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1、FLUENT明渠流动案例(Open Channel Flow )FLUENT勺VOF模型中，包含有明渠流动(Open Channel Flow)选项，同时 含包含有造波边界(OpenChannel WaveBC，用户还可以使用 Numerical Beach 选项进行边界消波处理。想深入了解此功能的童鞋们，可以查看FLUENT文档。这里我们以一个简单的实例来说明这三个选项的使用方法。1、问题描述这里方便起见，以2D问题为例。水深2.7m,长度20m水面标高Om。计算 域如图1所示。设置左侧面为速度入口边界，速度 v=0.5m/s，右侧面为自由出 流边界。采用open channel wave
2、BC边界需要设定入射波。本问题中，设定波 高0.4m，波长2m波头角0，相位角-270 。I20.图1问题描述2、在workbench中建立模型启动workbe nch，拖拽方式加入flue nt模块，如图2所示。右键点击A2单元格，选择Properties，在弹出的属性框中设置 Analysis Type为2D。双击A2 单元格进入DM模块。A1老 Fluid Flow (FLUEMT)2P Geometry它丿24Mesh曾5褫 SolutiOTi嘗“60 RjesultsVFluid How (FLUENT)图2加入FLUENT模块3、DM中建立几何选择XYPIane进行草图绘制（注意2
3、D几何必须创建与XY平面上）。进入Sketching标签页，选取合适的草图绘制工具，绘制如图 1所示的几何。草图绘 制完毕后，选择 Concept Surface From Sketches ，选择 Base Objects 为绘 制好的草图，点击 Gen erate创建Surface。退出DM模块。Details of EurfaceSklSu伽u FromfurfKeS klBase Objects1 Sk-etc hOpetianAdd MaterialOrient With Plane Nonnal?#5_hicknes (=0)0 m图3建立Surface4、划分网格双击图2所示的A
4、3单元格进入mesh模块。为计算域划分网格。在树形菜单 上点击右键，选择insertMapped Face Meshing，选择几何体，采用 map方式 划分网格。右键点击 mesh,选择子菜单 insertsizing，选择几何，设置 element size为 0.1。右键点击mesh,选择子菜单 Gen erate mesh，生成网格。选择左侧边，点击右键，选择 Create named selection ，设置边界名称为 velocitynlet 。如图4所示。同样操作设置右侧边界名称为 outfow。设置上 边界名称为walls_top ，设置底部边界名称为walls_bottom
5、 （这里命名遵循一定 规则的话，导入至flue nt会自动识别边界类型，否则需要人工指定边界类型)Enter a name lor the selection group:|veltM；ity irTletApply ?elected geometryApply geometry it色m吿 of eaiYie：厂 Sizer厂 Loeati&n XLocation 图4指定边界名称退出mesh模块。右键点击A3单元格，选择Update以更新数据。5、进入FLUENT设置general项设置双击图2中的A4单元格，进入FLUENTS置。选择Double Precision （双 精度）计算。这
6、里不需要进行scale操作，设置Gen erate中Time为tran sie nt （瞬态计 算）,勾选Gravity项，设置重力加速度方向为 丫轴-9.81。如图5所示。（在 边界条件中应该补设置参考密度为空气的密度 1.225）GeneralSolverType* Pressure-EasedDensity-BasedVdcdty ForrTwIation Q AbsoluteRelativeTime2D Spacea Plansr Tr日nsieritAxisvrrnetrkAxisyrnrnetrk Swirl0 GravityTSSTGravitational Accelerati
7、onX(01/52)c-回y (m/s2)PZC0图5 Ge neral设置6、设置VOF进入Models项，选择MultiPhase，点击Edit按钮，设置多相流。进行如 图6所示设置Multiphase Model闭 odslOff Volume of FluidMixtureEuleriarrWet SteamCoupled Level Set 十 VOFLevel SetVoLme Fraction PdrameteisScherneEm pilot0 ImplicitVoli_me Fractior CutoffCoufjni Number0,25D 旳 ultBody For匚电
8、FonruJabcn|/ ImpliatBodv ForceNumber cf hu er mn Phases1= iOptionsJ Open Ghsnnd FtowM Open Channel 曲已 BCZonal Oistretization Regio ns，如图10进行设置，点击Mark按钮标记单元。Region AdaptionInput diQpbonso InsideCXiteideShapes0 QuadCirdeCylinder| 吕匚 artrols.K Max (m：5亡 b ct Point w th MouaAdapt Mart匚 los 已Help图10标记单元点
9、击Solution Initialization项中的Patch按钮，如图11进行设置。点击patch按钮。图11 patch操作14、进行计算进入 Run Calculation 项，设置 Time Step Size 为 0.01s，设置 number ofTime Step为1000，其他采用默认设置。点击 Calculate进行计算。15、总结（1）FLUENT只能创建浅波，波高与水深的比值有上限，可以查阅理论文档本例不一定满足条件。（2）可以在 numerical beach 中设置波的数量。fluent（3）利用不同 wave theory 可以创建不同的波型，具体理论参阅 theory guide 。