非定常计算条件

当Re=100,入口条件为1m/s,并且计算过程中观察(2,1)点的速度收敛曲线。

在此种情况下,解是不收敛的且显示一个周期性震荡行为。

观察合速度矢量图。可发现在堆成的情况下得到了非对称的流场,这是不符合预期结果的。

故需要使用非定常条件计算流场,具体操作

General---slover 选择transient。Solution methods,将transient formulation设置成second order implicit,

来流条件初始化后,run calculation,在time step size=0.1,number of time steps=300,max iteration/time step =20.

如下图,观察残差收敛曲线和点的速度收敛曲线.可以看出,此条件下,其最终流场几乎是定常的,但如果使用定常计算几乎得不到正确的结果(或者收敛无限慢)。

将Re继续增大到1000,和上述一样,采用非定常条件计算,可以看出,此条件下,流场结果呈周期性振荡

计算结果整理

在Re=1000条件下,为了更直观地观察卡门涡街,需要引入Q判距。

在二维不可压缩流场中,Q判据写成Q=

在原始的fluent中未定义Q判据,故需要自定义Q判据。操作如下:

Define—custom field function。。。。定义名字为q-criterion, 输入的公式为dx-velocity-dx * dy-velocity-dy - dx-velocity-dy * dy-velocity-dx。

Display---graphics and animations—contours –set up contours of 中选择custom field function 和 q-criterion,可以取消 auto range, 在min 和max中输入0.1 和20,即可。

为了进一步观察圆柱后面的涡的生产和脱落界面,可以借助于Tecplot制作动画,步骤如下:
1.对fluent设置每一时间步保存。

2.Run calculation,计算10步。

3.tecplot,使用shift按钮将这步结果打开。

steamtraces,选中integration,step size 0.025,

4.将圆柱部分局部放大

generate animation file,step 为5,保存视频名字和路径