[案例分析]基于商用软件FLUENT的LES（大涡模拟）计算教学

写在前面

LES的计算中，实际上对网格是有要求滴，这方面内容可以从相关文献中找到，本文只是针对LES的计算设置进行一个简单的2D圆柱扰流讲解，不涉及网格要求方面，童鞋们要注意这一点哇！

文主花了两天时间学习FLUENT中的LES计算，所以，这实际上还是蛮简单的，只要大体思路成型了，剩下的只是细节工作。

这个就是文主计算的结果（延伸段实际上应该更长一些）

写稿初衷

本文的写稿初衷是因为当初在各大网站上苦苦找寻LES设置算例，然而。。。木有找到，因此就想做一个基于商用软件FLUENT的LES教程。

选择FLUENT的原因是因为目前大多数童鞋都比较喜欢使用FLUENT来进行流动数值模拟。鉴于FLUENT的受欢迎程度以及初学者们的需求，本文就基于FLUENT做一次LES计算的教程。

适宜人群：想学习LES计算、流动非定常计算、FLUENT的筒子们

文主使用的软件：ICEM CFD15.0、FLUENT 15.0

算例：二维（2D）圆柱扰流计算

• First Step：前处理

前处理用一句话来概括就是：准备计算网格！

网格这一块不是LES计算的重点，因为任何计算都要画网格，因此建议童鞋们可以参考其他教程单独学习画网格，本教程只作简单的介绍。

由于圆柱扰流问题比较简单，因此可以直接在ICEM上画，思想是：由点构成线，再由线构成面。

步骤是：

1. 先给出几何点（比如圆柱的圆心、流域的边界点）；

2. 通过点连线，最终得到面（如下图所示）

到这里就可以画网格了，可以使用非结构网格划分或者结构化网格划分，两种网格FLUENT均能计算。

文主一般比较喜欢用结构化网格，所以在这里展示一下如何画结构化网格。

总体思路是：先给出块（Block），再分割块（Block），然后给网格节点，最后生成网格并转成非结构化网格（ICEM只能导出非结构化网格）。

步骤是：

1. 给出块（Block），用一个Block把所有的面（Surface）包住；

2. 分割块（Block），这里解释一下为什么要分割：圆柱扰流问题中，圆柱（固体）部分是不计算的，因此流体域中肯定会缺一个圆，这个缺口附近的网格很难把握，为了保证网格质量，因此建议用一个正方形的Block包住这个圆，所以把长方形的Block分成一个正方形和一个小长方形；

3. 用OGrid Block划分圆柱附近的网格，并删除掉中心区域（中心区域为圆柱）；

4. 将Block的Edge（也就是块的边）与几何的边（Curve，中文意思曲线）关联起来

5. 设置Edge的网格节点数以及分布；

6. 最后一步很关键，将结构化网格转化为非结构化网格（文主曾经被困在这里很久，后来才知道ICEM只能导出非结构化网格到FLUENT里面）

7. 最终生成网格如下图：

接下来就是导入FLUENT进行计算。

• Second Step：FLUENT计算

总的思路是：

1. 先导入网格，然后设置边界条件；

2. 先进行定常计算（Steady），提供一个比较好的初始流场；

3. 在选择非定常计算（Transient），选择LES-2D模式（这里后面会讲）；

4. 然后将非定常的结果输出就好的（这里讲的时候要细看哇）

下面是具体操作。

打开FLUENT，因为是计算2D圆柱扰流，因此这里选择2D格式。

导入网格并显示

再设置边界条件（比如进口、出口、壁面等）

下面就可以开始进行定常计算。一般按照默认设置就OK，我这里给的定常迭代次数是100步，计算完成后，我们就有一个好的初始流场，然后关键的两步来了

首先，把General中的“Steady”换成“Transient”，然后在FLUENT里面输入

“(rpsetvar 'les-2d? #t)”

这里的问题是：注意开头木有空格！开头木有空格！开头木有空格！否则FLUENT不能识别，接下来按回车，再点击Models中的Viscious就可以看到LES，好开心有木有。

这是第一个需要注意的问题，因为LES默认是3D的。

第二个需要注意的问题是：为了能够看到流场随时间的变化，这里一定要把非定常计算过程中流场给保存下来，这是在Caculation activities中设置，

点击Creat中的Solution Data Export，然后按Flow Time（物理时间）进行文件保存，这样每一个FlowTime的流场都能保存下来啦！

最后把每个时刻的流场进行处理没就能得到每个时刻的非定常流场啦！

• 后处理可以使用Tecplot得到动画，这方面不作展开啦！

有问题咨询或者有商业合作可以联系文主，联系邮箱为1403476427@mail.nwpu.edu.cn。本文转自 知乎专栏《技术邻CAE学院》，原帖地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/35832439，感谢原作者。