Fluent验证案例001：旋转和静止同心圆筒之间的流动

Fluent验证案例001：旋转和静止同心圆筒之间的流动
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1.问题描述
对两个同心圆柱体间的定常层流进行模拟。

内部圆筒以恒定的角速度旋转引起流动，外部圆筒保持静止。

流动是稳态的。

利用层流的解析方程可以计算出不同截面的切向速度。

这些数值可用于与仿真结果进行比较。

物性参数几何尺寸边界条件
密度：1kg/m^3 内径：17.8mm 内壁角速度：1rad/s
粘度：0.0002kg/m.s 外径：46.28mm
2.解析解
解析解可参考：
F. M. White. Viscous Fluid Flow.
Section 3-2.3. McGraw-Hill Book Co., Inc..
New York, NY. 1991
”
设内径，角速度，外径，角速度。

这种几何结构使得只有切向速度不为零，变量和p只是半径r的函数。

这使得极坐标下的运动方程简化为如下：
连续方程
径向动量方程
切向动量方程
边界条件为：
在处，，；
在处，；
切向动量方程解的形式如下：
我们从边界条件可以得到和的值，且在本例中外壁保持静止，即，因此，切向动量方程的解为：
3.1选择模型
如图，在本例中我们选择层流模型。

3.2设置材料
设置密度为1，粘度为0.0002。

3.3边界条件
设置内壁面为运动壁面，运动形式为绝对，旋转，角速度为1。

3.4求解方法设置
求解方法设置如图所示。

3.5接下来进行初始化和运行求解
4.结果对比
如图所示，fluent计算的数值解和解析解是比较吻合的。

操作视频见第二条推文。

案例文件链接：https:///s/1jdBLqltMnrJbzYjjYqwGGA
提取码：rfuy
end
后记：本人将毕生致力于CFD，为我国的仿真事业做一点点贡献。

希望在有生之年可以看到国产的CAE软件大规模市场化，而不是被别人卡脖子。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海！。