如何设定FLUID141单元类型及建立几何模型？

定义工作名和工作标题。

定义工作文件名：依次选择Utility Menu→File→Change Jobname，会出现“Change Jobname”对话框，在对话框中输入工作文件名“Oscillating drop”，并将“NEW log and error files？”设置为“Yes”，如图7-76所示，单击“OK”按钮关闭对话框。

图7-76 “Change Jobname”对话框

定义工作标题：依次选择Utility Menu→File→Change Title，会出现“Change Title”对话框，在对话框中输入工作标题“Oscillating axisymmetric drop problem by the VOF/CSF solution”，如图7-77所示，单击“OK”按钮关闭对话框。

图7-77 “Change Title”对话框

设置参数：依次选择Main Menu→Preferences，会出现“Preferences for GUI Filtering”对话框，选择“FLOTRAN CFD”，如图7-78所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。

定义单元类型。

指定单元类型：Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit Delete命令，会弹出“Element Types”对话框，如图7-79所示。

图7-78 “Preferences for GUI Filtering”对话框

图7-79 “Element Types”对话框

单击“Add”按钮，会弹出“Library of Element Types”对话框。

在“Library of Element Types”列表框中选择“FLOTRAN CFD”和2D FLOTRAN141，在“Element type reference number”输入框中输入1，如图7-80所示。单击“OK”按钮关闭“Library of Element Types”对话框。

图7-80 “Library of Element Types”对话框

单击“Element Types”对话框中的“Options”按钮，会弹出“FLUID141 element type options”对话框，如图7-81所示，在“Element coordinate system K3”选择列表中选择“Axisymm about Y”，单击“OK”按钮关闭该对话框。

单击“Close”按钮，关闭“Element Types”对话框。

图7-81 “FLUID141 element type options”对话框

建立几何模型。

依次选择Utility Menu→Parameters→Scalar Parameters，会弹出“Scalar Parameters”对话框，如图7-82所示。在“Select”输入框中依次输入：

LX=30；

LY=30；

RadF=20；

aRad=18；

bRad=RadF**3/aRad**2；

DELX=0.1*RadF；

DELY=0.1*RadF；

DELT=2.0e-4；

APPT=DELT*5；

NDT=1000；

Sigm=0.073；

rho=1.0e-9；

mu=1.0e-6；

pexact=2*Sigm/RadF；

注意

每次输入完之后单击“Apply”按钮，全部输入完成之后单击“Close”按钮关闭该对话框。

依次选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Rectangle→By Dimensions，会弹出“Create Rectangle by Dimensions”对话框，如图7-83所示，在“X1，X2 X-coordinates”输入框中依次输入0，LX，在“Y1，Y2 Y-coordinates”输入框中依次输入-LY，LY。

依次选择Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，会弹出“Plot Numbering Controls”对话框，选择“Line Line numbers”，使其状态从“Off”变为“On”，其余选项采用默认设置，如图7-84所示，单击“OK”按钮关闭对话框。

图7-82 “Scalar Parameters”对话框

图7-83 “Create Rectangle by Dimensions”对话框(www.xing528.com)

图7-84 “Plot Numbering Controls”对话框

依次选择Utility Menu→PlotCtrls→Style→Colors→Reverse Video，ANSYS显示窗口将变成白色。依次选择Utility Menu→Plot→Areas将显示所生成的几何模型，生成的几何模型如图7-85所示。

单击ANSYS工具条的“SAVEDB”按钮保存数据。

划分网格。

依次选择Utility Menu→Select→Everything。

依次选择Utility Menu→Plot→Lines，重新绘制直线。

依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Lines”，在第二个下拉框中选择“By Num/Pick”，在第三个单选框中选择“From Full”，如图7-86所示。单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”对话框，选择线段L2、L4，单击“OK”按钮关闭对话框。

依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，如图7-87所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图7-85 生成的几何模型

图7-86 “Select Entities”对话框

图7-87 “Select Entities”对话框

依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Size Cntrls→Manual Size→Lines→Picked Lines，会弹出“Element Sizeon…”对话框，单击“Pick All”按钮，会弹出“Element Sizeson Picked Lines”对话框，如图7-88所示，在“SIZE Element edge length”输入框输入DELY，单击“OK”按钮关闭该对话框。

依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Lines”，在第二个下拉框中选择“ByNum/Pick”，在第三个单选框中选择“From Full”，如图7-86所示。单击“OK”按钮，会弹出“Select Lines”选择对话框，选择线段L1、L3，单击“OK”按钮关闭对话框。

依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“Attached to”，在第三个单选框中选择“Lines，all”，如图7-87所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。

依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Size Cntrls→Manual Size→Lines→Picked Lines，会弹出“Element Sizeon…”对话框，单击“Pick All”按钮，会弹出“Element Sizes on Picked Lines”对话框，如图7-88所示，在“SIZE Element edge length”输入框输入DELX，单击“OK”按钮关闭该对话框。

依次选择Main Menu→Preprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→3or4sided，会弹出“Mesh Areas”对话框，单击“Pick All”按钮，划分的网格模型如图7-89所示。

图7-88 “Element Sizes on Picked Lines”对话框

图7-89 划分网格后的模型

单击ANSYS工具条的“SAVEDB”按钮保存数据。

定义边界条件。

依次选择Utility Menu→Select→Everything。

依次选择Utility Menu→Plot→Lines，重新绘制直线。

依次选择Utility Menu→Select→Entities，会弹出“Select Entities”对话框，如图7-90所示。在第一个下拉框中选择“Nodes”，在第二个下拉框中选择“By Location”，在第三个单选框中选择“X coordinates”，在“Min，Max”输入框中输入0，单击“OK”按钮关闭对话框。

依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Velocity→On Nodes，会弹出“ApplyVonNodes”对话框。单击“Pick All”按钮，会弹出“Apply VELO load on Nodes”对话框，如图7-91所示。

“Apply VELO load on Nodes”对话框中，在“VX Load value”输入框中输入0，如图7-91所示，单击“OK”按钮关闭该对话框。

依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Volume Fract→Init Loads→By Geom→Elliptic，会弹出“Initialize VFRC by Geom”对话框，如图7-92所示，在“x-origin”输入框输入0，在“y-origin”输入框输入0，在“x-Radius”输入框输入aRad，在“y-Radius”输入框输入bRad，单击“OK”按钮关闭该对话框。

图7-90 “Select Entities”对话框

图7-91 “Apply VELO load on Nodes”对话框

图7-92 “Initialize VFRCbyGeom”对话框

依次选择Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Initial Condit'n→Define，会弹出Define Initial C…对话框，单击“Pick All”按钮会弹出“Define Initial Conditions”对话框，如图7-93所示，在“Lab DOF to be specified”选择列表中选择VX，在“VALUE Initial value of DOF”输入框中输入0。

单击“Apply”按钮会再弹出Define Initial C…对话框，单击“Pick All”按钮会弹出“Define Initial Conditions”对话框，在“Lab DOF to be specified”选择列表中选择VY，在“VALUE Initial value of DOF”输入框中输入0，单击“OK”按钮关闭该对话框。加载后的几何模型如图7-94所示。

单击ANSYS工具条的“SAVE DB”按钮保存数据。

图7-93 “Define Initial Conditions”对话框

图7-94 加载后的几何模型