
对于这一类介质的计算来说,其几何空隙非常多,建立真实的几何非常麻烦,且会产生非常多的网格,工作量和计算量都非常大。因此,可以简化为多孔介质进行计算。
将流体域设置为多孔介质后,可以人为定义各个方向上的阻力系数,来代替多孔介质中的固体对流体的阻力。即添加一个与速度相关的动量汇,其表达公式为
其中, 为第i(x,y,z)方向上的动量方程的源项;v为速度值;
D 与C 为指定系数矩阵,D系数这一项代表粘性损失项,C系数这一项代表惯性损失项。
对于均匀的多孔介质来说,可改写为下面这个式子
其中,
D为黏性阻力系数,又可以被改写为1/α,α为渗透率;
为惯性阻力系数;v为速度
动量汇 作用于流体产生了压力梯度Dp,即 为多孔介质域的厚度
该问题目前已无需设置UDS或UDF。据经验,低版本如6.3.26只有热平衡模型,若实现流固耦合传热,则需写程序。但最新的版本中,多孔介质区域已集成了非热平衡模型(流固耦合传热其实就是多孔介质中的非热平衡),只需在Fluent内部设置即可。1、准备工作:在Fluent中创建一个新的 UDF 文件,命名为porous.c。在 UDF 文件中定义需要的头文件和宏定义,包括 Fluent 的相关头文件和宏定义,以及需要使用的标准C库头文件。2、定义 UDF:在porous.c中定义 UDF,包括初始化 UDF、计算 UDF、释放 UDF 等函数。这些函数需要根据模型的具体要求进行定义,如定义非平衡模型的质量平衡方程、能量平衡方程等。
3、编译 UDF:在 Fluent 中加载UDF文件,通过编译器将其编译成动态链接库或共享库。这一步需要确保 UDF 文件的语法正确,否则会编译失败。
4、加载 UDF:在Fluent中加载UDF文件,并将其与模拟模型关联起来。在Fluent中选择“Define->User-Defined->Functions”菜单,点击“Compiled UDFs”选项卡,加载编译后的UDF文件。
5、模拟计算:在Fluent中设置好模拟计算的参数和初始条件,开始计算。在计算过程中Fluent会自动调用 UDF 文件中定义的函数,实现非平衡模型的计算。
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