小白的CFD之旅 25 二維還是三維

2021-08-11 11:27:41 字數 848 閱讀 9442

小白最近逛圖書館,發現最近關於fluent的書是越來越多了,而且還發現這些關於fluent教材中的案例都大同小異。小白接受小牛師兄的建議,找了一本結構比較鮮明的書照著上面的案例就練了起來。不過當練習的案例多了,小白卻發現了乙個問題「在建立計算模型時,為什麼有時候採用二維模型,而有時候又採用三維模型?二維模型和三維模型的差異在**?二維代替三維到底有沒有問題?」帶著這些問題,小白找到了小牛師兄。

「師兄,你說fluent中計算的二維模型到底有沒有意義呢?」小白問。

「怎麼會沒有意義呢,當然有意義啊,當你計算機效能不行的時候,你就會知道能算二維是一件多麼有意義的事情了。」小牛師兄說。

「可是,現實世界中不可能存在二維的物體啊。」小白說。

「嗯,這倒是真的,現實世界的任何物體都是三維的,不存在沒有厚度的面,也不存在沒有截面積的線,更不存在沒有體積的點,所有的這一切都是近似的。但是近似並不表示一定就不行,實際上在很多時候利用這些近似,可以獲得不錯的結果。」小牛師兄說。

「那什麼時候可以利用這種簡化呢?比如說用二維代替三維模型。」小白問。

「我們常說的以二維模型來近似模擬三維模型,只是針對某一維尺寸遠小於另外兩維的情況下。這時候需要注意的是,採用二維模型時無法考慮法向方向的物理資訊,在進行二維幾何模型計算過程中,常常將面法向方向簡化為常數,即總是認為面幾何體的厚度為定值(通常預設為1 m)。在cfd中,二維模型一般都為平面模型。」小牛師兄說。

「我在做案例的時候,碰到過很奇怪的問題。比如說計算乙個管道內部流動,有的案例採用三維幾何模型,如圖1所示;有的案例用半個三維幾何,如圖2所示;有的案例採用四分之一模型,如圖3所示;有的案例採用管道縱剖面幾何(二維矩形),如圖四所示;而有的案例又採用二維的半剖面幾何(矩形),如圖5所示。這個到底該怎麼選呢?」小白問。

小白的CFD之旅 25 二維還是三維

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