FLUENT批處理技巧

2017-06-12 by:CAE仿真在線來源:互聯網

對很多不同工況的case進行相似的處理的時候,可以使用FLUENT的批處理功能來極大地提高工作效率。

我們在使用計算流體力學軟件研究一個課題的時候,經常會計算很多不同的工況(例如,不同的流動馬赫數或雷諾數、某個局部幾何尺寸的不同取值,等等)。當工況的數量很多的時候,人工操作會令人非常厭煩,而且還容易出錯。這時候,可以利用軟件所提供的批處理功能來實現自動化。

舉個例子,我們計算三維圓球繞流,算了6種不同的流動雷諾數(圖1)。我們想把這6種工況的子午面速度分布導出成Tecplot數據文件,然后在Tecplot中繪圖。

圖1 6種不同工況的計算結果文件

最直接的辦法是依次打開每一個case和data文件,在每一個case中建立一個surface(用來表示子午面),然后對每一個case導出子午面的數據。這里為了舉例只算了6種工況,但是如果實際的工況數量很多,這樣做會非常麻煩。

有沒有更自動化的辦法呢?答案是有的。我們可以編寫一個小程序(圖2),生成一個FLUENT的命令文件。(注:用百分號“%”標記的注釋可以省去。)

clear fid=fopen('j1.jou','wt'); % 打開FLUENT的命令文件 listing=dir('d:\a\'); % 列出文件夾中的所有文件 for i=1:length(listing) % 依次檢查每一個文件 if ~isempty(strfind(listing(i).name,'.cas')) % 如果文件名中含有".cas" fprintf(fid,'file r-c-d "d:\\a\\%s"\n',listing(i).name); % 讓FLUENT讀取這個文件 % 讓FLUENT建立一個surface來表示子午面 fprintf(fid,'surface iso-surf x-coordinate surface1 () () (0)\n'); [pathstr, name, ext] = fileparts(listing(i).name); % 將文件名中的擴展名去掉 % 讓 FLUENT輸出子午面的速度場 fprintf(fid,'file export tecplot "d:\\a\\%s_tec.dat" (surface1) velocity-magnitude q\n',name); end end fclose(fid); % 關閉FLUENT的命令文件

圖2 用MATLAB語言編寫一個小程序

程序運行后生成的FLUENT命令文件如圖3所示。可以看出,在這個文件里面已經寫入了對6種工況的計算結果依次進行處理的命令。關于FLUENT文本命令系統,讀者可以參閱FLUENT的User’s Guide中的“Text User Interface(TUI)”這一章。對于在圖形界面(菜單欄、導航窗格)中的每個功能,文本命令系統中都有相應的命令。

圖3 程序運行后生成的FLUENT命令文件

最后,我們運行FLUENT,在菜單欄選擇[File]->[Read]->[Journal…],選取剛才生成的命令文件,然后FLUENT就會自動地依次處理6種工況的結果了(圖4)。

圖4 在FLUENT中執行命令文件的結果

當我們再次打開文件夾的時候,里面已經對每種工況都生成了Tecplot數據文件(圖5)。

圖5 生成的Tecplot數據文件

圖6和圖7分別給出了雷諾數為100和300的結果。可以看出Re=100的時候,尾跡中的速度分布是對稱的;而Re=300的時候,則變成不對稱的。這是層流流動失穩的結果。實際上,根據[1]的計算結果,存在兩個臨界雷諾數,第一臨界雷諾數約為212,第二臨界雷諾數為270~285。當流動雷諾數小于第一臨界值的時候,圓球繞流的尾跡是軸對稱的;當雷諾數增大到位于第一臨界值和第二臨界值之間的時候,流動發生失穩,尾跡變為非軸對稱的,但是仍然是定常流動;當雷諾數增大到大于第二臨界值的時候,流動再次發生失穩,出現非定常的渦脫落現象。