02 流體計(jì)算域
首先,在這里先解釋下計(jì)算域是什么。我們流體計(jì)算中,常常為了簡化模型,通常需要將對應(yīng)的流體流過的區(qū)域劃分成易于計(jì)算的積分區(qū)域,這一部分就叫做計(jì)算域。
可以按照流場特性將計(jì)算域分為內(nèi)流計(jì)算域與外流計(jì)算域。
按照計(jì)算域材料類型將計(jì)算域分為流體計(jì)算域、固體計(jì)算域等。在CFD計(jì)算中還常常會(huì)遇到多孔介質(zhì)區(qū)域,其實(shí)多孔介質(zhì)區(qū)域也是流體域的一種。
內(nèi)流計(jì)算域
內(nèi)流計(jì)算域通常用于內(nèi)流場計(jì)算,計(jì)算域邊界一般為固體壁面。內(nèi)流計(jì)算域的外壁面邊界與實(shí)體內(nèi)邊界相對應(yīng)。而出口與入口的位置則需要計(jì)算人員確定,其位置的選定影響計(jì)算收斂性與正確性。通常將進(jìn)出口邊界位置選定在流場波動(dòng)較小的區(qū)域(入口位置一般選擇容易測量區(qū)域,出口位置則一般選擇流動(dòng)充分發(fā)展區(qū)域)。

外流計(jì)算域
下圖為CFD領(lǐng)域研究比較多的圓柱繞流計(jì)算流體域:

混合計(jì)算域
包括內(nèi)流計(jì)算域和外流計(jì)算域
計(jì)算域生成方法
????1、直接建模
例如上圖中的內(nèi)流計(jì)算域,可直接進(jìn)行建模內(nèi)流計(jì)算域即可
????2、幾何抽取
幾何抽取功能較為完善,即可生成內(nèi)流計(jì)算域,又可生成外流計(jì)算域
計(jì)算域創(chuàng)建工具
除了像平常的可以進(jìn)行三維建模的軟件,ANSYS也可進(jìn)行計(jì)算域創(chuàng)建,如ANSYS中的Design Modeler
????1、Fill功能
該功能主要用于內(nèi)流場計(jì)算域的抽取。單擊菜單[Tools]>[Fills]即可進(jìn)行Fills設(shè)置。
其中Faces項(xiàng)需要用戶指定實(shí)體幾何內(nèi)部邊界(同時(shí)也是流體域的外部邊界)。
Extraction Type中設(shè)置Fills類型,主要有兩種類型:By Cavity及By Caps,.圖3-l4所示為選擇By Caps后的屬性窗口。
兩種類型的主要差異在于:By Cavity方式需要選擇形成流體域的幾何表面,不需要流道封閉。而By Caps方式則需流道是封閉空間。

如上圖,內(nèi)流計(jì)算域如果采用fill 功能中的By Cavity方式,則需要選擇圓柱內(nèi)徑面,由此生成,如若選擇By Caps方式,則需要選擇圓管端面生成。
????2、Enclosure功能
Enclosure主要用于外流場計(jì)算域的創(chuàng)建。單擊菜單[Tools]>[Enclosure]即可進(jìn)行Enclosuret設(shè)置。在Enclosure中可以創(chuàng)建外流場的幾何,主要有三種類型:Box、Cylinder以及Sphere,同時(shí)用戶可以自定義外部幾何。利用自定義外部幾何,可以部分替代布爾運(yùn)算的功能,尤其是對于CAD軟件中導(dǎo)人的裝配體幾何的布爾運(yùn)算。在外流場計(jì)算中,常常涉及對稱面的創(chuàng)建,利用Enclosure.屬性面板中的Number of Planes項(xiàng)可以很容易地實(shí)現(xiàn)對稱面的創(chuàng)建。