本案例利用Fluent以美國國防高等研究計劃 署 (DARPA) 的標(biāo)準(zhǔn) SUBOFF 全附體模型 ( 無螺旋槳 )

為研究對象展開靜態(tài)水動力仿真分析，并與相關(guān)實驗數(shù)據(jù)展開對比，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果較為接近。本案例所進(jìn)行的設(shè)置十分簡單。通過此案例后續(xù)可以進(jìn)一步對各種水下航行體模型展開計算，并通過改變攻角、添加螺旋槳等方式，進(jìn)行更為復(fù)雜的水下航行體水動力仿真計算。

1 workbench 設(shè)置

本案例具體設(shè)置如下圖 ：

2 SCDM 設(shè)置

2.1 導(dǎo)入幾何

整體幾何結(jié)構(gòu)如下圖:s uboff長為L,直徑為D。外部計算域長為4L ，半徑為12D 。距離入口邊界與模型首部距離為L，出口邊界與模型尾部距離為L 。入口邊界條件設(shè)置速度入口邊界，出口邊界條件設(shè)置為壓力出口邊界， SUBOFF表面設(shè)置為無滑移壁面邊界條件，其余壁面設(shè)置為對稱壁面邊界條件 。

3 Fluent Meshing 設(shè)置

3.1 網(wǎng)格設(shè)置

采用 Fluent meshing進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用六面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。需要對suboff附近區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密，具體網(wǎng)格劃分如下圖所示：

4 FLUENT 設(shè)置

4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入

由于本文僅分析穩(wěn)態(tài)Suboff的水動力特性，因此僅需要進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果的討論，此處的設(shè)置比較簡單，勾選為穩(wěn)態(tài)計算。

4.2 模型設(shè)置

由于是簡單的阻力計算，因此可以選擇K-W SST湍流模型進(jìn)行仿真計算。

4.3 材料設(shè)置

由于是水動力計算，因此需要選擇water作為流體材料，相關(guān)設(shè)置如下如所示：

4.4 邊界條件設(shè)置

各邊界條件的設(shè)置如下：

速度入口設(shè)置為3.05m/s，此處主要是依據(jù)相關(guān)的suboff實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置如下圖：

4.5 初始化設(shè)置

相關(guān)初始化設(shè)置如下圖 。

4.6 計算設(shè)置

此處進(jìn)行的計算設(shè)置如下：

5 后處理結(jié)果

5.1 后處理云圖結(jié)果

Suboff截面速度云圖如下圖所示：

Suboff表面壓力云圖如下圖所示：

Suboff表面速度流線圖如下圖所示：

Suboff阻力計算結(jié)果如下圖所示，與實驗值102.3N較為接近：