以下是一個(gè) ANSYS Fluent 流體仿真基礎(chǔ)入門教程：

一、軟件安裝與界面熟悉

安裝 ANSYS Fluent 軟件，確保安裝過(guò)程中按照提示正確配置相關(guān)組件和許可證。

啟動(dòng)軟件后，熟悉其用戶界面，主要包括菜單欄、工具欄、模型樹窗口、圖形顯示窗口等。

二、創(chuàng)建幾何模型（以簡(jiǎn)單管道為例）

可以使用 ANSYS 自帶的 DesignModeler 模塊或其他 CAD 軟件創(chuàng)建幾何模型。

打開 DesignModeler，選擇創(chuàng)建二維草圖平面，如 XY 平面。

使用繪圖工具繪制一個(gè)圓形代表管道截面，假設(shè)半徑為 1m。

然后通過(guò)拉伸操作將其拉伸成一段長(zhǎng)度為 5m 的管道實(shí)體。

將創(chuàng)建好的幾何模型保存并導(dǎo)入到 Fluent 中。

三、定義物理模型

進(jìn)入 Fluent 后，首先檢查默認(rèn)的單位制是否符合需求，如不符合則進(jìn)行單位設(shè)置。

選擇物理模型：

對(duì)于常見的不可壓縮流體流動(dòng)，通常選擇基于壓力的求解器。

在 “Models” 中選擇湍流模型，如標(biāo)準(zhǔn) k-epsilon 模型，適用于大多數(shù)工程應(yīng)用中的湍流模擬。

四、設(shè)置材料屬性

在 “Materials” 中定義流體材料，例如常見的水。

設(shè)置水的密度為 1000kg/m³，動(dòng)力粘度為 0.001Pa・s 等。

五、劃分網(wǎng)格

回到 Workbench 界面，將幾何模型導(dǎo)入到 Meshing 模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

選擇合適的網(wǎng)格類型，如四面體網(wǎng)格。

設(shè)置網(wǎng)格尺寸參數(shù)，可以進(jìn)行全局網(wǎng)格尺寸設(shè)置，假設(shè)設(shè)置為 0.1m。

對(duì)管道進(jìn)出口等關(guān)鍵部位進(jìn)行局部網(wǎng)格加密，以提高計(jì)算精度。

檢查網(wǎng)格質(zhì)量，確保網(wǎng)格質(zhì)量滿足計(jì)算要求，如最小網(wǎng)格質(zhì)量大于 0.3。

六、設(shè)置邊界條件

回到 Fluent 中，在 “Boundary Conditions” 中設(shè)置邊界條件：

定義管道入口為速度入口邊界條件，假設(shè)入口速度為 1m/s。

管道出口設(shè)置為壓力出口邊界條件，假設(shè)出口壓力為大氣壓。

將管道壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面邊界條件。

七、求解計(jì)算

在 “Solver” 中設(shè)置求解參數(shù)：

設(shè)置迭代步數(shù)，例如先設(shè)置為 500 步進(jìn)行初步計(jì)算。

調(diào)整松弛因子以控制收斂速度，一般初始可采用默認(rèn)值。

點(diǎn)擊 “Calculate” 開始求解計(jì)算，觀察殘差曲線的變化，當(dāng)殘差曲線趨于平穩(wěn)且滿足收斂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（如殘差下降到 1e-4 以下），認(rèn)為計(jì)算收斂。

八、結(jié)果后處理

計(jì)算收斂后，可以查看各種結(jié)果：

查看速度云圖：在 “Results” 中選擇 “Contours”，然后選擇速度變量，如 “Velocity Magnitude”，可以在圖形窗口中顯示管道內(nèi)流體的速度分布云圖。

查看壓力分布：同樣在 “Contours” 中選擇壓力變量，顯示壓力分布云圖。

查看流線：在 “Vectors” 中設(shè)置顯示流線，可以直觀地觀察流體在管道內(nèi)的流動(dòng)軌跡。

九、總結(jié)與拓展

總結(jié)本次流體仿真的過(guò)程和結(jié)果，分析模擬結(jié)果是否符合預(yù)期物理現(xiàn)象。

嘗試改變一些參數(shù)，如入口速度、管道形狀等，重新進(jìn)行模擬，觀察結(jié)果的變化，加深對(duì)流體仿真的理解和掌握。

通過(guò)以上基礎(chǔ)入門教程，你可以初步掌握 ANSYS Fluent 進(jìn)行簡(jiǎn)單流體仿真的基本步驟和方法。隨著不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，你可以進(jìn)一步深入研究更復(fù)雜的流體問(wèn)題和高級(jí)功能。