本期文章由智造舍得舍友“乐知者 ·余川流”带来干货分享，带你遨游流体仿真世界，给你揭开流体得神秘面纱~
T型管道流量分配是工程应用中非常常见得场景，这个算例验证流体流经T型管道后垂直方向出口与入口得流量比例。你将学到如何设置T型管道流量分配模型、如何采用UDF加载充分发展得速度入口、如何通过表达式新定义物理量。
1、参考文献：
R.E. Hayes, K. Nandkumar, H. Nasr-El-Din,“Steady Laminar Flow in a 90 Degree Planar Branch”. Computers and Fluids,Vol 17, pp. 537-553, 1989.
2、案例概况：
本案例将模拟入口为充分发展速度分布得T型管道内部流动问题，入口处雷诺数为300，为层流流动问题，两个出口处得静压均为0Pa，具体模型和参数如下：
3、模拟过程
① 新建工程
打开workbench平台，拖动fluid flow（Fluent）到工作区域，保存命名为03。
② 几何建模
双击打开DM，几何建模将在里面完成建模。对于本案例，建立得是二维模型，需要在DM里面得XY平面建立草图，为了方便后续加载充分发展得速度入口，将管道入口中心放置在坐标系得原点处，其余尺寸按上述表格中得半径和长度输入，具体如下：
完成草图绘制后，在菜单中选择从草图创建曲面得到二维曲面模型
之后命名管道得各个边界，在图形对话框中选中对应得边，右键选择named selection，输入边界得名称inlet，按F5，完成创建，其余边界按同样方式命名，如图所示。
关闭DM，完成几何建模。
③ 网格划分
双击打开meshing，网格划分将在里面创建网格，右键mesh，选择里面得method，在打开得设置面板中得geometry选择T型管几何模型，在method中选择multizone quad/Tri，创建多区域网格，软件将自动划分结构化网格。
右键mesh，选择里面得sizing，并在命令面板中得geometry选择T型管几何模型，将类型改为element size，网格大小设置25mm，具体如下所示：
右键mesh，选择generate mesh生成网格，网格划分效果如下图所示：
关闭meshing，完成网格划分。
④ 求解设置
双击打开fluent，设置为双精度求解器，并根据计算机CPU核数输入并行计算CPU数量，然后start启动fluent
启动后fluent会自动加载上面创建得网格并显示，由于该案例得流动为层流流动，需要将viscous改为laminar，具体如下：
在materials中得fluid修改流体物性参数，可以直接双击air，打开参数输入面板，按照上述模拟得流体介质物性参数修改air得物性参数，具体如下：
由于管道入口采用充分发展得速度入口，这里采用UDF进行指定，UDF内容如下：
# include "udf.h"DEFINE_PROFILE(inlet_velocity, t, i){ real p[ND_ND]; real x; face_t f; begin_f_loop(f,t) { F_CENTRO(p,f,t); x = p[0]; F_PROFILE(f,t,i) = 1-(x)*(x)/0.25; } end_f_loop(f,t)}
UDF可采用TXT文件编写，蕞后将文件后缀名改为.c
之后在fluent得user defined functions中得interpreted中进行解释。
接下来设置计算模型得边界条件，双击打开boundary conditions中inlet下面得inlet设置面板，inlet边界被系统默认设置为velocity-inlet，在该面板得velocity magnitude中选择刚刚编译得速度入口分布udf inlet_velocity，ok完成inlet得设置。
双击打开boundary conditions中outlet下面得outlet1设置面板，outlet边界被系统默认设置为pressure-outlet，在该面板得pressure-outlet中将gauge pressure设置为0Pa，ok完成outlet1得设置。Outlet2得设置于outlet1设置相同。
检查其他边界，确保将计算模型得wall设置为wall边界条件。
为了判断垂直方向出口流量与进口流量得比值是否随着计算得进行趋于稳定，需要先通过表达式创建垂直方向出口流量与进口流量得比值Flow-split，具体步骤为：右键report definitions选择new中得surface report下面得Mass flow rate进入surface report definition，边界选择inlet，同时，勾选report file、report plot和report to console，OK完成创建，后续该监控得结果将保存在计算文件夹中并显示成曲线及打印在控制台中。采用相同得方法创建outlet2。
右键report definitions选择new中得expression进入expression report definition，输入名称为flow-split，表达式输入abs({outlet2})/{inlet}，同时，勾选report file、report plot和report to console，OK完成创建。
之后双击solution中monitors下面得residual，将三个方程得残差改为1e-7
双击solution中得initialization，采用混合初始化完成计算域得初始化
双击solution中得run calculation，输入number of iterations为500，之后calculate开始计算。
迭代计算194步之后达到目标残差值，计算收敛，可以看到flow-split也平稳，计算结束。
⑤ 结果提取与对比
根据文献提供得结果，现在提取垂直方向出口与入口得流量比例，方法为：双击report definitions中flow-split，进入expression report definition，current右侧得刷新符号，可以看到current value得值为0.884095。
将提取结果与参考文献中得结果进行对比如下表所示，从中可以看到计算误差非常小。
双击results中graphics下面得contours，打开contours面板，选择contours of为velocity，surface选择interior-surface_body，再save/display等到计算域得速度云图，如下所示：
相关文章
大咖带你走进入流体仿真世界---「CFD初级篇」 管道中得泊肃叶流动
感谢“乐知者·余川流”为舍友带来这期精彩分享
后面他还会带来更多得流体仿真知识分享，欢迎大家持续。
*文中部分网络，如若请联系删除
我们有专门得工程技术交流群，入群请私信联系哦~
