1、FLUENT學(xué)習(xí)總結(jié)1 概述：FLUENT是目前處于世界領(lǐng)先地位的商業(yè)CFD軟件包之一，最初由FLUENT Inc.公司發(fā)行。2006年2月ANSYS Inc.公司收購(gòu)FLUENT Inc.公司后成為全球最大的CAE軟件公司。FLUENT是一個(gè)用于模擬和分析復(fù)雜幾何區(qū)域內(nèi)的流體流動(dòng)與傳熱現(xiàn)象的專用軟件。FLUENT提供了靈活的網(wǎng)格特性，可以支持多種網(wǎng)格。用戶可以自由選擇使用結(jié)構(gòu)化或者非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來(lái)劃分復(fù)雜的幾何區(qū)域，例如針對(duì)二維問(wèn)題支持三角形網(wǎng)格或四邊形網(wǎng)格；針對(duì)三維問(wèn)題支持四面體、六面體、棱錐、楔形、多面體網(wǎng)格；同時(shí)也支持混合網(wǎng)格。用戶可以利用FLUENT提供的網(wǎng)格自適應(yīng)特性在求解過(guò)程中根據(jù)

2、所獲得的計(jì)算結(jié)果來(lái)優(yōu)化網(wǎng)格。FLUENT是使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，支持并行計(jì)算，支持UNIX和Windows等多種平臺(tái)，采用用戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，能夠在安裝不同操作系統(tǒng)的工作站和服務(wù)器之間協(xié)同完成同一個(gè)任務(wù)。FLUENT通過(guò)菜單界面與用戶進(jìn)行交互，用戶可以通過(guò)多窗口的方式隨時(shí)觀察計(jì)算的進(jìn)程和計(jì)算結(jié)果。計(jì)算結(jié)果可以采用云圖、等值線圖、矢量圖、剖面圖、XY散點(diǎn)圖、動(dòng)畫(huà)等多種方式顯示、存貯和打印，也可以將計(jì)算結(jié)果保存為其他CFD軟件、FEM軟件或后處理軟件所支持的格式。FLUENT還提供了用戶編程接口，用戶可以在FLUENT的基礎(chǔ)上定制、控制相關(guān)的輸入輸出，并進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。1.1 FLUENT軟件包的組成針

3、對(duì)不同的計(jì)算對(duì)象，CFD軟件都包含有3個(gè)主要功能部分：前處理、求解器、后處理。其中前處理是指完成計(jì)算對(duì)象的建模、網(wǎng)格生成的程序；求解器是指求解控制方程的程序；后處理是指對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行顯示、輸出的程序。FLUENT軟件是基于CFD軟件的思想設(shè)計(jì)的。FLUENT軟件包主要由GAMBIT、Tgrid、Filters、FLUENT幾部分組成。（1）前處理器。包括GAMBIT、Tgrid和Fliters。其中GAMBIT是由FLUENT Inc.公司自主開(kāi)發(fā)的專用CFD前置處理器，用于模擬對(duì)象的幾何建模以及網(wǎng)格生成。Tgird是一個(gè)附加的前置處理器，它可以從GAMBIT或其他的CAD/CAE軟件包中讀入

4、所生成的模擬對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)，從現(xiàn)有的邊界網(wǎng)格開(kāi)始生成由三角形、四面體或混合網(wǎng)格組成的體網(wǎng)格。Filters實(shí)際上就是其他CAD/CAE軟件包，例如ANSYS、CGNS、I-DEAS、NASTRAN、PATRAN、ICEM等與FLUENT之間的接口，通過(guò)接口可以將由其他CAD/CAE軟件包所生成的面網(wǎng)格或體網(wǎng)格讀入到FLUENT。（2）求解器。它是CFD軟件包的核心，F(xiàn)LUENT實(shí)際上是一個(gè)求解器，F(xiàn)LUENT6.3.26是一個(gè)基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的通用求解器，支持并行計(jì)算，分單精度和雙精度兩種。一旦所生成的網(wǎng)格讀入到FLUENT中，所有剩下的操作都可以在FLUENT里面完成，其中包括設(shè)置邊界條件、

5、定義材料性質(zhì)、執(zhí)行求解、根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理等。（3）后處理器。FLUENT本身附帶有強(qiáng)大的后處理功能，有云圖、等值線圖、矢量圖、剖面圖、XY散點(diǎn)圖、粒子軌跡圖、動(dòng)畫(huà)等多種方式顯示、存貯和輸出計(jì)算結(jié)果，可以平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、鏡像圖像，也可以將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到其他CFD、FEM軟件或其他后處理軟件中，例如Tecplot。1.2 FLUENT軟件包的工程應(yīng)用背景應(yīng)用CFD軟件可以進(jìn)行大量虛擬（數(shù)值）試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可以加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程、降低開(kāi)發(fā)成本、提高企業(yè)的創(chuàng)新力和競(jìng)爭(zhēng)力。FLUENT軟件是目前市場(chǎng)占有率最大的CFD軟件包，用來(lái)模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍

6、內(nèi)的復(fù)雜流動(dòng)。只要是涉及流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等的工程問(wèn)題，都可以用FLUENT來(lái)進(jìn)行分析。FLUENT采用了多種求解方法和多重網(wǎng)格加速收斂技術(shù)，因而能達(dá)到最佳的收斂速度和求解精度。FLUENT提供了豐富的物理模型、數(shù)值方法供用戶選擇，而且具有強(qiáng)大的前后處理功能，靈活的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和基于解的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)及成熟的物理模型，使FLUENT在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、船舶、機(jī)械、能源動(dòng)力、化工、環(huán)境、電子、噪聲、材料加工、生物醫(yī)藥、燃料電池等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。FLUENT的特點(diǎn)以及能夠解決的工程問(wèn)題可以歸納為以下方面：1. 二維平面、二維軸對(duì)稱、二維軸對(duì)稱旋流、三維流動(dòng)問(wèn)題。2. 可以建立三角形、

7、四邊形、四面體、六面體、棱柱（楔形）、棱錐、多面體網(wǎng)格以及混合網(wǎng)格，計(jì)算過(guò)程中網(wǎng)格可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果自適應(yīng)粗化或細(xì)化。3. 定常（穩(wěn)態(tài)）和非定常（瞬態(tài)）問(wèn)題。4. 不可壓和可壓縮流動(dòng)問(wèn)題，包括所有的速度范圍（亞、跨、超、高超聲速流動(dòng)）。5. 無(wú)粘流、層流和湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras(S-A)模型，k-模型、雷諾應(yīng)力模型（RSM）、大渦模擬（LES）以及最新的分離渦模擬（DES）和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型。6. 牛頓流體和非牛頓流體。7. 傳熱問(wèn)題，包括強(qiáng)迫對(duì)流、自然對(duì)流和混合對(duì)流換熱以及流體-固體共軛流動(dòng)與換熱、熱輻射。8. 化學(xué)組分的混合與反

8、應(yīng)，包括單一組分和多組分燃燒以及表面沉積/反應(yīng)。9. 自由表面流動(dòng)和氣-固、氣-液、液-固多相流動(dòng)。10. 采用拉格朗日軌道模型計(jì)算離散相（顆粒/液滴/氣泡）的運(yùn)動(dòng)（包括離散相與連續(xù)相的雙向耦合以及噴霧模型）。11. 氣穴現(xiàn)象。12. 融合/凝固等相變問(wèn)題。13. 非均質(zhì)滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導(dǎo)、多孔介質(zhì)模型（考慮多孔介質(zhì)壓力突變）、多孔介質(zhì)中的流動(dòng)與傳熱。14. 集總參數(shù)模型的風(fēng)扇、泵、散熱器、熱交換器的模擬。15. 基于精細(xì)流場(chǎng)解算的預(yù)測(cè)流體噪聲的聲學(xué)模擬。16. 慣性坐標(biāo)系和非慣性坐標(biāo)系下的流動(dòng)問(wèn)題，靜止和運(yùn)動(dòng)物體的相互作用（包括葉輪機(jī)械、多體分離等問(wèn)題）。17. 通過(guò)動(dòng)/變形網(wǎng)格技

9、術(shù)解決邊界運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，用戶只需指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動(dòng)壁面的邊界條件，余下的網(wǎng)格變化完全由解算器自動(dòng)生成。網(wǎng)格變形的方式有三種：彈簧壓縮式、動(dòng)態(tài)鋪層式以及局部網(wǎng)格重生式。其局部網(wǎng)格重生式是FLUENT所獨(dú)有的，而且用途廣泛，可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、變形較大問(wèn)題以及事先不了解物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律而完全由流動(dòng)引起的力所決定的問(wèn)題。18. 豐富的流體、固體材料物理屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。19. 附加的磁流體模塊主要模擬電磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體之間的相互作用問(wèn)題；連續(xù)纖維模塊主要模擬纖維和氣體流動(dòng)之間的動(dòng)量、質(zhì)量以及熱的交換問(wèn)題。20. 提供大量的UDF函數(shù)作為二次開(kāi)發(fā)接口，方便用戶處理質(zhì)量、動(dòng)量、熱量和化學(xué)組分反應(yīng)源項(xiàng)，改變邊界條件，控制

10、輸入輸出，設(shè)置部分材料物性，掛入自己開(kāi)發(fā)的物理模型，方便用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。1.3 FLUENT的基本操作步驟1.3.1 問(wèn)題分析當(dāng)利用FLUENT解決某一工程問(wèn)題時(shí)，需要詳細(xì)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：（1） 確定計(jì)算目標(biāo)。預(yù)期從CFD模型計(jì)算中獲得什么樣的結(jié)果？（速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、氣動(dòng)力等），獲得這些結(jié)果需要的時(shí)間要求多久，從模型中需要得到什么樣的精度？（氣動(dòng)力的誤差小于百分之幾等）。（2） 選擇計(jì)算模型。所遇到的問(wèn)題能否簡(jiǎn)化？（三維問(wèn)題是否可以簡(jiǎn)化為二維或軸對(duì)稱問(wèn)題或是否可以簡(jiǎn)化為面對(duì)稱問(wèn)題），計(jì)算區(qū)域如何界定，使用什么樣的邊界條件，各個(gè)邊界的信息是否充分，什么類型的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加適合解決所遇到的問(wèn)

11、題，所有這些問(wèn)題將決定計(jì)算模型的選用。（3） 確定物理模型。確定無(wú)粘度還是有粘度，層流還是湍流，定常還是非定常，可壓縮流動(dòng)還是不可壓縮流動(dòng)，是否需要應(yīng)用其他的物理模型（燃燒、多相流等）。（4） 確定解的程序。確定是否使用默認(rèn)解的格式與參數(shù)值，采用哪一種求解格式可以加快收斂，估計(jì)得到收斂解需要的時(shí)間要多久，是否需要選擇高階格式。（5） 分析改進(jìn)計(jì)算。根據(jù)獲得的收斂結(jié)果，分析流型是否正確，關(guān)鍵的物理現(xiàn)象（分離、激波膨脹波等）是否模擬正確，力、力矩、流量、溫度等與實(shí)驗(yàn)值比較是否滿足模擬精度要求，是否需要做模型上的改進(jìn)（例如是否需要考慮三維效應(yīng)），計(jì)算域是否需要擴(kuò)大，邊界層是否需要加密網(wǎng)格等。1.3.

12、2 基本操作步驟1.利用GAMBIT建立計(jì)算區(qū)域和指定邊界條件類型2.利用FLUENT求解器求解 步驟：FLUENT求解器的選擇。2d表示二維、單精度求解器；2ddp表示二維、雙精度求解器；3d表示三維、單精度求解器；3ddp表示三維、雙精度求解器。 步驟2：文件導(dǎo)入和網(wǎng)格操作。（1） 讀入網(wǎng)格文件。依次點(diǎn)擊FileReadCase（2） 檢查網(wǎng)格文件。依次點(diǎn)擊GridCheck，從Domain Extents可以看出計(jì)算域的大小，從minimum volume可以知道最小的網(wǎng)格體積，最小體積必須大于零，否則需重新劃分網(wǎng)格（3） 設(shè)置計(jì)算區(qū)域尺寸。依次點(diǎn)擊GridScale（4） 顯示網(wǎng)格。依

13、次點(diǎn)擊DisplayGrid步驟3：選擇計(jì)算模型（1） 求解器的定義。依次點(diǎn)擊DefineModelsSolverFluent6.3一共提供了3種求解方法：壓力基隱式求解，密度基隱式求解，密度基顯式求解。其中壓力基方法原來(lái)主要用于低速不可壓縮流動(dòng)的求解，而密度基方法則主要針對(duì)高速可壓縮流動(dòng)而設(shè)計(jì)，但是現(xiàn)在兩種方法都已經(jīng)拓展成為可以求解很大流動(dòng)速度范圍的求解方法。兩種求解方法的共同點(diǎn)是都使用有限容積的離散方法，但線性化和求解離散方程的方法不同。壓力求解器是從原來(lái)的分離式求解器發(fā)展而來(lái)的，它是按順序依次求解動(dòng)量方程、壓力修正方程、能量方程和組分方程及其他標(biāo)量方程，如湍流方程等，和之前不同的是，壓力

14、基求解器還增加了耦合算法，可以自由地在分離求解和耦合求解之間轉(zhuǎn)換，耦合求解的收斂速度快，但需要更多的內(nèi)存和計(jì)算量。密度基求解器是從原來(lái)的耦合求解器發(fā)展而來(lái)的，它是同時(shí)求解連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程和組分方程，然后順序求解其他標(biāo)量方程，如湍流方程等。注意，密度基求解器沒(méi)有壓力修正方程，是因?yàn)樵撉蠼馄髦械膲毫κ怯蔂顟B(tài)方程確定的。密度基求解器收斂速度快，需要內(nèi)存和計(jì)算量比壓力基求解器要大。（2） 其他計(jì)算模型的選定。FLUENT啟動(dòng)默認(rèn)的是計(jì)算層流不可壓流動(dòng)，不需要設(shè)置其他模型。在實(shí)際問(wèn)題中，除了要計(jì)算流場(chǎng)，有時(shí)還要計(jì)算溫度場(chǎng)（Energy傳熱）或濃度場(chǎng)等，因此可能會(huì)用到其他物理模型（Multi

15、phase多相流，Radiation輻射，Species組分輸運(yùn)與化學(xué)反應(yīng)，Discrete Phase離散相，Solidification&Melting凝固和融化，Acoustics聲學(xué)）。如果流動(dòng)為湍流，還需要設(shè)置湍流模型，依次點(diǎn)擊DefineModelsViscous選擇合適的湍流模型需要考慮以下幾點(diǎn)：流體的物理現(xiàn)象、特殊問(wèn)題的簡(jiǎn)化、模擬精度的要求、可用的計(jì)算資源如何、模擬要求的時(shí)間長(zhǎng)短等。（3） 操作環(huán)境的設(shè)置。依次點(diǎn)擊DefineOperating Conditions步驟4：定義流體的物理性質(zhì)。依次點(diǎn)擊DefineMaterials步驟5：設(shè)置邊界條件。依次點(diǎn)擊Defin

16、eBoundary Conditions（1） 設(shè)置fluid流體區(qū)域的物質(zhì)。（2） 設(shè)置Inlet的邊界條件。（3） 設(shè)置Outlet的邊界條件。（4） 設(shè)置Wall的邊界條件。步驟6：求解方法的設(shè)置及其控制（1） 求解參數(shù)的設(shè)置。依次點(diǎn)擊SolveControlsSolution（2） 初始化。依次點(diǎn)擊SolveInitializeInitialize（3） 打開(kāi)殘差監(jiān)控圖。依次點(diǎn)擊SolveMonitorsResidual（4） 保存當(dāng)前的case文件。依次點(diǎn)擊FileWriteCase，通過(guò)這一步驟保存前面的所有設(shè)置。（5） 開(kāi)始迭代計(jì)算。依次點(diǎn)擊SolveIterate（6） 保存計(jì)

17、算后的Case和Data文件。依次點(diǎn)擊FileWriteCase&Data步驟7：計(jì)算結(jié)果顯示利用FLUENT提供的圖形工具可以很方便地處理CFD求解結(jié)果中所包含的信息， 并觀察相應(yīng)的結(jié)果，繪制等值線、速度矢量、跡線以及某個(gè)剖面上的物理量分布XY點(diǎn)線圖等。2 常用的邊界條件邊界設(shè)置的一般原則：1. 盡量將邊界設(shè)置在進(jìn)出口位置，盡量選擇容易收斂的位置；2. 不要在梯度變化較大的地方設(shè)置邊界；3. 盡量減小邊界附近的網(wǎng)格偏角。利用TUI命令可以儲(chǔ)存和導(dǎo)入邊界設(shè)置：/file/write-bc /file/read-bc 邊界條件也可以用UDF函數(shù)和Profile文件來(lái)定義。Profile文

18、件可以通過(guò)以下兩種方式創(chuàng)建：1.通過(guò)其他的CFD仿真軟件創(chuàng)建；2.通過(guò)邊界條件設(shè)置數(shù)據(jù)創(chuàng)建。2.1 壓力進(jìn)口邊界條件壓力進(jìn)口（pressure-inlet）：邊界條件用于定義流動(dòng)進(jìn)口的壓力以及流動(dòng)的其他標(biāo)量特性參數(shù)。這種邊界條件對(duì)可壓和不可壓流動(dòng)計(jì)算都適用，可用于進(jìn)口的壓力已知但流率或速度未知的情況，該邊界條件適用于實(shí)際中的很多情形，如浮力驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)。壓力進(jìn)口邊界條件也可用來(lái)定義外部或無(wú)約束流動(dòng)中的“自由”邊界。FLUENT允許用戶激活不同的計(jì)算模型，并允許在不同的坐標(biāo)系下、以不同方式設(shè)置壓力及相關(guān)物理量的值，因此，該對(duì)話框中選項(xiàng)的數(shù)目和形式經(jīng)常有變化，現(xiàn)只對(duì)部分常用選項(xiàng)進(jìn)行介紹。（1） Zo

19、ne Name：設(shè)置邊界區(qū)域的名稱。（2） Momentum：選項(xiàng)卡顯示壓力進(jìn)口邊界上的動(dòng)量邊界條件，該選項(xiàng)下有如下需要設(shè)置的內(nèi)容：Gauge Total Pressure：設(shè)置入口的總壓，注意該值是相對(duì)于參考?jí)毫Φ南鄬?duì)壓力；Supersonic/Initial Gauge Pressure：當(dāng)進(jìn)口的局部流動(dòng)是超音速時(shí)，或者需要用壓力入口的值來(lái)初始化全場(chǎng)，則要求用戶指定靜壓；Direction Specification Method：指定采用什么樣的方式定義流動(dòng)方向；Coordinate System：指定是由Cartesian（直角坐標(biāo)系）、Cylindrical（柱坐標(biāo)系）還是Local

20、 Cylindrical（局部柱坐標(biāo)系）來(lái)輸入速度值；Turbulence Specification Method:指定使用哪種方式來(lái)輸入湍流參數(shù)。（3） Thermal選項(xiàng)卡顯示熱邊界條件（4） Radiation：使用輻射模型時(shí)要設(shè)置的選項(xiàng)。（5） Species：顯示組分邊界條件；（6） DPM：顯示離散相邊界條件；（7） Multiphase：如果選用了多相流模型，需要在此對(duì)第二相及某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；（8） UDS：只有用戶在UserDefined Scalars對(duì)話框中定義了自定義標(biāo)量時(shí)可用。2.2 速度進(jìn)口邊界條件速度進(jìn)口（velocity-inlet）邊界條件用于定義在流動(dòng)進(jìn)口

21、處的流動(dòng)速度及相關(guān)的其他標(biāo)量的值，這一邊界條件適用于不可壓流動(dòng)。在速度入口邊界條件中，流場(chǎng)入口邊界的駐點(diǎn)參數(shù)為了滿足入口處的速度條件是允許任意浮動(dòng)的，因此如果速度入口用于可壓流動(dòng)可能導(dǎo)致非物理結(jié)果。Velocity Specification Method：設(shè)置定義進(jìn)口速度的方式。FLUENT提供了三種方式讓用戶選擇：Magnitude and Direction（指定速度的大小和方向）、Components（指定速度分量）和Magnitude，Normal to Boundary（指定速度大小，方向垂直于邊界）。2.3 質(zhì)量流進(jìn)口邊界條件質(zhì)量流入口（mass-flow-inlet）邊界條件用

22、來(lái)描述進(jìn)口的質(zhì)量流量或質(zhì)量通量。進(jìn)口邊界上如果使用質(zhì)量流入口指定質(zhì)量通量后，允許入口的總壓隨著內(nèi)部求解過(guò)程而變化，即質(zhì)量通量固定，則總壓可浮動(dòng)。該邊界條件與壓力進(jìn)口邊界條件相反，在壓力進(jìn)口邊界條件中，指定總壓，則質(zhì)量通量浮動(dòng)。如果流場(chǎng)在入口處的主要流動(dòng)特征是質(zhì)量流量保持不變，則適合采用質(zhì)量流入口條件。但需要注意的是，固定入口質(zhì)量流量將導(dǎo)致入口總壓的調(diào)整，從而會(huì)降低計(jì)算的收斂性。2.4 壓力出口邊界條件壓力出口（Pressure-outlet）邊界條件需要在出口邊界處設(shè)置靜壓（相對(duì)壓力）。靜壓值的設(shè)置只用于亞音速流動(dòng)，如果當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)達(dá)到超音速時(shí)，所設(shè)置的壓力就不再被使用，此時(shí)壓力由流場(chǎng)內(nèi)部通過(guò)插值

23、外推得到，所有其他的流動(dòng)參數(shù)也都從內(nèi)部外推得到。在壓力出口邊界上還需要定義“回流（backflow）”條件。回流條件顧名思義，就是在壓力出口邊界上出現(xiàn)了回流即有流體從外面進(jìn)入計(jì)算域時(shí)使用的邊界條件。推薦使用真實(shí)物理現(xiàn)象流場(chǎng)中的數(shù)據(jù)作為回流條件。實(shí)際上真實(shí)的物理過(guò)程可能并沒(méi)有回流，但是在迭代計(jì)算過(guò)程中有可能出現(xiàn)數(shù)值上的出口邊界上流動(dòng)反向，此時(shí)當(dāng)設(shè)置了較真實(shí)的回流參數(shù)時(shí)，將有利于解的收斂。2.5 出流（Outflow）邊界條件出流（outflow）邊界條件用于模擬在求解前流速和壓力都未知的出口邊界。在該邊界上，用戶不需要定義任何內(nèi)容（模擬輻射傳熱、粒子的離散相及多口出流除外）。該邊界條件適合于出口

24、處的流動(dòng)是完全發(fā)展的情況，即出流邊界上的變量都由區(qū)域內(nèi)部直接外推得到，且對(duì)上游流動(dòng)沒(méi)有影響。出流邊界不能用于以下幾種情況：1.求解問(wèn)題中含有壓力進(jìn)口邊界條件；2.流場(chǎng)是可壓縮流動(dòng)時(shí)；3.模擬變密度的非定常流動(dòng)；4.歐拉多相流模型情況。2.6 壓力遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件壓力遠(yuǎn)場(chǎng)（Pressure Far-Field）邊界條件用來(lái)描述無(wú)窮遠(yuǎn)處的自由可壓來(lái)流，主要設(shè)置項(xiàng)目為自由來(lái)流馬赫數(shù)和靜參數(shù)條件。該邊界條件只用于氣體的密度是通過(guò)理想氣體定律來(lái)計(jì)算的情況，不能用于其他流動(dòng)。為了滿足“無(wú)限遠(yuǎn)”的要求，需將該邊界遠(yuǎn)離我們關(guān)心的計(jì)算區(qū)域，例如在翼型繞流的模擬中，壓力遠(yuǎn)場(chǎng)邊界一般距離模型約20倍弦長(zhǎng)左右。2.7 固

25、壁邊界條件壁面（wall）用于限定fluid和solid區(qū)域。在粘性流動(dòng)中，壁面默認(rèn)為無(wú)滑移邊界條件，但用戶可以根據(jù)壁面邊界區(qū)域的平移或轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)指定一個(gè)切向速度分量，或者通過(guò)指定剪切來(lái)模擬一個(gè)“滑移”壁面。在流體和壁面之間的剪應(yīng)力和熱傳導(dǎo)可根據(jù)流場(chǎng)內(nèi)部的流動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算。2.8 流體區(qū)域流體（fluid）：流體區(qū)域是一組單元，所有激活的方程都要在這些單元上進(jìn)行求解。唯一需要輸入的信息是流體介質(zhì)的類型，需要指定流體區(qū)域包含哪種介質(zhì)以便恰當(dāng)?shù)牟牧蠈傩员皇褂谩?.9 固體區(qū)域固體（solid）區(qū)域是一個(gè)單元組，此單元組僅用來(lái)進(jìn)行傳熱計(jì)算，不進(jìn)行任何流動(dòng)計(jì)算。作為固體對(duì)待的材料實(shí)際上可能是流體，但是假定其

26、中沒(méi)有對(duì)流發(fā)生。固體區(qū)域僅需要輸入固體材料的類型。2.10 周期性邊界條件在流場(chǎng)的邊界形狀和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)存在周期性變化特征時(shí)，可以采用周期性邊界條件。在FLUENT中可以設(shè)置兩種周期性邊界條件。第一種類型的周期性邊界條件不允許在周期平面上出現(xiàn)壓力降。第二種周期性邊界條件則允許在周期性邊界上出現(xiàn)壓力降，從而可以計(jì)算“充分發(fā)展”的周期性運(yùn)動(dòng)，例如順拍或叉排管束問(wèn)題的簡(jiǎn)化。2.11 對(duì)稱邊界條件對(duì)稱（symmetry）邊界條件用于物理外形以及所期望的流動(dòng)/傳熱的結(jié)果具有鏡像對(duì)稱特征的情況，也可用來(lái)描述粘性流動(dòng)中的滑移壁面。在對(duì)稱邊界上，不需要定義任何值和參數(shù)，但必須定義對(duì)稱邊界的位置。2.12 內(nèi)部界面

27、（interior）與交界面（interface）用在兩個(gè)區(qū)域（如水泵中同葉輪一起旋轉(zhuǎn)的流體區(qū)域與周圍的非旋轉(zhuǎn)流體區(qū)域）的界面處，將兩個(gè)區(qū)域“隔開(kāi)”。在此邊界上不需要用戶輸入任何內(nèi)容，只需要指定其位置。內(nèi)部界面實(shí)際上是兩個(gè)區(qū)域公用的一個(gè)界面，這一點(diǎn)用交界面（interface）不同。交界面通常也表示兩個(gè)區(qū)域的交界面，這兩個(gè)面一般來(lái)說(shuō)是重合的或者是部分重合，由此可知交界面一定是成對(duì)存在的。2.13 其他一些邊界條件風(fēng)扇（fan）：風(fēng)扇是一個(gè)集總參數(shù)模型，用于確定具有已知特性的風(fēng)扇對(duì)大流域流場(chǎng)的影響。這種邊界條件允許用戶輸入風(fēng)扇的壓力與流率（速度）之間的經(jīng)驗(yàn)曲線，給定風(fēng)扇旋流速度的徑向和切向分量。

28、 散熱器（radiator）：是熱交換器（如散熱器或冷凝器）的集總參數(shù)模型，用于模擬熱交換器對(duì)流場(chǎng)的影響。多孔介質(zhì)階躍（porous jump）：用于模擬速度（壓降）特性均為已知的薄膜。本質(zhì)是內(nèi)部單元區(qū)域中使用的多孔介質(zhì)模型的一維簡(jiǎn)化。完成上述設(shè)置后，需要決定采用什么樣的計(jì)算模型，通知FLUENT是否考慮傳熱，流動(dòng)是無(wú)粘、層流還是湍流，是否多相流，是否包含相變，計(jì)算過(guò)程中是否存在化學(xué)組分變化和化學(xué)反應(yīng)等。默認(rèn)情況下，F(xiàn)LUENT將只對(duì)流場(chǎng)求解，不求解能量方程，認(rèn)為化學(xué)組分沒(méi)有變化，沒(méi)有相變發(fā)生，不存在多相流，不考慮氮氧化合物污染。3 計(jì)算模型的選擇（1）多相流模型VOF模型該模型通過(guò)求解單獨(dú)的

29、動(dòng)量方程和處理穿過(guò)區(qū)域的每一流體的容積比來(lái)模擬2種或3種不能混合的流體。典型的應(yīng)用包括流體噴射、流體中大泡運(yùn)動(dòng)、流體在大壩壩口的流動(dòng)、氣液界面的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)處理等。Mixture模型這是一種簡(jiǎn)化的多相流模型，用于模擬各相有不同速度的多相流，但是假定了在短空間尺度上局部的平衡。相之間的耦合應(yīng)當(dāng)是很強(qiáng)的。它也用于模擬有強(qiáng)烈耦合的各向同性多相流和各相以相同速度運(yùn)動(dòng)的多相流。典型的應(yīng)用包括沉降（sedimentation）、氣旋分離器、低載荷作用下的多粒子流動(dòng)、氣相容積率很低的泡狀流。Eulerian模型該模型可以模擬多相分離流及相互作用的相，相可以是液體、氣體、固體。與在離散相模型中Eulerian-

30、Lagrangian方案只用于離散相不同，在多相流模型中Eulerian方案用于模型中的每一項(xiàng)。（2）能量方程FLUENT允許用戶決定是否進(jìn)行能量方程（Energy Equation）的計(jì)算。如果用戶選中Energy Equation復(fù)選框，則表示計(jì)算過(guò)程中要使用能量方程，考慮熱交換。對(duì)于一般的液體流動(dòng)問(wèn)題，如水利工程及水利機(jī)械流場(chǎng)分析，可不考慮傳熱；而在氣體流動(dòng)模擬時(shí)，往往需要考慮傳熱。在FLUENT中使用其他模型時(shí)，如果考慮傳熱，用戶需要激活相應(yīng)的模型、提供熱邊界條件、給出控制傳熱和（或）依賴于溫度而變化的各種介質(zhì)參數(shù)。如果模擬的是粘性流動(dòng)，并且希望在能量方程中包含粘性生成熱，在下面要介紹

31、的Viscous Model對(duì)話框中激活Viscous Heating選項(xiàng)（這一選項(xiàng)僅在激活能量方程的前提下出現(xiàn)，且只能用于分離式求解器）。默認(rèn)狀態(tài)下，F(xiàn)LUENT在能量方程中忽略了粘性生成熱，而耦合式求解器則包含有粘性生成熱。對(duì)于流體剪切應(yīng)力較大（如流體潤(rùn)滑問(wèn)題）和高速可壓流動(dòng)，用戶應(yīng)該考慮粘性耗散。（3）粘性模型Inviscid模型進(jìn)行無(wú)粘計(jì)算。Laminar模型用層流的模擬進(jìn)行流動(dòng)模擬。層流模擬同無(wú)粘模擬一樣，不需要用戶輸入任何與計(jì)算模型有關(guān)的參數(shù)。Spalart-Allmaras（1 eqn）模型 用Spalart-Allmaras單方程模型進(jìn)行湍流計(jì)算。這是用于求解動(dòng)力渦粘輸運(yùn)方程的

32、相對(duì)簡(jiǎn)單的一種模型，它包含了一組最新發(fā)展的單方程模型，在這些方程里不必要去計(jì)算和局部剪切層厚度相關(guān)的長(zhǎng)度尺度。Spalart-Allmaras模型是專門(mén)用于求解航空領(lǐng)域的壁面限制流動(dòng)，對(duì)于受逆壓力梯度作用的邊界層流動(dòng)，已取得很好的效果，在透平機(jī)械中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。 原始的Spalart-Allmaras模型實(shí)際是一種低雷諾數(shù)模型，要求在近壁面區(qū)的網(wǎng)格劃分得很細(xì)。但在FLUENT中，由于引入了壁面函數(shù)法，這樣，Spalart-Allmaras模型用在較粗的壁面網(wǎng)格時(shí)也可取得較好的結(jié)果。因此，當(dāng)精確的湍流計(jì)算并不是十分需要時(shí)，這種模型是最好的選擇。需要注意的是，Spalart-Allmaras

33、模型是一種相對(duì)比較新的模型，現(xiàn)在不能斷定它適用于所有類型的復(fù)雜工程流動(dòng)。單方程模型經(jīng)常因?yàn)閷?duì)長(zhǎng)度尺度的變化不敏感而受到批評(píng)，例如，當(dāng)壁面約束流動(dòng)突然轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂杉羟辛鲿r(shí)，就屬于這種情況。k-epsilon（2 eqn）模型 使用k-雙方程模型進(jìn)行湍流計(jì)算。該模型又分為標(biāo)準(zhǔn)k-模型、RNG k-模型和Realizable k-模型3種。這類模型是目前粘性模擬使用最廣泛的模型。各種模型需要輸入的參數(shù)不同。用戶在初次使用FLUENT時(shí)，可暫時(shí)用其默認(rèn)值，待以后有經(jīng)驗(yàn)時(shí)再修正。k-omega(2 eqn)模型 使用k-雙方程模型進(jìn)行湍流計(jì)算。k-雙方程模型分為標(biāo)準(zhǔn)k-模型和SST k-模型。標(biāo)準(zhǔn)k-模型

34、基于Wilcox k-模型，在考慮低雷諾數(shù)、可壓縮性和剪切流特性的基礎(chǔ)上修改而成。Wilcox k-模型在預(yù)測(cè)自由剪切流傳播速率時(shí)，取得了很好的效果，成功應(yīng)用于尾跡流、混合層流動(dòng)、平板繞流、圓柱繞流和放射狀噴射。因而，可以說(shuō)該模型能夠應(yīng)用于壁面約束流動(dòng)和自由剪切流動(dòng)。SST k-模型的全稱是剪切應(yīng)力輸運(yùn)(shear-stress transport) k-模型，是為了使標(biāo)準(zhǔn)k-模型在近壁面區(qū)有更好的精度和算法穩(wěn)定性而發(fā)展起來(lái)的，也可以說(shuō)是將k-模型轉(zhuǎn)換到k-模型的結(jié)果。因此，SST k-模型在許多時(shí)候比標(biāo)準(zhǔn)k-模型更有效。Reynolds Stress模型 使用Reynolds應(yīng)力模型(RSM

35、)進(jìn)行湍流計(jì)算。在FLUENT中，Reynolds應(yīng)力模型是最精細(xì)制作的湍流模型。它放棄了各向同性的渦粘假定，直接求解Reynolds應(yīng)力方程。由于它比單方程和雙方程模型更加嚴(yán)格地考慮了流線彎曲、旋渦、旋轉(zhuǎn)和張力快速變化，它對(duì)于復(fù)雜流動(dòng)總體上有更高的預(yù)測(cè)精度。但是，為使Reynolds方程封閉而引入了附加模型(尤其是對(duì)計(jì)算精度有重要影響的壓力應(yīng)變項(xiàng)和耗散率項(xiàng)模型)，也會(huì)使這種方法的預(yù)測(cè)結(jié)果的真實(shí)性受到挑戰(zhàn)?？傮w來(lái)講，Reynolds應(yīng)力模型的計(jì)算量很大。當(dāng)要考慮Reynolds應(yīng)力的各向異性時(shí)，例如颶風(fēng)流動(dòng)、燃燒室高速旋轉(zhuǎn)流、管道中二次流，必須用Reynolds應(yīng)力模型。Large Eddy

36、Simulation模型使用大渦模擬（LES）模型進(jìn)行湍流計(jì)算。該模型只對(duì)三維問(wèn)題有效，是目前比較有潛力的湍流模型。（4）輻射模型FLUENT共提供了5種輻射模型：Rossland輻射模型、P1輻射模型、RTRM離散傳播輻射模型、S2S表面輻射、和DO離散坐標(biāo)輻射模型。（5）組分模型組分模型用于對(duì)化學(xué)組分的輸運(yùn)和燃燒等化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行模擬。FLUENT包含的組分模型如下：（6）離散相模型（7）凝固和融化（8）聲學(xué)特性（9）污染物模型4 命令流4.1 TUI簡(jiǎn)介文本用戶界面（TUI）是fluent的命令行似的界面。TUI通過(guò)主Fluent界面（在fluent窗口敲回車）、菜單系統(tǒng)和執(zhí)行Scheme程

37、序功能來(lái)運(yùn)行。Fluent資料上把菜單系統(tǒng)比作Unix里的目錄結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗俏谋拘问?，你可以用?jiǎn)單的文本編輯器來(lái)創(chuàng)建和修改TUI命令。當(dāng)開(kāi)始運(yùn)行fluent時(shí)，處于“根”菜單下：按回車會(huì)看到下列內(nèi)容：>adapt/ file/ report/define/ grid/ solve/display/ parallel/ surface/exit plot/ view/要使用plot 菜單，輸入“plot”然后回車，使用plot菜單下的命令，再按回車：>plot/plot>change-fft-ref-pressure file-set/ residualscircum-avg-

38、axial flamelet-curves residuals-setcircum-ave-radial histogram solutionfft histogram-set/ solution-set/file plotfile-list plot-direction退出菜單，只要輸入“q”然后回車就可以了（大致相當(dāng)于Unix里的 CD.）。TUI中也可以使用縮寫(xiě)，例如，“pl/rs”表示“plot/residuals-set”。所有的GUI命令都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的TUI命令：1. 高級(jí)命令只能通過(guò)TUI；2. 按下Enter鍵可顯示在當(dāng)前行的命令；3. 按q鍵可以向上移動(dòng)一級(jí)。Fl

39、uent也可利用日志文件，在批處理命令或腳本命令下運(yùn)行可以利用一些常見(jiàn)的TUI命令進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作：Ls：列出工作目錄下的文件；Rcd：讀取case和data文件；Wcd：寫(xiě)出case和data文件；Rc/wc：讀入和寫(xiě)出case文件；Rd/wd：讀入和寫(xiě)出data文件；It：迭代計(jì)算在批處理文件中，可以利用TUI命令自動(dòng)進(jìn)行一些非交互式的操作。File/read-bc和File/write-bc可分別用于讀入和保存fluent的一些設(shè)置。TUI命令也可用于切換不同的求解器設(shè)置。在case和data文件后加上擴(kuò)展名.gz可以使文件以壓縮格式輸出并解壓后讀入。以下是一些批處理命令的演示：4.2

40、 journal文件Journal文件是包含一系列TUI命令的文本文件。Journal文件可以用文本編輯器來(lái)編寫(xiě)，也可以由執(zhí)行分析時(shí)用的fluent命令記錄來(lái)產(chǎn)生。Fluent生成的journal文件包括任何GUI操作（都是以TUI的形式）。如果有許多任務(wù)要執(zhí)行時(shí)使用journal文件顯得非常方便。記錄journal文件，用flie->write->strat journal命令開(kāi)始記錄，然后執(zhí)行所需的任務(wù)，最后用file->write->stop journal命令終止記錄。4.2.1 在journal文件中增加注釋以a;（分號(hào)）開(kāi)頭的行都被當(dāng)作注釋語(yǔ)句。4.2.2

41、設(shè)置邊界條件假設(shè)想把名稱為“south”的邊界條件設(shè)成wall邊界。命令是：/define/boundary-conditions/zone-type south wall這是把“south”區(qū)域設(shè)成wall。詳細(xì)內(nèi)容（如移動(dòng)wall）通過(guò)執(zhí)行下面的命令設(shè)置：/define/bourdary-conditions/wall sourth4.2.3 設(shè)置材料屬性/define/materials/deleteair_50c/define/materials/deleteair_1bar/define/materials/change-createairair_1baryincompressibl

42、e-ideal-gasypiecewise-linear2298.151007323.151008ypiecewise-linear2298.150.02606323.150.02788ypiecewise-linear2273.151.72E-05433.152.45E-05nnnnnny4.2.4 產(chǎn)生窗口的硬拷貝(hardcopy)display set-window 1 ; if window nr. 1 is the window you want to be hardcopied/display/set/windows/scale/form ; setting the option

43、s for the graph (colourmap)"%0.2f"/display/set/color-rampbgr/display/set/hardcopy/color ; setting the options for the window<color/display/set/hardcopy/drivertiff/display/set/hardcopy/y-res2400/display/set/hardcopy/x-res3106/display/set/hardcopy/invno/display/hardfilename.tiff/display/s

44、et/hardcopy/invyes/display/hardfilename_inv.tiff4.2.5 在batch模式運(yùn)行多個(gè)case可以通過(guò)journal文件來(lái)完成，下面的例子是運(yùn)行兩個(gè)case:file read-case-data xxx1.cassolve dual-time-iterate yyy1file write-case-data zzz1.casfile read-case-data xxx2.casyes ; for discard cas dialogsolve dual-time-iterate yyy2file write-case-data zzz2.cas

45、另外一個(gè)例子：rcd filemname.casyesit 10000 wcd filemname.cas yes4.2.6 在journal文件中做循環(huán)在journal文件（或者文本用戶介面）里做循環(huán)的最好辦法是使用scheme編程語(yǔ)言的循環(huán)結(jié)構(gòu)語(yǔ)句。4.2.7 在迭代過(guò)程中導(dǎo)出視場(chǎng)（fieldview）數(shù)據(jù)作后處理參考菜單solve->execute commands幫助，這是兩個(gè)例子：穩(wěn)態(tài)file/export/fug/File_grid-%nfile/export/fud/File_data-%n pressure velocity-magnitude x-velocity y-

46、velocity z-velocity () 非穩(wěn)態(tài)file/export/fug/File_grid-%tfile/export/fud/File_data-%t pressure velocity-magnitude x-velocity y-velocity z-velocity ()從execute command 面板中選擇導(dǎo)出的頻率。4.3 常用命令縮寫(xiě)B(tài)C Boundary Conditions B-L Boundary Layer CFD Computational Fluid Dynamics DES Detached Eddy Simulation DPM Discrete

47、 Phase Model FDM Finite Difference Method FEM Finite Element Method FVM Finite Volume Method GUI Graphical User Interface LES Large Eddy Simulation MUSCL Monotone Upstream-centered Scheme for Conservation Laws PDF Probability Density Function PBM  ? QUICK Quadratic Upstream Interpolation for Co

48、nvective Kinematics RANS Reynolds Averaged Navier-Stokes RSM Reynolds Stress Model SIMPLE Semi-Implicit Method for the Pressure-Linked Equation SST Shear Stress Transport TUI Text User Interface UDF User defined function URF Under Relaxation Factor VOF Volume Of Fluid 5 求解過(guò)程控制求解步驟主要分為以下幾個(gè)方面：1. 求解器參數(shù)

49、設(shè)置：包括選擇求解器和離散化兩部分；2. 初始化；3. 收斂性：包括監(jiān)視器的收斂性和收斂的穩(wěn)定性，收斂穩(wěn)定性可通過(guò)設(shè)置松弛因子和克朗特?cái)?shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；4. 精度：主要檢查網(wǎng)格的獨(dú)立性和適應(yīng)性。求解流程如下：可用的求解器類型Fluent提供了兩種求解器可供選擇：基于壓力的求解器；基于密度的耦合求解器（DBCS）基于壓力的求解器將動(dòng)量和壓力（或校正壓力）作為首選變量，壓力速度的耦合算法由連續(xù)性方程導(dǎo)出。有兩種基于壓力的算法可供選擇：1 分離求解器：壓力校正和動(dòng)量依次進(jìn)行計(jì)算；2 耦合求解器：壓力和動(dòng)量同時(shí)進(jìn)行計(jì)算。求解器的選擇1 分離求解器可廣泛適應(yīng)各種流態(tài)，從低速不可壓縮流到高速可壓縮流都可以求解，具

50、有需要內(nèi)存低，使用靈活等特點(diǎn)；2 基于壓力的耦合求解器（PBCS）對(duì)于大多數(shù)單相流問(wèn)題表現(xiàn)優(yōu)越，但不適用于多相流問(wèn)題、周期質(zhì)量流量的問(wèn)題和NITA問(wèn)題，此外，它所需要的內(nèi)存是分離求解器的1.5-2倍；3 基于密度的耦合求解器（DBCS）適用于在密度、能量、動(dòng)量和種類之間存在強(qiáng)耦合或依賴關(guān)系的問(wèn)題，例如：燃燒中的高速可壓流動(dòng)，高超音速流動(dòng)以及激波相互作用等問(wèn)題；4 隱式方案一般是首選，因?yàn)樗幸粋€(gè)很嚴(yán)格的時(shí)間步長(zhǎng)限制；5 顯式方案一般用于流動(dòng)時(shí)間特征尺度和聲學(xué)時(shí)間尺度在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上的問(wèn)題（如：高馬赫數(shù)沖擊波）。離散（插值方法）單元中的變量必須通過(guò)控制體的面進(jìn)行插值：當(dāng)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)或前期flue

51、nt運(yùn)算結(jié)果的時(shí)候，F(xiàn)luet允許利用profile文件和數(shù)據(jù)插值文件進(jìn)行插值，profile文件是數(shù)據(jù)文件，可以進(jìn)行讀入和寫(xiě)出。數(shù)據(jù)插值文件也可進(jìn)行同樣的操作。對(duì)流項(xiàng)的插值方案：一階迎風(fēng)：易收斂，但只有一階精度；Power Law：當(dāng)雷諾數(shù)R<5時(shí)精度高于一階迎風(fēng)，可用于典型的低雷諾數(shù)問(wèn)題；二階迎風(fēng)：使用較大的二階精度模型，適用于三角形或四面體網(wǎng)格以及流量和網(wǎng)格不對(duì)稱的情況，缺點(diǎn)是收斂較慢；MUSCL：對(duì)于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格具有局部三階精度，在預(yù)測(cè)二次流動(dòng)、渦旋和受力方面有較大優(yōu)勢(shì)；二階迎風(fēng)插值（QUICK）：主要用于四面體、六面體和混合網(wǎng)格，對(duì)于渦旋流較為有效，對(duì)于規(guī)則網(wǎng)格具有三階精度。計(jì)

52、算變量的梯度用以下三種方法確定：Green-Gauss Cell-Based：默認(rèn)的方法，結(jié)果可能出現(xiàn)偽擴(kuò)散；Green-Gauss Node-Based：精度較高，能最大限度地減少偽擴(kuò)散，適用于三角形和四面體網(wǎng)格；Least-Squares Cell-Based：適用于多面體網(wǎng)格，和Node-Based梯度方法具有同樣的精度和特性。表面壓力的插值方法利用分離求解器計(jì)算單元體表面壓力時(shí)，有以下插值方法可用：Standard：默認(rèn)方案，對(duì)于邊界附近正常壓力下的大面積流動(dòng)降低精度，但是當(dāng)流動(dòng)中有劇烈壓力變化的時(shí)候應(yīng)采用PRESTO！算法；PRESTO!：應(yīng)用于高渦旋流、壓力梯度變化較大的流動(dòng)（如多

53、孔介質(zhì)、排氣扇等）以及區(qū)域內(nèi)有強(qiáng)烈彎曲的流動(dòng)；Linear：當(dāng)應(yīng)用其他選項(xiàng)收斂困難或者出現(xiàn)不符合物理規(guī)律的結(jié)果時(shí)使用；Second-Order：用于可壓縮流動(dòng)，但不能用于多孔介質(zhì)和排氣扇等問(wèn)題，也不能用于多相流模型；Body Force Weighted：當(dāng)體積力較大（如高雷諾數(shù)自然對(duì)流或強(qiáng)渦旋流）時(shí)采用。壓力速度耦合算法：壓力速度耦合算法是一種在分離求解器下利用連續(xù)性方程和動(dòng)量方程聯(lián)立推導(dǎo)出壓力（或修正壓力）的數(shù)值算法：基于壓力的半隱式方法（SIMPLE）：默認(rèn)魯棒方案；SIMPLEC：允許一些簡(jiǎn)單問(wèn)題的快速收斂（例如不帶有物理模型的層流問(wèn)題）；PISO：對(duì)于非穩(wěn)態(tài)流以及含有高于平均偏角的網(wǎng)

54、格問(wèn)題較為有效；FSM：和PISO算法類似，主要針對(duì)NITA問(wèn)題。5.1 初始化計(jì)算開(kāi)始之前，所有的變量都要進(jìn)行初始化：較為真實(shí)的猜測(cè)值可以有效提高計(jì)算的穩(wěn)定性，加速收斂，在某些情況下，較為真實(shí)的猜測(cè)值甚至是必須的：如高溫區(qū)化學(xué)反應(yīng)的初始化。某些區(qū)域的獨(dú)立變量需要用Patch導(dǎo)入，如：自由射流（高速）、燃燒問(wèn)題（高溫區(qū)域的初始化反應(yīng)），單元寄存器可用于把各個(gè)變量導(dǎo)入不同的區(qū)域。FMG初始化全網(wǎng)格初始化可用于建立一個(gè)更好的初始流場(chǎng)，TUI命令形式是：/solve/init/fmg-initializationFMG可以和基于壓力或密度的求解器搭配使用，但只能用于穩(wěn)定流。在求解實(shí)際網(wǎng)格之前，采用FAS技術(shù)解決粗糙網(wǎng)格序列的流動(dòng)問(wèn)題，該設(shè)置同樣可以用TUI命令訪問(wèn)：/solve/init/set-fmg-initializationFMG方法在解決大區(qū)域流場(chǎng)壓力和速度的大梯度變化（如旋轉(zhuǎn)機(jī)械、擴(kuò)展螺旋槽）時(shí)非常有用。5.2 收斂性收斂時(shí)以下條件應(yīng)該滿足：1. 所有的離散型守恒方程（如動(dòng)量、能量等）應(yīng)該服從指定殘差或后續(xù)迭代中的解不再變化；2. 整體質(zhì)量、動(dòng)量、能量等守恒；利用監(jiān)視器監(jiān)視殘差的變化過(guò)程：1. 一般情況下，殘差降低三個(gè)數(shù)量級(jí)表示定性收斂，這個(gè)區(qū)間范圍主要用來(lái)確定整個(gè)流動(dòng)的主要變化；2.