fluent在运行时改变重力方向方法总结

  Fluent版本：19.0（其他版本应该也适用）

这里我们用一个简单的算例（同心环中的自然对流）来说明

算例来自《ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual》中的VMFL009: Natural Convection in a Concentric Annulus. 

外环温度为327K，内环温度为373K

圆环内流体的物性参数为：

 

通过计算瑞利数，本算例应该采用层流模型进行计算

网格模型如下：

 

首先我们不考虑重力

打开Fluent，读入网格（建议在ICEM导出网格的时候就进行缩放，这样可以避免在Fluent当中scale了）

 

计算很快完成

温度云图如下：

 

 　　我们可以看出自然对流在没有施加重力的作用下，和导热几乎是一样的

 接下来我们考虑重力对自然对流的影响，我们在Y的负向施加9.81m/s²的重力加速度，只需在上面算例的基础上勾选重力选项，然后输入对应的重力加速度

 那么如果我们重力是随时间变化的怎么办呢？我们可以采用下面三种方式来让重力随时间变化

方法一：采用UDF当中的DEFINE_ADJUST宏来实现重力随时间变化，我们仍然采用本算例，我们仍然勾选重力选项（如果不勾选，则不能改变重力），但是我们不输入重力加速度的值，而采用默认值0，在UDF中指定重力，我们编写如下的代码：

编译该UDF，挂载该UDF

然后

如果没有上面的步骤，否则UDF指定的重力将不生效

通过对面我们可以看出GUI施加重力和UDF施加重力的效果是一样的，计算结果是完全一致的，如果我们想要重力随时间变化，我们可以在UDF中采用RP_Get_Real(“flow-time”)或者CURRENT_TIME来根据时间变化调整重力方向

方法二：通过UDF在Fluent当中添加到动量源项的方式

我们编写如下的代码：

编译该UDF

挂载该UDF

然后计算

我们可以看到通过添加动量源项的方式与GUI施加重力的效果也是一致的，施加动量源项需要注意一下量纲，返回源项的值时，需要重力与源项之间相差一个密度，需要用重力乘密度以后再返回。如果想要重力随时间变化，同上，可以在UDF中采用RP_Get_Real(“flow-time”)或者CURRENT_TIME来根据时间变化调整重力方向。

方法三：通过编写scheme来实现改变重力

我们编写如下的scheme代码：

(define (ChangeGravity)

(begin

    (rpsetvar 'gravity/y -9.81)

    (%models-changed)

)

)

然后将文本文件重命名为以.scm为后缀名（我命名为demo.scm）

我们仍然勾选重力选项（如果不勾选，则不能改变重力），但是我们不输入重力加速度的值，而采用默认值0。

然后计算

从计算结果我们看到和scheme施加重力的方式和GUI施加重力的方式也是一致的，随时间变化在scheme当中为(rpgetvar 'flow-time)，然后根据获取的时间来改变重力

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