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(shù)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(kāi) 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(jiàn)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(jiàn)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(kāi)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。