.fluent技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例4.2.2fluent數(shù)值模擬步驟簡介主要步驟：1、根據(jù)實(shí)際問題選擇2D或3Dfluent求解器從而進(jìn)行數(shù)值模擬。謝謝閱讀2、導(dǎo)入網(wǎng)格（File→Read→Case,然后選擇有g(shù)ambit導(dǎo)出的.msh感謝閱讀文件）3、檢查網(wǎng)格（Grid→Check）。如果網(wǎng)格最小體積為負(fù)值，就要重新感謝閱讀進(jìn)行網(wǎng)格劃分。4、選擇計(jì)算模型。5、確定流體物理性質(zhì)（Define→Material）。精品文檔放心下載6、定義操作環(huán)境（Define→operatingcondition）感謝閱讀7、制定邊界條件（Define→BoundaryConditions）感謝閱讀8、求解方法的設(shè)置及其控制。9、流場初始化（Solve→Initialize）10、迭代求解（Solve→Iterate）11、檢查結(jié)果。12、保存結(jié)果，后處理等。.具體操作步驟：1、fluent2d或3d求解器的選擇。2、網(wǎng)格的相關(guān)操作（1）、讀入網(wǎng)格文件（2）、檢查網(wǎng)格文件文件讀入后，一定要對網(wǎng)格進(jìn)行檢查。上述的操作可以得到網(wǎng)格信息，從中看出幾何區(qū)域的大小。另外從minimumvolume可以知道最小網(wǎng)格的體積，若是它的值大于零，網(wǎng)格可以用于計(jì)算，否則就要重新劃分網(wǎng)格。感謝閱讀（3）、設(shè)置計(jì)算區(qū)域在gambit中畫出的圖形是沒有單位的，它是一個(gè)純數(shù)量的模型。故在進(jìn)行實(shí)際計(jì)算的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際將模型放大或縮小。方法是改變fluent總求解器的單位。謝謝閱讀（4）、顯示網(wǎng)格。Display→Grid3、選擇計(jì)算模型（1）、基本求解器的定義Define→Models→Solver.Fluent中提供了三種求解方法：·非耦合求解 segregated·耦合隱式求解 coupledimplicit·耦合顯示求解 coupledexplicit非耦合求解方法主要用于不可壓縮流體或者壓縮性不強(qiáng)的流體。感謝閱讀耦合求解方法用在高速可壓縮流體fluent默認(rèn)設(shè)置是非耦合求解方法，但對于高速可壓縮流動，有強(qiáng)的體積力（浮力或離心力）的流動，求解問題時(shí)網(wǎng)格要比較密集，建議采用耦合隱式求解方法。耦合能量和動量方程，可以較快的得到收斂值。耦合隱式求解的短板：運(yùn)行所需要的內(nèi)存比較大。若果必須要耦合求解而機(jī)器內(nèi)存不夠用，可以考慮采用耦合顯示求解方法。蓋求解方法也耦合了動量，能量和組分方程，但是內(nèi)存卻比隱式求解方法要小。感謝閱讀需要指出的是，非耦合求解器的一些模型在耦合求解器里并不一定都有。耦合求解器里沒有的模型包括：多相流模型、混合分?jǐn)?shù)/PDF燃燒模型、預(yù)混燃燒模型。污染物生成模型、相變模型、Rosseland輻射模型、確定質(zhì)量流率的周期性流動模型和周期性換熱模型。%%%有點(diǎn)重復(fù)，但是可以看看加深理解謝謝閱讀.Fluent提供三種不同的求解方法；分離解、隱式耦合解、顯示耦合解。感謝閱讀分理解和耦合解的主要區(qū)別在于：連續(xù)方程、動量方程、能量方程和組分方程解的步驟不同。謝謝閱讀分離解按照順序解，耦合解是同時(shí)解。兩種解法都是最后解附加的標(biāo)量方程。隱式解和顯示解的區(qū)別在于線性耦合方程的方式不同。Fluent默認(rèn)使用分離求解器，但是對于高速可壓流動，強(qiáng)體積力導(dǎo)致的強(qiáng)烈耦合流動（流體流動耦合流體換熱耦合流體的混合，三者相互耦合的過程—文檔整理者注）（浮力或者旋轉(zhuǎn)力），或者在非常精細(xì)的網(wǎng)格上的流動，需要考慮隱式解。這一解法耦合了流動和能量方程，收斂很快。%%%精品文檔放心下載（2）、其他求解器的選擇在實(shí)際問題中，除了要計(jì)算流場，有時(shí)還要計(jì)算溫度場或者濃度場等，因此還需要其他的模型。主要的模型有：謝謝閱讀Multiphase（多相流動）viscous（層流或湍流）energy（是否考慮傳熱）species（反應(yīng)及其傳熱相關(guān)）（3）操作環(huán)境的設(shè)置謝謝閱讀Define→operation→condition精品文檔放心下載.該項(xiàng)設(shè)置所考慮的主要內(nèi)容為外部環(huán)境對內(nèi)部反應(yīng)的影響4、定義流體的物理性質(zhì)5、設(shè)置邊界條件Define→boundarycondition（1）、設(shè)置流體區(qū)域（fluid）的邊界條件zong列表中選擇fluid，即流體所在的區(qū)域，然后單擊set，可以看到關(guān)于fluid區(qū)域連接條件設(shè)置的對話框，其中materialname溫感謝閱讀恩框中顯示的是fluid區(qū)域中的物質(zhì)，從fluent數(shù)據(jù)庫中復(fù)制出來物質(zhì)的明智都會在這里顯示出來，只要選擇即可。精品文檔放心下載（2）其他邊界條件的設(shè)置例如壁面、進(jìn)出口之類額邊界條件。6、求解方法的設(shè)置及其控制。下面介紹連續(xù)性方程以動量方程的具體求解形式。（1）、求解參數(shù)的設(shè)置Solve→controls→solution打開求解器控制的對話框，其中equation項(xiàng)下面是當(dāng)前問題的控制方程；pressure—velocitycoupling對應(yīng)的是壓力速度耦合求解方式；discretization對應(yīng)的是pressure和momentum（動量）的離精品文檔放心下載.散方式。另外under—relaxationfactors選項(xiàng)可以設(shè)置控制方程求感謝閱讀解時(shí)的松弛因子。（2）初始化Solve→initialize→initialize謝謝閱讀打開相應(yīng)的對話框可以初始化流場。一般來說，初始解對于求解的影響比較大，所以給出的初始解要盡量接近真實(shí)值。確定初始解后，依次單擊init、apply和close按鍵。（3）打開殘差圖感謝閱讀Solve→monitors→residual若是選擇options下面的plot，就可以在計(jì)算式動態(tài)的現(xiàn)實(shí)計(jì)算殘差的走勢；convergence下面對應(yīng)的數(shù)值是計(jì)算結(jié)果的殘差要滿足的最低要求，它的數(shù)值越小說明計(jì)算的精度要求越高。（4）、保存當(dāng)前的case和data文件精品文檔放心下載（5）、開始迭代保存好是設(shè)置后可以進(jìn)行迭代求解，此時(shí)迭代的一些控制參數(shù)可以利用迭代設(shè)置對話框進(jìn)行設(shè)置。謝謝閱讀對于穩(wěn)態(tài)問題，迭代設(shè)置對話框見教材。其中numberofiterations為總的迭代次數(shù)；reportinginterval為fluent輸出監(jiān)視信息的間謝謝閱讀.斷次數(shù)；UDFprofileUpdateinterval說明fluent每隔多少次調(diào)用一次用戶自定義函數(shù)。謝謝閱讀對于非穩(wěn)態(tài)問題，迭代是指的對話框見教材。其中timestepsize對應(yīng)時(shí)間步長，numberoftimesteps代表需要求解的時(shí)間步數(shù)，它們與總的求解時(shí)間的關(guān)系是：時(shí)間步長*時(shí)間步數(shù)=總的求解時(shí)間。Maxiterationspertimestep代表每個(gè)時(shí)間步長最多迭代的次數(shù)（6）保存計(jì)算后的case和data文件7、fluent自帶的后處理模塊感謝閱讀Fluent自帶的圖形工具可以很方便的處理CFD求解結(jié)果中包含的信息，并觀察相應(yīng)的結(jié)果。精品文檔放心下載顯示網(wǎng)格、等值線和輪廓、速度矢量和極限。流程圖——億圖軟件.Fluent工程技術(shù)與實(shí)例分析Fluent擁有眾多的物理模型，可以滿足用戶精確地模擬無粘性流體、謝謝閱讀層流、紊流、傳熱和傳質(zhì)、多孔介質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)、顆粒運(yùn)輸、多相流、感謝閱讀自由表面流、相變流等復(fù)雜流動現(xiàn)象的需要。軟件的基本結(jié)構(gòu)1、前處理前處理包括gambit、tgrid和filters、其中g(shù)ambit是由fluent公司自主開發(fā)的專用CFD前置處理器，用于模擬對象的幾何模型以及網(wǎng)格生成。Tgrid是一個(gè)附加的前置處理器，他可以從gambit或者其他CAD/CAE軟件包中讀入所生成的模擬對象的幾何結(jié)構(gòu)，從現(xiàn)在的邊界網(wǎng)絡(luò)開始生成由三角形、四面體或者混合網(wǎng)格組成的體網(wǎng)格。Filters實(shí)際上就是其他CAD/CAE軟件包與fluent之間的接口，可以將其他軟件包所生成的面網(wǎng)格或者體網(wǎng)格讀入到fluent當(dāng)中。2、求解器感謝閱讀Fluent6.3.26是一個(gè)基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的通用求解器，支持并行運(yùn)算，感謝閱讀分單精度和雙精度兩種。3、后處理.Fluent本身附帶有強(qiáng)大的后處理功能呢，有云圖、等值線圖、矢量圖、剖面圖、XY散點(diǎn)圖、粒子軌跡圖、動畫等多種方式顯示儲存和輸出計(jì)算結(jié)果，可以平移、縮放、旋轉(zhuǎn)圖像，也可以將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到其他后處理軟件中。精品文檔放心下載邊界條件問題CFD模擬時(shí)，常用的基本邊界條件包括：流動進(jìn)口邊界、流動出口邊界、給定壓力邊界、壁面邊界、對稱邊界和周期性循環(huán)邊界。感謝閱讀1、進(jìn)出口邊界條件Fluent提供了10種類型的流動進(jìn)、出口條件他們分別是：精品文檔放心下載·速度進(jìn)口：給出進(jìn)口速度及需要計(jì)算的所有標(biāo)量值，適用于不可壓謝謝閱讀縮流動?！毫M(jìn)口：給出進(jìn)口的總壓和其他需要計(jì)算的標(biāo)量進(jìn)口值。感謝閱讀·質(zhì)量流量進(jìn)口：主要用于可壓縮流動，給出進(jìn)出口的質(zhì)量流量。對于不可壓縮流動，沒有必要給出該邊界條件，因?yàn)槊芏仁浅?shù)，我們可以用速度進(jìn)口條件。謝謝閱讀·壓力出口：給定流動出口的靜壓。對于有回流的出口，該邊界條件謝謝閱讀比outflow邊界條件更容易收斂。.·壓力遠(yuǎn)場：該邊界條件只對可壓縮流動適合?！utflow：白邊界條件用以模擬在求解問題之前，無法知道出口速精品文檔放心下載度或壓力；出口流動符合完全發(fā)展條件，出口處，除了壓力之外，其感謝閱讀他參量梯度為零。該邊界條件適合可壓縮流動?！nletvent：進(jìn)口風(fēng)扇條件需要給定一個(gè)損失系數(shù)。流動方向和環(huán)境精品文檔放心下載總壓和總溫?！ntakefan：進(jìn)口風(fēng)扇條件需要給定壓降、流動方向和環(huán)境總壓總精品文檔放心下載溫。·outletvent：排出風(fēng)扇給定損失系數(shù)和環(huán)境壓力和靜溫。精品文檔放心下載·exhaustfan：排除風(fēng)扇給定壓降、環(huán)境靜壓。感謝閱讀.類別 邊界條件名稱 物理意義進(jìn)口邊界出口邊界

用于定義流動進(jìn)口邊界處的速度和流動的其速度進(jìn)口（velocityinlet）標(biāo)量型變量定義流動進(jìn)口邊界的總壓（總能量）和其他標(biāo)壓力進(jìn)口（pressureinlet）型變量（如溫度），及進(jìn)口邊界上總壓等標(biāo)量精品文檔放心下載變量是固定的用來規(guī)定進(jìn)口的質(zhì)量流量，即進(jìn)口邊界上質(zhì)量量固定，而總壓等可變，該邊界條件與壓力進(jìn)質(zhì)量進(jìn)口（massflowinlet）邊界條件相反。該邊界條件只用于可壓流動，于不可壓流動，請使用速度進(jìn)口邊界條件。用于規(guī)定在求解前流速和壓力未知的出口邊界該邊界條件適用于出口處的流動時(shí)完全發(fā)展情況。在該邊界上，用戶不需要定義任何內(nèi)容（出流（outflow）非模擬輻射傳熱、離散相及多口出流）。該條不能用于可壓流動。該條件也不能與壓力進(jìn)口界條件一起使用，這是可用壓力出口邊界條件用于定義流動出口的靜壓（如果有回流存在，感謝閱讀壓力出口（pressureoutlet）包括其他的標(biāo)量變量）。當(dāng)有回流時(shí)，使用壓壁面重

.出口邊界條件代替出流邊界條件常常有更好收斂速度。用來描述無窮遠(yuǎn)處的自由可壓流體。該邊界條壓力遠(yuǎn)場（pressure只用于可壓流動，氣體的密度通過理想氣體定far-field）來計(jì)算。為了得到理想計(jì)算結(jié)果，要將改邊界離我們所關(guān)心的計(jì)算區(qū)域。用于描述具有指定的損失系數(shù)、周圍（進(jìn)口）進(jìn)風(fēng)口（inletvent）壓和溫度的進(jìn)風(fēng)口用于描述具有指定的損失系數(shù)、周圍（排放處排風(fēng)口（outletvent）總壓的溫度的排風(fēng)口用于描述具有指定的壓力階躍、流動方向、周進(jìn)氣扇（intakefan）（進(jìn)口）總壓和溫度的外部進(jìn)風(fēng)扇用于描述具有指定的壓力階躍、周圍（排放處排氣扇（exhaustfan）的靜壓的外部排風(fēng)扇用于限定流體和固體區(qū)域。在粘性流動中，壁壁面（wall）被默認(rèn)為無滑移邊界條件，但用戶可以根據(jù)壁邊界區(qū)域的平移或者轉(zhuǎn)動來指定一個(gè)切向速復(fù)軸類邊界

.分量，或者通過指定剪切來模擬一個(gè)“滑移”面。用于物理外形以及所期望的流動的解具有鏡對稱特征的情況，也可以用來描述粘性流體中零滑移壁面。在對稱邊界上，不需要定義任何對稱（symmetry）界條件，但必須定義對稱邊界的位置。注意：于軸對稱問題中的中心線，應(yīng)使用軸邊界條件定義，而不是對稱邊界條件。精品文檔放心下載用于計(jì)算的物理幾何模型和所期待的流動的周期（periodic）具有周期性重復(fù)的情況用于描述軸對稱幾何體的中心線。在軸邊界上軸（axis） 不必定義任何邊界條件。內(nèi)部單元區(qū)域

.流體區(qū)域是一個(gè)單元組，所有激活的方程都要在這些單元上進(jìn)行求解。向流體區(qū)域流體（fluid）輸入的信息只是流體介質(zhì)的類型。對于當(dāng)前材料列表中沒有的材料，需要用戶自行定義。固體區(qū)域也是一個(gè)單元組，只不過這組單元僅用來進(jìn)行傳熱求解計(jì)算，不進(jìn)行任何固體（solid）流動計(jì)算。作為固體處理的材料可能事實(shí)上是流體，但是假定其中沒有對流發(fā)生。固體區(qū)域僅僅需要輸入材料的類型。風(fēng)扇是集總參數(shù)模型，對于確定具有已知特性的風(fēng)扇對于大流域流場的影響。這種邊界條件允許用戶輸入風(fēng)扇的壓力和流風(fēng)扇（fan）量關(guān)系曲線，給定風(fēng)扇旋流速度的徑向和切向分量。風(fēng)扇模型并不提供對風(fēng)扇葉片上的流動的詳細(xì)