【AICFD案例操作】溃坝过程模拟

AICFD是由天洑软件自主研发的通用智能热流体仿真软件，用于高效解决能源动力、船舶海洋、电子设备和车辆运载等领域复杂的流动和传热问题。软件涵盖了从建模、仿真到结果处理完整仿真分析流程，帮助工业企业建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程，提高企业研发效率。

一、概 要

1）案例描述

本案例是针对溃坝过程进行的数值模拟。

2）网格

整体网格为六面体网格的非结构网格，网格数量10万。

图1-1 网格模型

3）计算条件

出口静压：101325Pa；湍流模型：Standard k-epsilon；介质：25°空气，水密度997kg/m³。

二、网 格

1）新建工程

① 启动AICFD 2023R2；

② 选择 文件>新建，新建工程，选择工程文件路径，设置工程文件名，点击“确定”。

图2-1 AICFD窗口

图2-2 新建工程

2）网格导入

单击菜单栏 网格>导入网格，选中mesh文件夹，导入外部生成的计算域网格。

图2-3 几何导入

3）网格质量检查

单击菜单栏 网格>网格质量，检查网格质量。

图2-4 网格质量检查

三、求解设置

1）求解模型

双击 求解> 求解模型，设置湍流模型。本案例为瞬态计算，采用不可压缩流，湍流模型采用Standard k-epsilon模型，打开多相流模型，相设置为2。

图3-1 模型设置

右击 网格域>域，点击“插入域”，在自定义区域设置窗口中修改名称，设定区域坐标边界，然后点击“确定”，创建初始水域，如图所示。

图3-2 创建水域

选择 求解> 材料，双击“Water”，选择Material Properties，确认介质物性参数, 如图所示。

图3-3 材料选择

2）计算域

① 双击 求解> 流动分析> 计算域> Domain-defaultCellZone，在计算域设置窗口中选择“Fluid Domain”，Fluid1材料选择“Air at 25 C”，Fluid2材料选择“Water”，然后点击“下一步”；

② 在打开的流体模型窗口继续点击“下一步”，设置表面张力系数，点击“下一步”；

③ 设置初始水域材料“Water”，点击“确定”，将网格分配到计算域Domain-defaultCellZone，如图所示。

图3-4 分配计算域

3）边界条件

双击 求解> 流动分析> 计算域> 边界条件> Wall，打开选择面窗口，提取边界，设置Wall设置边界名称、边界类型，如图所示。

图3-5 Wall定义

右击 求解> 流动分析> 计算域> 边界条件，点击“插入边界条件”，打开区域名称窗口，选择面movingwall，设置Outlet的边界条件，需要分别设置边界名称、边界类型、边界条件和数值，如图所示。

图3-6 Outlet定义

设置Symmetry的边界条件，需要分别设置边界名称、边界类型，如图所示。

图3-7 Symmetry定义

4）求解参数设置

双击 求解> 求解设置 ，设置计算方法，包括差分方法等。

图3-8 求解参数设置

双击 求解> 求解控制，设置求解器启停条件，迭代步数等。

图3-9 求解参数设置

四、初始化及求解计算

1）残差曲线与监控变量

双击 监控> 残差曲线，选择查看监控曲线。

图4-1 监控曲线选择

2）初始流场设置

① 双击 求解> 初始化，设置初始流场；

② 选择菜单栏 求解> 初始化，初始化流场。

图4-2 初始化设置

图4-3 初始化流场

3）求解计算

选择菜单栏 求解> 求解> 直接求解> 并行，开始计算。

图4-4 运行求解器

图4-5 选择求解模式

六、后处理

1）监控曲线

查看残差曲线。

图5-1 残差曲线

2）求解结果更新及导入

单击菜单栏 求解> 可视化结果，实现可视化求解结果更新，现版本计算完成后自动进行可视化求解结果。

图5-2 结果更新

3）可视化结果

① 密度云图

单击菜单栏 后处理> 云图，选取位置和变量参数密度，设置等级参数256，点击应用，读取两相流密度分布云图。

图5-3 密度云图

② 压力云图

单击 后处理> 云图，选取位置和变量参数压力，设置等级参数256，点击应用，读取两相流压力云图。

图5-4 压力云图

③ 动画

单击 后处理> 云图，选取位置Contour1，点击播放，查看动画。

图5-5 动画