與光順方法類似,動態層方法同樣不是以網格質量作為網格更新判據的。動態層方法原理很簡單,且非常適合于結構網格在某一方向上具有主導運動的情況下。本例即是這么一種情況。

1、問題描述

如下圖所示,計算域空間尺寸160mmx50mm,一個長方形固體塊在大的空間沿x軸勻速運動,速度0.05m/s,運動時間2s,可計算出運動位移0.1m。注意位移不能使邊界重疊,否則計算會產生錯誤以致退出。

2、動網格解決方案

若使用四邊形網格,由于本例中網格運動具有強烈的方向性,滿足動態層方法的應用需求。若使用三角形網格,可使用動態層方法配合網格重構。然而,單純的使用動態層方法是有諸多限制的,若不對本例中的幾何進行處理,是不滿足動態層應用要求的。主要問題在于:動態層方法要求運動邊界為單側邊界,則同一個域中不能既拉伸又壓縮。本例顯然不滿足單一的網格運動,因為固體的運動前方網格被壓縮,而后方網格被拉伸。因此可將幾何進行切割。

如圖所示,將計算域如此切割,分解為四個計算域。如何在ICEM CFD中對計算域進行處理,以后再說。也可以將區域切割后分別劃分網格。

邊界類型:

1,2,7,8:interface對類型,且為變形域,1、2伸長,7、8縮短。

3,4:wall類型,且為變形域

5,6:wall類型,且為運動域

9,10,11,12:計算域邊界。本例中使用wall,表示全封閉模型。

劃分網格如圖所示。其中網格尺寸為1mm,共生成7306個網格。

3、定義運動

本例使用PROFILE文件定義運動。profile文件內容如下:

((moveVel transient 3 0)

(time 0 1 2)

(v_x 0.05 0.05 0.05)

)

4、動網格參數

本例使用layering網格更新方法。如下圖所示。只勾選Layering選項。設置layering方法的參數如右下圖所示。采用分裂因子0.4,收縮因子0.2進行網格更新。意味著:當網格長度大于1.4時,進行網格分裂,當網格長度小于0.2時,進行風格合并(原始網格長度為1)。

網格運動域設置如左上圖所示。兩個運動剛體,兩個變形剛體。設置運動剛體的理想高度為1mm,如下圖所示。

5、其它設定

選取材料,設定計算域介質(本例中有四個計算區域)。設定湍流模型為層流模型。所有的壁面邊界條件均采用默認設置。本例只考慮網格的運動。

存在一些莫名其妙的問題,慎用!主要是中間橫著的兩個wall邊界不好處理。由于處于不同的zones,因此運動不容易同步。

解決辦法:利用新版本(12.0之后)fluent中interface可以一對多的功能,上下兩個計算域采用單一interface與中間兩個計算域的interface構建interface對,亦即:237合并,148合并。

6、計算結果

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