，Numerical关于方程求解方法选择（新手暂时不用管，不同求解方法适用于不同情况，但结果是差不多的）。

General设置模拟时间5秒；模拟里涉及水漫过大坝流到水库，水和空气间有明显分界面，属于sharp interface，如果是水和油混一起水就没有sharp interface了；incompressible，假设流体不可压缩；one fluid，这要解释一下，我们的模型里有水和空气理应属于two fluids，但再flow-3D里如果两个流体密度差异非常大，就选one fluid。

Physics物理模型：

打开sedimentscour泥沙冲刷模型，因为模拟的情况里一定会出现泥沙被冲刷的现象，最基本的参数有泥沙种数、直径、密度，若要模拟出很精确的结果，其余参数也很重要（以后的文章详细分析），但这里保持默认就能达到一个符合常理的结果；

打开Gravity，因为水漫大坝肯定不能忽略重力，把z轴加速度设为-9.8，要用非惯性参考系就点non-inertial reference frame；

density evaluation密度模型是要打开的，因为单个网格内的水和沙会相互掺杂，单个网格的质量会改变，不能用统一的密度代替；

viscosity and turbulence模型打开，毫无疑问，因为黏度需要考虑而且湍流肯定存在，不同湍流方程适用于不同特征的湍流，RNG方程适用于带漩涡的、剪切应力强的湍流，选它可以的。

Fluids模块：载入水（再加个空气也行，结果差不多），Database那里找到水，再load fluid1就ok了。

Meshing & Geometry，先看我打算建的模型：

几何模型：

建大坝

         

建沙床

（也是先建长方体，但材质不是solid，是packed sediment淤沙）

初始条件：大坝上的水和水库里的水在模拟开始前就存在了的，属于初始条件，所以这一步要加水。Add a fluid region

先加水库的水

再加大坝的水，add a fluid region

Flow-3D默认把水压设置为一个常数，但这个算例的水深有点大，所以不能用默认值，来个梯度的水压比较真实。

网格划分：最简单的均匀正方体网格就足够了，要想视图上看到网格框子：

添加网格块：

边界条件设置：网格块的六个面设置什么条件咧？让水从左面进，右面流出，其它面默认。

设置左面，用压力边界，这样设置表示左面是一个9m高的水面。

右面也用压力边界，设置一个4m高的水面和水库水面齐平

Output：计算时每隔0.05s输出一个数据

全部设置完毕，跑起！！！！！！！！！！

用FlowSight看计算结果，找到模拟出的文件夹里最大的文件，拖到FlowSight里。结果如下图，水库下的泥沙被冲刷，水流流动符合常理。