該專題主要包括以下的主要內(nèi)容：

一、動網(wǎng)格的相關(guān)知識介紹;

二、以NACA0012翼型俯仰振蕩實(shí)例進(jìn)行講解動網(wǎng)格的應(yīng)用過程;

三、與動網(wǎng)格應(yīng)用有關(guān)的參考文獻(xiàn);

四、使用動網(wǎng)格進(jìn)行計算的一些例子。

一、動網(wǎng)格的相關(guān)知識介紹

有關(guān)動網(wǎng)格基礎(chǔ)方面的東西，請具體參考FLUENT User’s Guide或FLUENT全攻略的相關(guān)章節(jié)，這里只給出一些提要性的知識要點(diǎn)。

1、簡介

動網(wǎng)格模型可以用來模擬流場形狀由于邊界運(yùn)動而隨時間改變的問題。邊界的運(yùn)動形式可以是預(yù)先定義的運(yùn)動，即可以在計算前指定其速度或角速度;也可以是預(yù)先未做定義的運(yùn)動，即邊界的運(yùn)動要由前一步的計算結(jié)果決定。網(wǎng)格的更新過程由FLUENT 根據(jù)每個迭代步中邊界的變化情況自動完成。在使用動網(wǎng)格模型時，必須首先定義初始網(wǎng)格、邊界運(yùn)動的方式并指定參予運(yùn)動的區(qū)域?？梢杂眠吔缧秃瘮?shù)或者UDF定義邊界的運(yùn)動方式。FLUENT 要求將運(yùn)動的描述定義在網(wǎng)格面或網(wǎng)格區(qū)域上。如果流場中包含運(yùn)動與不運(yùn)動兩種區(qū)域，則需要將它們組合在初始網(wǎng)格中以對它們進(jìn)行識別。那些由于周圍區(qū)域運(yùn)動而發(fā)生變形的區(qū)域必須被組合到各自的初始網(wǎng)格區(qū)域中。不同區(qū)域之間的網(wǎng)格不必是正則的，可以在模型設(shè)置中用FLUENT軟件提供的非正則或者滑動界面功能將各區(qū)域連接起來。

注：一般來講，在Fluent中使用動網(wǎng)格，基本上都要使用到UDF，所以你最好具備一定的C語言編程基礎(chǔ)。

2、動網(wǎng)格更新方法

動網(wǎng)格計算中網(wǎng)格的動態(tài)變化過程可以用三種模型進(jìn)行計算，即

彈簧近似光滑模型(spring-based smoothing)、

動態(tài)分層模型 (dynamic layering)

局部重劃模型 (local remeshing)

1)彈簧近似光滑模型

原則上彈簧光順模型可以用于任何一種網(wǎng)格體系，但是在非四面體網(wǎng)格區(qū)域(二維非三角形)，最好在滿足下列條件時使用彈簧光順方法：(1)移動為單方向。(2)移動方向垂直于邊界。

如果兩個條件不滿足，可能使網(wǎng)格畸變率增大。另外，在系統(tǒng)缺省設(shè)置中，只有四面體網(wǎng)格(三維)和三角形網(wǎng)格(二維)可以使用彈簧光順法，如果想在其他網(wǎng)格類型中激活該模型，需要在dynamic-mesh-menu 下使用文字命令spring-on-all-shapes?，然后激活該選項即可。

2)動態(tài)分層模型

動態(tài)分層模型的應(yīng)用有如下限制：

(1)與運(yùn)動邊界相鄰的網(wǎng)格必須為楔形或者六面體(二維四邊形)網(wǎng)格。

(2)在滑動網(wǎng)格交界面以外的區(qū)域，網(wǎng)格必須被單面網(wǎng)格區(qū)域包圍。

(3)如果網(wǎng)格周圍區(qū)域中有雙側(cè)壁面區(qū)域，則必須首先將壁面和陰影區(qū)分割開，再用滑動交界面將二者耦合起來。

(4)如果動態(tài)網(wǎng)格附近包含周期性區(qū)域，則只能用FLUENT 的串行版求解，但是如果周期性區(qū)域被設(shè)置為周期性非正則交界面，則可以用FLUENT 的并行版求解。

如果移動邊界為內(nèi)部邊界，則邊界兩側(cè)的網(wǎng)格都將作為動態(tài)層參與計算。如果在壁面上只有一部分是運(yùn)動邊界，其他部分保持靜止，則只需在運(yùn)動邊界上應(yīng)用動網(wǎng)格技術(shù)，但是動網(wǎng)格區(qū)與靜止網(wǎng)格區(qū)之間應(yīng)該用滑動網(wǎng)格交界面進(jìn)行連接。

3——局部網(wǎng)格重劃模型

需要注意的是，局部網(wǎng)格重劃模型僅能用于四面體網(wǎng)格和三角形網(wǎng)格。在定義了動邊界面以后，如果在動邊界面附近同時定義了局部重劃模型，則動邊界上的表面網(wǎng)格必須滿足下列條件：

(1)需要進(jìn)行局部調(diào)整的表面網(wǎng)格是三角形(三維)或直線(二維)。

(2)將被重新劃分的面網(wǎng)格單元必須緊鄰動網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。

(3)表面網(wǎng)格單元必須處于同一個面上并構(gòu)成一個循環(huán)。

(4)被調(diào)整單元不能是對稱面(線)或正則周期性邊界的一部分。動網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn)在FLUENT 中是由系統(tǒng)自動完成的。如果在計算中設(shè)置了動邊界，則FLUENT 會根據(jù)動邊界附近的網(wǎng)格類型，自動選擇動網(wǎng)格計算模型。如果動邊界附近采用的是四面體網(wǎng)格(三維)或三角形網(wǎng)格(二維)，則FLUENT 會自動選擇彈簧光順模型和局部重劃模型對網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整。如果是棱柱型網(wǎng)格，則會自動選擇動態(tài)層模型進(jìn)行網(wǎng)格調(diào)整。在靜止網(wǎng)格區(qū)域則不進(jìn)行網(wǎng)格調(diào)整。

動網(wǎng)格問題中對于固體運(yùn)動的描述，是以固體相對于重心的線速度和角速度為基本參數(shù)加以定義的。既可以用型函數(shù)定義固體的線速度和角速度，也可以用UDF 來定義這兩個參數(shù)。同時需要定義的是固體在初始時刻的位置。

注：這一小節(jié)主要講述了動網(wǎng)格的更新方法，最好能掌握，尤其是各種方法的適用范圍，通常來講，在一個case中，我們使用的更新方法都是根據(jù)網(wǎng)格類型以及和要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動來選擇的，很多時候都是幾種更新方法搭配起來使用的?？偨Y(jié)一下：

使用彈簧近似光滑法網(wǎng)格拓?fù)涫冀K不變，無需插值，保證了計算精度。但彈簧近似光滑法不適用于大變形情況，當(dāng)計算區(qū)域變形較大時，變形后的網(wǎng)格會產(chǎn)生較大的傾斜變形，從而使網(wǎng)格質(zhì)量變差，嚴(yán)重影響計算精度。動態(tài)分層法在生成網(wǎng)格方面具有快速的優(yōu)勢，同時它的應(yīng)用也受到了一些限制。它要求運(yùn)動邊界附近的網(wǎng)格為六面體或楔形，這對于復(fù)雜外形的流場區(qū)域是不適合的。使用局部網(wǎng)格重劃法要求網(wǎng)格為三角形(二維)或四面體(三維)，這對于適應(yīng)復(fù)雜外形是有好處的，局部網(wǎng)格重劃法只會對運(yùn)動邊界附近區(qū)域的網(wǎng)格起作用。

3、動網(wǎng)格問題的建立

設(shè)置動網(wǎng)格問題的步驟中需要注意的如下：

在Solver(求解器)面板中選擇非定常流(unsteady)計算;設(shè)定邊界條件，即設(shè)定壁面運(yùn)動速度;激活動網(wǎng)格模型，并設(shè)定相應(yīng)參數(shù);指定移動網(wǎng)格區(qū)域的運(yùn)動參數(shù);保存算例文件和數(shù)據(jù)文件;預(yù)覽動網(wǎng)格設(shè)置，菜單操作為：Solve -> Mesh Motion…;應(yīng)用自動保存功能保存計算結(jié)果，在動網(wǎng)格計算中，因為每個計算步中網(wǎng)格信息都會改變，而網(wǎng)格信息是儲存在算例文件中的，所以必須同時保存算例文件和數(shù)據(jù)文件;如果想建立網(wǎng)格運(yùn)動的動畫過程，可以在Solution Animation(計算結(jié)果動畫)面板中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。

注：在這一步中，需要提醒一下，使用動網(wǎng)格進(jìn)行正式計算之前，最好養(yǎng)成預(yù)覽動網(wǎng)格更新的習(xí)慣;就是在正式計算前，瀏覽一下動網(wǎng)格的更新情況，這樣可以避免在計算過程中出現(xiàn)動網(wǎng)格更新本身的問題。在預(yù)覽更新時，很多人都說會出現(xiàn)負(fù)體積的警告，更新不成功，出現(xiàn)這樣的問題時，最好先把時間步長改的更小點(diǎn)兒試試，一般來講，排除UDF本身的原因，出現(xiàn)更新出錯的原因都與時間步長有關(guān)，這需要結(jié)合所使用的更新方法多琢磨。

4、設(shè)定動網(wǎng)格參數(shù)

為了使用動網(wǎng)格模型，需要在dynamic mesh(動網(wǎng)格)面板中激活Dynamic Mesh(動網(wǎng)格)選項。如果計算的是活塞運(yùn)動，則同時激活I(lǐng)n-Cylinder(活塞)選項。然后選擇動網(wǎng)格模型，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。

1)選擇網(wǎng)格更新模型

在Mesh Methods(網(wǎng)格劃分方法)下面選擇Smothing(彈簧光順模型)，Layering(動態(tài)層模型)和(或)Remshing(局部網(wǎng)格重劃模型)。2)設(shè)置彈簧光順參數(shù)

激活彈簧光順模型，相關(guān)參數(shù)設(shè)置位于Smoothing(光順)標(biāo)簽下，可以設(shè)置的參數(shù)包括Spring Constant Factor(彈簧彈性系數(shù))、Boundary Node Relaxation(邊界點(diǎn)松弛因子)、Convergence Tolerance(收斂判據(jù))和Number of Iterations(迭代次數(shù))。彈簧彈性系數(shù)應(yīng)該在0 到1 之間變化，彈性系數(shù)等于0 時，彈簧系統(tǒng)沒有耗散過程，在圖中算例中，靠近壁面的網(wǎng)格沒有被改變，而是保持了原來的網(wǎng)格形狀和密度;在彈性系數(shù)等于1 時，彈簧系統(tǒng)的耗散過程與缺省設(shè)置相同，從圖中可以發(fā)現(xiàn)壁面發(fā)生變形，壁面附近網(wǎng)格因為過度加密而質(zhì)量下降。因此在實(shí)際計算中應(yīng)該在0 到1 之間選擇一個適當(dāng)?shù)闹?。邊界點(diǎn)松弛因子用于控制動邊界上網(wǎng)格點(diǎn)的移動。當(dāng)這個值為零時，邊界節(jié)點(diǎn)不發(fā)生移動;在這個值為1 時，則邊界節(jié)點(diǎn)的移動計算中不采用松弛格式。在大多數(shù)情況下，這個值應(yīng)該取為0 到1 之間的一個值，以保證邊界節(jié)點(diǎn)以合適的移動量發(fā)生移動。

收斂判據(jù)就是網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)移動計算中，迭代計算的判據(jù)。迭代次數(shù)是指網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)移動計算的最大迭代次數(shù)。

3)動態(tài)分層

在Layering(動態(tài)分層)標(biāo)簽下，可以設(shè)置與動態(tài)層模型相關(guān)的參數(shù)。通過設(shè)定Constant Height(常值高度)與Constant Ratio(常值比例)可以確定分解網(wǎng)格的兩種方法。Split Factor(分割因子)和Collapse Factor(合并因子)則分別為上面介紹的alpha_s和alpha_c。

4)局部網(wǎng)格重新劃分網(wǎng)格

在Remeshing(重劃網(wǎng)格)標(biāo)簽下，設(shè)置與局部重劃模型相關(guān)的參數(shù)?？梢栽O(shè)置的參數(shù)包括Maximum Cell Skewness(最大畸變率)、Maximum Cell Volume(最大網(wǎng)格體積)和Minimum Cell Volume(最大網(wǎng)格體積)，其含義如前所述，主要用于確定哪些網(wǎng)格需要被重新劃分。在缺省設(shè)置中，如果重新劃分的網(wǎng)格優(yōu)于原網(wǎng)格，則用新網(wǎng)格代替舊網(wǎng)格;否則，將保持原網(wǎng)格劃分不變。如果無論如何都要采用新網(wǎng)格的話，則可以在Options(選項)下面選擇Must Improve Skewness(必須改善畸變率)選項。如果Options(選項)下面的Size Function(尺寸函數(shù))被激活，則還可以用網(wǎng)格尺寸分布函數(shù)標(biāo)志需要重新劃分的網(wǎng)格。假設(shè)在某點(diǎn)附近的理想網(wǎng)格尺寸為L，而某個網(wǎng)格的尺寸為L‘，如果：

L不屬于[0.8*gamma*L，1.25*gamma*L]

則網(wǎng)格被標(biāo)志為需要重新劃分的網(wǎng)格，并在隨后的計算中被重新劃分。式中的gamma用下面的公式計算：

當(dāng)alpha>0時，gamma=1+alpha*d_b^(1+2*beta)

當(dāng)alpha<0時，gamma=1+alpha*d_b^[(1-beta)^-1]

式中d_b為網(wǎng)格到壁面邊界的最小距離，alpha和beta就是需要設(shè)置的Size Function Variation(尺寸函數(shù)增量)和Size Function Rate(尺寸函數(shù)變化率)。

以上兩式中，alpha以邊界網(wǎng)格尺寸為基準(zhǔn)控制內(nèi)部網(wǎng)格的大小，alpha等于0.5表示內(nèi)部網(wǎng)格的尺寸至少是邊界網(wǎng)格的1.5倍，alpha等于-0.5表示內(nèi)部網(wǎng)格的尺寸等于邊界網(wǎng)格的0.5倍，如果alpha等于0則表示內(nèi)部網(wǎng)格與邊界網(wǎng)格大小相同;bata的取值在-1到1之間，用于控制網(wǎng)格從邊界到內(nèi)部區(qū)域的變化速率。Beta取正值表示網(wǎng)格變化速率較慢，取負(fù)值則表示變化速率較快，取0 則表示網(wǎng)格從邊界到內(nèi)部區(qū)域呈線性變化。

另外一個選項Size Function Resolution(尺寸函數(shù)分辨率)用于定義尺寸分布函數(shù)對網(wǎng)格大小的分辨率，其參照值是最小網(wǎng)格尺寸。

點(diǎn)擊Use defaults(使用缺省值)按鈕，可以恢復(fù)系統(tǒng)缺省設(shè)置。

5)設(shè)定活塞運(yùn)動參數(shù)

如果在計算中選擇使用In-cylinder(活塞)模型，需要指定Crank Shaft Speed(曲柄速度)、Starting Crank Speed(曲柄起始速度)、Crank Period(曲柄周期)以及Crank Angle Step Size(曲柄角度時間步長)。

FLUENT 中還提供一個內(nèi)建函數(shù)用于計算活塞位置。這個函數(shù)的自變量為曲柄轉(zhuǎn)角，如果選用這個函數(shù)，還需要指定Piston Stroke(活塞行程)和Connecting Rod Length(連接桿長度)二個參數(shù)。

注：以上的一些參數(shù)設(shè)定對動網(wǎng)格的更新質(zhì)量影響很大，如果設(shè)置不當(dāng)，可能引起更新不成功，如果不清楚這些設(shè)定因子對更新的影響，可以固定一些參數(shù)調(diào)節(jié)一兩個參數(shù)查看效果。另外，在這些更新方法中比較容易出問題的就是Remeshing方法中的一些參數(shù)設(shè)定：Remeshing中的參數(shù)Minimum length scale和Maximum Length Scale，這兩個參數(shù)你可以參考mesh scale info中的值，僅是參考，因為mesh scale info中的值是整個網(wǎng)格的評價值，設(shè)置的時候看一下動網(wǎng)格附近的網(wǎng)格和整個網(wǎng)格區(qū)域的大小比較，然后確定這兩個參數(shù)，一般來講，動網(wǎng)格附近的網(wǎng)格較密，這些值都比整體的小，所以在設(shè)置時通常設(shè)置為比mesh scale info中的Minimum length scale大一點(diǎn)，比Maximum Length Scale小一點(diǎn)。

5、定義動網(wǎng)格的運(yùn)動方式

在計算動網(wǎng)格問題時，必須定義動網(wǎng)格區(qū)的運(yùn)動方式。在動網(wǎng)格區(qū)為剛體運(yùn)動時，可以用型函數(shù)和UDF 來定義其運(yùn)動;在動網(wǎng)格區(qū)為變形區(qū)域時，則需要定義其幾何特征及局部網(wǎng)格重劃參數(shù);如果動網(wǎng)格區(qū)既做剛體運(yùn)動又有變形發(fā)生，則只能用UDF 來定義其幾何形狀的變化和運(yùn)動過程。

上述定義在Dynamic Zones(動態(tài)區(qū)域)面板中設(shè)置，在這個面板中可以修改動態(tài)區(qū)域的設(shè)置、計算剛體運(yùn)動區(qū)域的重心或刪除一個動態(tài)區(qū)域。方法是首先在Dynamic Zones(動態(tài)區(qū)域)列表中選擇一個動網(wǎng)格區(qū)，然后修改其設(shè)置參數(shù)，或計算其重心，或進(jìn)行刪除操作，最后點(diǎn)擊Create(創(chuàng)建)按鈕保存設(shè)置。

對于新加入的區(qū)域，需要先從Zone Names(區(qū)域名稱)下選擇相關(guān)區(qū)域，然后在Type(類型)下選擇其運(yùn)動類型?？晒┻x擇的運(yùn)動類型包括：Stationary(靜止)Rigid Body(剛體運(yùn)動)Deforming(變形)User-Defined(用戶自定義)

補(bǔ)充資料：FLUENT三種動邊界控制實(shí)現(xiàn)方法

1) void DEFINE_CG_MOTION (UDFname,Dynamic_Thread * dt,real vel[ ], real omega[ ], real time,real dtime)。

此函數(shù)接口用于控制剛體的運(yùn)動,用戶把剛體質(zhì)心運(yùn)動速度和角速度分別賦值給vel和omega, FLUENT根據(jù)它們的值來自動計算出邊界下一步的位置,從而實(shí)現(xiàn)動邊界的控制; 剛體質(zhì)心的位置可以在函數(shù)接口界面對話框中定義。Dynamic Zones中的dwall就是要控制的動邊界,Motion UDF/Profile中的就是UDFname,從中可看出它已被制定成用于控制dwall,理論上 FLUEN T可以通過這種方式實(shí)現(xiàn)無窮多個動邊界的控制; C.G.Location用于設(shè)定初始位置的質(zhì)心,C.G.Orientation用于設(shè)定剛體的初始角度。一般適用于剛體本身不變形的運(yùn)動。

2) void DEFINE_GEOM(char name,Domain * d,Dynamic_Thread * dt,real * position)。

此函數(shù)接口用于控制變形體的邊界運(yùn)動, position就是運(yùn)動邊界上某網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置值,用戶可以通過對其賦值達(dá)到控制效果, position [0]對應(yīng)邊界節(jié)點(diǎn)的x坐標(biāo), position [1]對應(yīng)y 坐標(biāo), position [2]對應(yīng)z坐標(biāo); FLUENT自動遍歷所有的邊界節(jié)點(diǎn),因此適用于有規(guī)律的可以用函數(shù)描述的運(yùn)動邊界。

3) void DEFINE_ GRID_MOTION(name,d,dt,time,dtime)。

此函數(shù)接口也用于控制形體的邊界運(yùn)動。主要用于更加復(fù)雜的控制,用戶需要自己利用 FLUENT提供的其他函數(shù)來遍歷運(yùn)動邊界上的節(jié)點(diǎn),并對其位置進(jìn)行控制,因此 UDF編程比前面兩種復(fù)雜得多。它甚至可以事先生成好邊界數(shù)據(jù),在計算中把數(shù)據(jù)讀入,完成復(fù)雜形體控制。

6、預(yù)覽動網(wǎng)格

在設(shè)置好動網(wǎng)格模型及動網(wǎng)格區(qū)的運(yùn)動方式后，可以通過預(yù)覽的方式檢查設(shè)置效果。預(yù)覽功能在Mesh Motion(網(wǎng)格運(yùn)動)面板中進(jìn)行設(shè)置，啟動這個面板的菜單操作為：Solve -> Mesh Motion…

預(yù)覽操作步驟如下：

(1)在參數(shù)設(shè)置完畢后，首先保存算例(case)文件。因為與網(wǎng)格設(shè)置有關(guān)的記錄都保存在算例文件中，在預(yù)覽過程中伴隨著網(wǎng)格的更新，與網(wǎng)格有關(guān)的記錄也不斷被刷新，如果不進(jìn)行保存，則無法恢復(fù)原始設(shè)置狀態(tài)，在發(fā)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置問題后就無法進(jìn)行更改了。

(2)設(shè)置迭代時間步數(shù)和時間步長。在計算過程中，當(dāng)前時間將被顯示在Current Mesh Time(當(dāng)前網(wǎng)格時間)欄中。如果在計算中選用了活塞模型選項，則時間步長用曲柄速度(shaft speed)和曲柄轉(zhuǎn)動步長(crank angel step size)計算得出。

(3)為了在圖形窗口中預(yù)覽網(wǎng)格變化過程，需要激活Display Options(顯示選項)下的Display Grid(顯示網(wǎng)格)，并在Display Frequency(顯示頻率)中設(shè)置顯示頻率，即每分鐘顯示圖幅數(shù)量。如果要保存顯示的圖形，則同時激活Save Hardcopy(保存硬拷貝)選項。

(4)點(diǎn)擊Preview(預(yù)覽)按鈕開始預(yù)覽。

在定義了活塞運(yùn)動時，活塞運(yùn)動的預(yù)覽是在IC Zone Motion(活塞運(yùn)動)面板中實(shí)現(xiàn)的，激活這個面板的菜單操作為：Display -> IC Zone Motion…

預(yù)覽操作的具體步驟為：

(1)在Display Grid(顯示網(wǎng)格)面板中選擇準(zhǔn)備預(yù)覽的網(wǎng)格區(qū)域。

(2)在IC Zone Motion(網(wǎng)格運(yùn)動)面板中，設(shè)置曲柄角度增量(Increment)和迭代步數(shù)(Number of Steps)。

(3)點(diǎn)擊Preview(預(yù)覽)按鈕開始預(yù)覽。

注：在動網(wǎng)格的建立內(nèi)容中，已經(jīng)說到了預(yù)覽動網(wǎng)格在整個計算之中的重要性，請參考。

二、以NACA0012翼型俯仰振蕩實(shí)例進(jìn)行講解動網(wǎng)格的應(yīng)用過程

首先需要聲明的是，這個例子也是來源于網(wǎng)絡(luò)，原作者不詳，在此向他表示感謝。

1、問題描述

本例是想對作簡諧振蕩運(yùn)動的NACA0012翼型的氣動特性(升力系數(shù)，阻力系數(shù)和力矩系數(shù))進(jìn)行數(shù)值計算，來流速度為V， 攻角的變化規(guī)律為：

Alpha(t)=A/2*sin(omega*t)

其中，A=10度，omega=10*pi 弧度/秒。

2、該例需要使用動網(wǎng)格來實(shí)現(xiàn)，首先需要編寫剛體運(yùn)動UDF實(shí)現(xiàn)翼型的俯仰運(yùn)動，由于在FLUENT的UDF中只能指定速度，角速度;所以，需要將攻角對時間求導(dǎo)，得到轉(zhuǎn)動角速度的規(guī)律：

D(alpha)/dt=A*omega/2*cos(omega*t)

編寫的UDF在附件中。

3、由于本例只是為了講述動網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn)，至于其他方面的設(shè)置及分析就不再討論;這里詳細(xì)講述下動網(wǎng)格的建立以及動網(wǎng)格的預(yù)覽的結(jié)果。步驟如下：

1)將mesh文件讀入到FLUENT中，Grid：check，scale…，Smooth/Swap…;Display Grid;

2)定義求解器為，Define：pressure-based，2D，unsteady，Implicit，Green-Gauss Node Based(因本例使用的是三角形單元).

3)編譯UDF，Define->User-Defined->Functions->Complied…

此時打開了Complied UDFs的窗口，Add…在選擇UDF的對話框中找到NACA0012DM文件夾中的airfoil.c文件，選中，ok;此時返回到Complied UDFs的窗口點(diǎn)擊Build，F(xiàn)LUENT開始進(jìn)行編譯，可以在FLUENT窗口看到編譯的一些過程提示;等編譯完成，點(diǎn)擊Load;就將已經(jīng)編譯好的UDF加載到FLUENT中了。

4)定義動網(wǎng)格參數(shù)，Define->Dynamic Mesh(選勾，激活動網(wǎng)格模型)->Parameters…

此時打開了Dynamic Mesh Parameters 窗口，在Models中只選取Dynamic Mesh，本例的網(wǎng)格類型為三角形單元，要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動為小幅度的轉(zhuǎn)動，因此選用的動網(wǎng)格更新方法為Smoothing+Remeshing;開始依次對這兩種更新方法進(jìn)行參數(shù)設(shè)定：Smoothing中的參數(shù)設(shè)定：Spring Constant Factor(彈簧倔強(qiáng)系數(shù))，該值設(shè)定為一個較小的值，在0.01到0.1之間，本例選取0.08;Boundary Node Relaxation(邊界節(jié)點(diǎn)松弛)，設(shè)定為0.5;Convergence Tolerance(收斂判據(jù))，保持默認(rèn)的0.001;Number of Iterations(迭代次數(shù))，保持默認(rèn)的20;Remeshing中的參數(shù)設(shè)定：

為了得到較好的網(wǎng)格更新，本例在使用局部網(wǎng)格重新劃分方法時，使用尺寸函數(shù)，也就是Remeshing+Must Improve Skewness+Size Function的策略。將Minimum Length Scale及Maximum Length Scale均設(shè)置為0，為了使所有的區(qū)域都被標(biāo)記重新劃分;Maximum Cell Skewness(最大單元畸變)，參考Mesh Scale Info…中的參考值0.51，將其設(shè)定為0.4，以保證更新后的單元質(zhì)量;Size Remesh Interval(依照尺寸標(biāo)準(zhǔn)重新劃分的間隔)，將這個值設(shè)定為1，在FLUENT，不滿足最大網(wǎng)格畸變的網(wǎng)格在每個時間步都會被標(biāo)記，而后重新劃分，而不滿足最小，最大及尺寸函數(shù)的網(wǎng)格，只有在Current Time=(Size Remesh Interval)*delta t的時候，才根據(jù)這些尺寸的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記不合格的單元進(jìn)行重新劃分，為了保證每步的更新質(zhì)量，將其修改為1，就是每個時間都根據(jù)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記及更新網(wǎng)格。

Size Function Resolution(尺寸函數(shù)分辨率)，保持默認(rèn)的3;

Size Function Variation(尺寸函數(shù)變量)：建議使用一個小值，在0.1到0.5之間，本例將其設(shè)置為0.3;

Size Function Rate(尺寸函數(shù)變化率)，保持默認(rèn)的0.3。

5)定義動網(wǎng)格區(qū)域，Define->Dynamic Mesh->Zones…

此時打開了Dynamic Mesh Zones窗口，本例是使用UDF控制翼型上下邊的剛體運(yùn)動，因此，在Zone Names的下拉菜單中選中airfoil的邊界，在Type中選擇Rigid Body，而編譯好的airfoil UDF已經(jīng)在Motion UDF/Profile中了，不用管它;在Center of Gravity Location中定義剛體重心的初始位置(在這里其實(shí)該坐標(biāo)就是轉(zhuǎn)動點(diǎn)坐標(biāo)，翼型繞這個點(diǎn)俯仰，本應(yīng)該設(shè)定在1/4弦線點(diǎn)，但由于不清楚模型情況，在此讓翼型繞原點(diǎn)俯仰。);Center of Gravity Orientation定義重力在慣性系中的方向，均保持默認(rèn)，這兩項如果需要跟蹤物體運(yùn)動的質(zhì)心位置變化規(guī)律則比較有用，如在6DOF中，這里由于不清楚模型情況，保持默認(rèn)。Meshing Options中Cell Height設(shè)定為0.001，用于定義局部網(wǎng)格重新劃分時與邊界相鄰網(wǎng)格的理想尺寸，由于不知道網(wǎng)格劃分間距，大致填寫。

到此，動網(wǎng)格已經(jīng)定義完成，接下來，預(yù)覽動網(wǎng)格更新情況。

6)預(yù)覽動網(wǎng)格，Solve->Mesh Motion…設(shè)置Time Step Size(時間步長)為0.001秒，Number of Time Steps(時間步數(shù))設(shè)置為400，之后點(diǎn)擊Preview就可以看動網(wǎng)格的更新情況了。

初始網(wǎng)格如圖：

 

 

經(jīng)0.02秒后的網(wǎng)格：

 

 

經(jīng)0.1秒后的網(wǎng)格：

 

 

經(jīng)0.17秒后的網(wǎng)格：

 

由以上的圖可以看出，此次網(wǎng)格更新的質(zhì)量很好，可以用于計算。