ANSYS FLUENT 中的动态网格模型可用于对由于域边界上的运动而导致域形状随时间变化的流进行建模。该运动可以是规定的运动（例如，您可以指定固体重心随时间变化的线速度和角速度）；也可以是非规定的运动，其运动是根据当前时间的解确定的，例如根据实体上的力平衡来计算线速度和角速度，这就是六自由度 (6DOF) 解算器所做的事情。体积网格的更新是自动处理的，通过 ANSYS FLUENT 在每个时间步基于边界的新位置。要使用动态网格模型，您需要提供起始体积网格以及模型中任何移动区域的运动描述。ANSYS FLUENT 允许您使用边界轮廓（Boundary profiles）、用户定义函数 (UDF) 或六自由度解算器 (6DOF) 来描述运动。

ANSYS FLUENT 的六自由度 (6DOF) 求解器可计算外力和力矩，例如物体上的空气动力和重力以及力矩。这些力是通过物体表面上的压力和剪切应力的数值积分来计算的。可以添加额外的负载力（例如，喷射器力、推力、螺旋弹簧产生的力矩等）。该技术与 ANSYS FLUENT 求解器以及动态网格的使用一起，可以轻松应用于许多有用的应用，例如挂载分离。

下面我们通过一个实例来了解如何使用六自由度解算器。

案例描述：

如下图所是流场，其中有一个小球，入口水流的速度为1m/s，求小球在水流作用下的位移情况。

一、CAD建模

在CAD软件中建立以上平面，尺寸为50mm x 100mm，小球的直径为20mm，另存为stp文件。

二、网格设置

在Ansys网格模块中打开stp文件，设置网格尺寸为1mm，生成网格。

设置各个区域名称如下，左边为入口，右边为出口，下面两条边为wall，中间的圆孔边缘设为ball。

三、Fluent基本设置

在Fluent中打开网格检查完整性。

因为重点是演示六自由度求解器，其它设置介绍从简，跟一般的模拟没有什么区别。

流体模型选择SST k-omega:

新建流体水，将流体域设为水：

边界条件设定，入口为速度入口，大小为1m/s，出口为压力出口，压力为0。其余均使用默认值。

四、动网格设置

打开动网格面板，点选“平滑网格(Smootihng)”，“网格重构(Remeshing)”，然后点设置。

平滑网格的功能是使生成的动态网格更加光顺，这里我们选择“扩散”的方法。

网格重构中选择“基于方法的重构”，在网格参数中选择默认，将网格重构间隔数减少为1，保证网格可以慢慢生成。

网格的尺寸可以采用默认值，也可以点开网格尺寸信息查看，最小尺寸应比最小网格尺寸稍大，最大尺寸比最大网格尺寸稍微小一点。

接下来点选6DOF和隐式更新(Implicit update)，然后点击“设置”。

新建一个6自由度属性，定义小球的质量，位移方向和移动范围，在这里也可以设置弹簧的弹性系数和预压缩量。

在隐式更新中输入以下参数，这些参数不是特别重要，隐式更新是指在模拟的每个时间步中更新刚体运动和位置，它是一种数值技术，可以解释作用在物体上的力和力矩并计算由此产生的运动。

然后在下面空白区域的下部点击创建动态网格区，在下拉菜单中选择”ball”，然后选择刚才创建的6自由度属性，打开6DOF开关。

在网格选项中输入网格高度为0.5mm，大概接近于最小的网格尺寸。

在下面的显示运动区域中可以查看运动区域是否正确。

五、求解器设置

求解器方式为瞬态。

初始化求解器

在输出结果中添加速度云图：

初始速度云图：

添加动画输出。

求解器步长设为0.001，时间步为1000，每步迭代为50次。

在开始模拟之前，确保保存一下案例和数据文件，切记！切记！因为模拟开始后，网格会发生永久变化，无法回复到初始状态，如果模拟出了问题，一切设置都要重新再来。

六、模拟及结果

小球初始位置：

移动30mm后：

模拟动画：