FLUENT一般步骤

密闭空间温度和风速的数值模拟

本工程以一房间为例，房间的长为4米，宽为2米，高为2米，在建筑中有窗户、送风口、排风口、和人。其中窗户的尺寸为长2米，高1米，窗户底边距地面的距离为0.5米，送风口的尺寸为1000mm×500mm；出风口的尺寸为500mm×500mm；人的身高为1米。本工程就是对这一房间进行数值模拟，具体的操作步骤如下：

·一、建模

1、打开Gambit操作界面

2、建立建筑内部的模型

操作过程如下：

Operation→Geometry→V olume→Create Real Brick→Apply

通过点、线、面建立建筑模型

建点的操作过程如下：

Operation→Geometry→Vertex→输入坐标然后复制粘贴→Apply

点连成线操作过程如下：

Geometry→Edge→shift+所选的点→Apply

线成面操作过程如下：

Geometry→Face→shift+所选的线→Apply

面成体操作过程如下：

Geometry→V olvme→shift+所选的面→Apply

体减体操作过程如下：

Geometry→V olvme→shift+所选的体→Apply

通过Gambit建模所得到的具体模型如图1所示

图1.物理模型

二、网格划分

将模型建立后导入ICEM中进行网格划分。

1、操作过程如下：

File→export→ACIC；将此文件保存到具体的文件夹中。

2、打开ICEM操作界面

3、修改工作路径File→change working Direction

4、找到文件所在位置File→Import Geometry→找到在Gambit中所保存的ACIC文件并打开，

5、对原模型进行修补Geometry→repair→geometry→设置build topology tolerance为

0.001→Apply

6、在原模型基础上创建part操作为geomety→鼠标右击parts→create part→输入名称并点击entities选择创建的部分→Apply。

7、创建完part后开始画网格，具体操作为mesh→global mesh set up，在该操作界面依次设置画网格所需要的数据，然后单击Apply。

8、对新创建的part设置数据操作为mesh →part mesh set up→网格大小设置→Apply

9、进行网格绘制mesh →comput mesh→volume mesh→compute

该模型网格数总共为1036934个

图2.网格划分图

10、网格绘制结束后查看网格质量edit mesh →display mesh quality

11、最后保存该网格，File→Mesh→Save Mesh，保存生成的网格为uns格式。

12、选择求解器。output→select solver→在output solver中选择ANSYS FLUENT→Apply

13、output→write input →进行相关操作后点击Done。

三、FLUENT求解计算设置

1、打开Fluent操作界面

2、导入模型file→read→mesh→导入模型→ok

3、检查模型及网格mesh→check要求最小体积和最小面积为正数。

4、mesh→reorder→domain使网格尽可能好，充分操作在bandwidth

reduction=1时候结束

5、设置求解器参数

在General面板中进行求解器设置，首先单击Scale按钮，使得该面板中显示的XYZ数据与自己建模时所用的尺寸单位一致。求解模型Problem Setup→Model→Energy-off选项，选择打开，采用能量方程。

define→models→viscous-standardk-e,standard wall fn双击→在model中选择湍流模型→ok。define→materials→双击fluid→填写所需数据点击chang/create。

图3.ICEM网络模型

6、对边界条件进行设置（以进风口为例）

define→boundary conditions→jinfengkou→其中类型type选择Velocity-inlet→点击edit→点击T hermal→设定温度为300k。Meomentum→Velocity Magnitude（m/s)→5。

边界条件设置中，整个模型体为绝热，人体的温度为31℃。窗户的温度为25℃。桌子为绝热。具体操作与以上操作类似。

7、计算设为一阶迎风格式操作S olution→Solution M ethods→scheme中选择S imple→在Momentum中选择First Order Upwind

8、设置收敛临界值。S olution→Monitor→双击Residuals-Print，Plot→Residual Monitors 保持默认即可。

9、设置流场初始化S olution→Solution I nitialization→Initialization中选择jinfengkou→点击Initialize完成初始化。

10、保存文件F ile→W rite→Case。

四、计算结果后处理及分析

1、进行迭代计算S olution→Run C alculation→在Number Of Iterations中填写2000→点击Calculate进行计算。

2、计算结束后通过操作得到空气速度和温度的云图分布R esults→Graphics and

A nimations→Graphics中选择VeC reat→选择设置的面点击Display（温度云图和速度云图的操作一样）。

3、保存数据文件file→write→case＆data。

4、为更好的保证结果的正确性，本次模拟以进风口速度为3m/s时的所得出的云图与进风口速度为1.5m/s时所得出的云图进行比较，进而得出相应的结论。分别绘制进风口、出风口的温度云图和速度云图。

（1）速度为3m/s时的云图

图4.排风口温度云图

图5.窗户表面温度云图