非定常計算條件

當Re=100,入口條件為1m/s,并且計算過程中觀察(2,1)點的速度收斂曲線。

在此種情況下,解是不收斂的且顯示一個周期性震蕩行為。

觀察合速度矢量圖。可發現在堆成的情況下得到了非對稱的流場,這是不符合預期結果的。

故需要使用非定常條件計算流場,具體操作

General---slover 選擇transient。Solution methods,將transient formulation設置成second order implicit,

來流條件初始化后,run calculation,在time step size=0.1,number of time steps=300,max iteration/time step =20.

如下圖,觀察殘差收斂曲線和點的速度收斂曲線.可以看出,此條件下,其最終流場幾乎是定常的,但如果使用定常計算幾乎得不到正確的結果(或者收斂無限慢)。

非定常流場

將Re繼續增大到1000,和上述一樣,采用非定常條件計算,可以看出,此條件下,流場結果呈周期性振蕩

計算結果整理

在Re=1000條件下,為了更直觀地觀察卡門渦街,需要引入Q判距。

在二維不可壓縮流場中,Q判據寫成Q=

在原始的fluent中未定義Q判據,故需要自定義Q判據。操作如下:

Define—custom field function。。。。定義名字為q-criterion, 輸入的公式為dx-velocity-dx * dy-velocity-dy - dx-velocity-dy * dy-velocity-dx。

Display---graphics and animations—contours –set up contours of 中選擇custom field function 和 q-criterion,可以取消 auto range, 在min 和max中輸入0.1 和20,即可。

為了進一步觀察圓柱后面的渦的生產和脫落界面,可以借助于Tecplot制作動畫,步驟如下:
1.對fluent設置每一時間步保存。

2.Run calculation,計算10步。

3.tecplot,使用shift按鈕將這步結果打開。

steamtraces,選中integration,step size 0.025,

4.將圓柱部分局部放大

generate animation file,step 為5,保存視頻名字和路徑