用Gambit给弯管画结构化网格-教程.docx

实例 90度弯管内流体的流动分析
本实例通过对简单三维弯管内流体流动的分析，介绍运用FLUENT进行数值仿真计算的基步骤。
一、实例概述
在实际输水、输油过程中经常会遇到弯管管路。如图1.1为水平放置的90度水平弯管，空气从左侧进入，从右侧出去，空气的入口流速为0.01m/s。下面我们就用FLUENT来进行管内流场的模拟。

图1.1 弯管基本尺寸
二、模型的建立
1. 双击GAMBIT的桌面快捷方式，弹出GAMBIT启动对话框，单击run按钮，即启动了GAMBIT。

图1.2 GAMBIT启动对话框
2. 单击 ，在Creat Real Circular Face 面板的Radius对话框中输入10，在Plan面板中选择YZ，单击Apply得到如下图1.4所示的圆面。

图1.3 圆的绘制

图1.4 在YZ平面上的圆
3. 单击 右击 ，在Sweep face中选择face.1，在Path选项中选择Vector，在单击Define按钮，在Vector Definition面板中选择X轴正方向，在大小中选择100，如图1.6所示，然后单击Apply按钮即得到图1.7所示的圆柱体。

图1.5 Sweep face面板

图1.6 Vector Definition 面板

图1.7 圆柱体

4.弯管的建立，需要移动坐标原点。如下图1.8所示，单击 ，建立新的坐标原点。新的坐标系如图1.9所示。

图1.8 坐标面变换对话框

图1.9 新的坐标原点
5.弯管的建立，单击 ，在Face中选择face2，转动角度为90度，转动轴为Z轴正方向，单击Apply即可。

图1.10弯管的绘制

图1.11 弯管图

6.采用与上一步建立圆柱体相同的方法建立另支直管，通过拉伸弯管的面来得到另一个直管，从而得到三维的弯管模型，如图1.12所示。

图1.12 弯管物理模型

三、网格的画分
1.激活另一个坐标系。选择c-sys.1。

图2.1 激活坐标面板

图2.2 选择坐标
2.在入口面上进行网格画分。
2.1单击 ，输入（0，0，0），单击Apply即可得到原点。

图2.3 原点的绘制

2.2 单击 ，选择vertex1和vertex5，建立一条直线，如图2.5所示。

图2.4 线的绘制

图2.5 建立的线
2.3 单击 ，选择刚才建立的直线，绕x轴复制旋转135度，再旋转-135度，即可得到二条直线，如图2.7所示。

图2.6 复制、旋转操作面板

图2.7 得到的二条直线
2.3 要将这三条直线用点进行分割。单击 ，分别选择这三条直线，在Value 对话框中输入0.666。即可得到如图2.9所示的三个分割点。

图2.8 分割线面板

图2.9 分割的三点
2.4 单击 ，在Center边框中选择最上方的点，在End-Points边框中选择下面的两个点。单击Apply，即可得到如图2.11所示的圆弧。

图2.10 圆弧面板

图2.11 圆弧

2.5 单击 ，将圆弧复制旋转3份以及边2份，得到如图2.13所示的图形

图2.12 复制、旋转面板

Figure2.13 圆弧图形

2.6单击 ，在面板中选择四条圆弧生成面域，得到如图2.14所示的图形。

Figure2.14 生成的面域
2.7 单击 ，即出现Split Face对话框，在上面选择大圆，在下面选择新生成的圆弧面域。

Figure2.15 Split Face对话框

图2.16生成的面域
2.8单击 ，在edges中选择四条较短的边，在Face中选择圆环，单击Apply。

图2.17 投影面板

2.9单击 ，选择all，单击Apply；采用同样的方法删除多余的点得到如下图2.19所示的图形。

图2.18 删除边按钮

图2.19 最后分块
2.10 单击 ，选择圆内的四条相同的线段和圆弧，在interval size 中输入0.5，单击Apply即可。同时，可以得到如图2.21所示的图形。

图2.20 mesh Edges 面板

图2.21 线网格

2.11 单击 ，在Faces中选择圆上的5个面，单击Apply，即可得到如下图2.23所示的面网格。

图2.22 Mesh Faces 面板

图2.23 面网格

2.12 体网格的画分，单击 ，在Volumes 中选择Volume.1（即第一个圆柱体），使用六面体结构化网格，采用Cooper的网格画分方法。在interval size 中输入1，即可得到如图2.25所示的体网格。

图2.24 Mesh Volumes 面板

图2.25 体网格

2.13 采用相同的方法对其它两个体画网格。即可得到如下图2.26所示的网格。

图2.26 最终的结构化网格

四、边界条件的设定
3.1 单击 ，在Type 中选择Velocity Inlet，在Face 中选择入口的5个面，单击Apply即可。同理，选择出口的一个面，在Type 中选择Pressure Outlet即可。

图2.27 边界条件设定对话框

图2.28 面选择对话框

五、导出mesh文件
单击File Export Mesh，即出现如图2.30所示，如果是二维图形，则需要选上2D复选框。三维图形则不用选择。在作图过程中，注意观察Command 对话框，如图2-31所示。

图2.29 导出Mesh面板1

图2.30 导出Mesh面板2

图2.31 Command 对话框

六、导入Fluent计算
将画好的网格文件导入Fluent计算即可。由于应操作比较简单，大家对照书本操作即可，再这里就不再详述。