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CAD 嵌入式 CFD 的确认方法(六)
本文上承CAD嵌入式CFD的确认方法(五)，若需全文观看，请点击相关链接
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8.行业问题和基准：通用汽车车体外形上的流体仿真（Ahmed车体模型）
“Ahmed车体模型”是一个经典的汽车外部空气动力学风洞测例(Lienhart et al., 2000)。估算对应Re = 7.68 10E5处气流接近40 m/s。车体所有的参数源于Lienhart et al. (2000)。使用长度方向209个单元、高度方向58个单元和宽度方向78个单元的计算网格来执行SOLID WORK S Flow Simulation计算（图28）。
图28：带有250后斜度的车体模型上的SOLIDWORKS Flow Simulation计算网格。
对于两个倾斜的后角，SOLID WORK S Flow Simulation计算的流场如图29所示。SOLID WORK Flow Simulation计算的流动速度曲线和车体拖动系数与实验数据(Lienhart et al., 2000)对比如图30和表2所示。
图29：计算的车体模型上游、车体模型上和车体模型下游的流体流线和速度曲线：250后斜度（左），350后斜度（右）
图30：在不同车体斜度角的车体对称面内的速度曲线（直线-计算结果；红线-实验结果）：250后斜度（上部），350后斜度（下部）
表2：使用SOLIDWORKS Flow Simulation计算的和通过实验获得的车体模型拖动系数
从图29和30中可以看出计算的流动速度曲线接近于实验的速度曲线。从表2中可以观察到SOLID WORK S Flow Simulation计算的车体拖动系数与实验的拖动系数非常一致。
9.行业问题和基准：冷却塔外部空气动力学的预测
这个确认测例描述了将SOLID WORK S Flow Simulation技术应用于冷却塔壳体周围流动的分析结果。冷却塔壳体的双曲线外形是通过一个位于喉部的短圆柱体与两个截断的圆锥体连接起来逼近而
成，可参见图31。
图31：冷却塔几何体
冷却塔底座孔认为是密封的。冷却塔由表3中给出的几何参数定义。所有显示的参数以及实验风洞测试数据均出自于Zdravkovich (2003)、Cowdrey和O’Neill (1956)。
表3：冷却塔参数和流动条件
在下列计算域中考虑流体计算问题：长度- 3.75 m，宽度- 1.25 m，高度- 1.4 m。仅有一半冷却塔用于计算。SOLID WORK S Flow Simulation计算的初始网格是长度方向75个单元、高度方向30个单元格和宽度方向25个单元，在模型附近经过细化后得到约580000个单元的计算网格。
图32显示了在Z/H=0.79处预测的CP分布与实验数据的对比
图32：标高为Z/H=0.79时冷却塔周围的局部CP分布
我们可以看到，对于几乎所有的角度，计算结果均与实验数据非常一致。模型后部的高度CP分布也与实验数据具有很好的相关性（参见图33）。
图33：在冷却塔后部（θ=180）的局部高度CP分布
应当指出的是，考虑了非常好的SOLID WORK S Flow Simulation位置预测和所有标高的最大吸入值。作为复杂的多物理学计算的例子，图34-35显示了可见饱和水蒸气柱形成的预测结果。首先，应当注意反向旋转涡流对（参见图34），这在横向气流的湍流浮力射流中非常典型。其次，下游横向截面中羽毛状的温度和相对湿度分布与湍射流中涡流引起的标量参数场完全对应（参见图35）。
可以这么说，SOLID WORK S Flow Simulation已成功确认冷却塔外部空气动力学的预测问题。
图34：在竖直对称面内的温度分布，在两个侧面下游截面上绘制并按相对湿度值着色的流动轨迹
图35：冷却塔壳体上的速度分布，在三个下游横截面上按温度值和相对湿度曲线着色的流动轨迹
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（连载未完）
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