选择XY平面视图，单击树形菜单下第一个按钮Sketching,展开“几何绘制（Draw)界面，在Draw下拉菜单中，选择Line，画出想要的草图。然后在逐步标注。

3.2.3 生成几何体

利用旋转命令完成几何体。单击菜单栏中的旋转命令Revolve,选择要旋转的草图，单击Apply，再选择旋转轴，单击Generate,得到圆管如图3-2所示。

3.2.4 输出几何体

图3-2 管道模型

单击File中的Export,输入File Name为Gemo3-1,保存类型保持默认，单击Save按钮将模型保存至相应的文件中。最后，单击File下拉菜单的Close DesignModeler。

3.3 ANSYS Meshing 网格划分

3.3.1 模型导入

直接将已建好的几何导入Meshing,进行网格划分。Meshing可以对圆管进行四面体网格划分，然后利用Inflashing生成边界层，再利用Named Selection定义边界，完成网格划分。

启动Workbench,在Workbench界面中双击左侧Component Systems面板的Mesh项，此时Project Schematic项目视图区出现了一个新的Mesh工程，选中Mesh工程菜单的第二行Geometry,并在右击鼠标展开的菜单中选择Import Geometry,单击Browse按钮，浏览并复制Gemo3-1文件，这就把几何模型导入了。

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3.3.2 网格划分

打开ANSYS Meshing 软件的操作界面，在Outline中，单击Geometry号，可以看到其中已存在一个（Solid),如图3-4。单击Outline中的Mesh，在Outline的下方Details of “Mesh”面板中将Physcis preference设置为CFD，并选择FLUENT求解器，如图3-5。

图3-4 图3-5

右击Outline中的Mesh,在展开的菜单中选择Insert下级菜单中的Inflation,这是为了插入一个膨胀的方法，接着，在Details of “Inflation”面板中，设置Geometry为建好的模型整体，Boundary为模型的1个旋转外表面（有几个选择外表面就选几个），inflation option 选择为Total Thichness,并设置Maximum Thickness为5mm,一般选择壁厚。右击Mesh,单击Generate Mesh,生成图3-6所示的网格。

图3-6 划分好网格后的模型

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3.3.3 定义边界

右击Outline中的Model,在展开的菜单中选择Insert,并在下级菜单中选择Named Selection。在Details of “inflation”面板中设置Geometry为+Y方向的管道进口断面，单击Apply按钮，然后单击Outline,给其重命名为“inlet”。同样的可以定义出口为“outline”。

3.3.4 网格导出

3.3.5 网格划分的概述

划分网格是仿真实验的最重要的一部，网格划分的好坏，会影响仿真计算的精度，对收敛性影响影响也很大，如果网格质量不好可能会使实验得不到有效的收敛解。前面第一章已提到，在流体力学控制方程的微分和积分项中包括时间或者空间变量，这些变量分别对应着相应的求解域和这些求解域上的解。要把积分和微分项用离散的代数形式代替就要进行控制方程的离散化。而网格划分就是这一过程的前提。

网格一般采用贴体网格。它主要有以下几种类型：O型网格、H型网格、C型网格、，对于较复杂的求解域还采用多项网格、重叠网格等。这些类型的网格都可以称作结构网格。此外，还有一大类网格称作非结构网格。这类网格更适用于处理形状复杂的求解域。

3.4 Fluent中模型的瞬态模拟

3.4.1输入与检查网格

启动Fluent15.0的3D解算器，导入网格模型，如图3-7。

图3-7 网格模型

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其中可以检查模型的尺寸，检查最小体积和最小面积是否为负数。单击General操作面板Mesh中的Check,检查网格，待文本窗口中出现Done,表示模型网格合适。

3.4.2选择求解器

在准备好网格之后就需要确定采用什么样的求解器及采用什么样的工作模式。Fluent提供了分离式和耦合式的两种求解器，其中耦合求解器形式还分为耦合隐式求解器和耦合显式求解器。

⑴ 分离求解器是顺序地、逐一地求解各方程。也就是先在全部网格上解出一个方程后，再解另外一个方程。由于控制方程是非线性的，且相互之间是耦合的，因此，在得到收敛解之前，要经过多轮迭代。

⑵ 耦合式求解器是同时求解连续方程、动量方程、能量方程及组分输运方程的耦合方程组，然后，再逐一求解湍流等标量方程。由于控制方程是非线性的，且相互之间是耦合的，因此，在得到收敛解之前，也要经过多轮迭代。

非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。耦合求解器的方法则可用在高速可压缩流动。Fluent默认的是非耦合求解器，但对于高速可压缩流动，或需要考虑体积力（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格比较密，常采用耦合隐式求解方法解能量和动量方程，可较快的得到收敛解。但是这需要的内存比较大。

这里需要调用湍流模型，打开Viscous-Laminar(默认设置为层流模型），选择K- Epsilon Model中的Standard(标准模型），保持Model Constants中参数不变，单击OK。

3.4.3.定义材料

在Fluent中，流体和固体的物理属性都用材料这个名称来一并表示，Fluent要

求为每个参与计算的区域定义一种材料。Fluent在其材料库中已提供了如air 和water等一些常用材料，用户可以从中复制过来直接使用，或修改后使用。当然，用户还可创建新的材料。一旦这些材料被定义好之后，便可将材料分配给相应的边界区域。Fluent中默认的流体材料为空气，固体材料为铝，这里需要混凝土。我们只需定义第一相为水，第二相为固体颗粒材料。水我们直接复制系统自带的就可以了，颗粒材料需要自定义。因系统没自带颗粒材料，我们需要定义“New Materials”,如图3-8。

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