1、FLUENT入門教程,Fluent基礎(chǔ)知識,FLUENT 軟件是目前市場上最流行的CFD 軟件，主要用于計算流體流動和傳熱。它提供的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成程序，對相對復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成非常有效。 利用FLUENT軟件進行求解的步驟如下： （1）確定幾何形狀，生成計算網(wǎng)格； （2）選擇求解器； （3）輸入并檢查網(wǎng)格；,（4）選擇求解的方程：層流或湍流（或無粘流），化學(xué)組分或化學(xué)反應(yīng)，傳熱模型等。確定其他需要的模型，如：風(fēng)扇，熱交換器，多孔介質(zhì)等模型； （5）確定流體的材料物性； （6）確定邊界類型及其邊界條件； （7）條件計算控制參數(shù)； （8）流場初始化； （9）求解計算 （10）保存結(jié)果，進行后處

2、理等。,FLUENT劃分網(wǎng)格的途徑有兩種：一種是用FLUENT提供的專用網(wǎng)格軟件GAMBIT進行網(wǎng)格劃分，另一種則是由其他的CAD軟件完成造型工作，再導(dǎo)入GAMBIT中生成網(wǎng)格。還可以用其他網(wǎng)格生成軟件生成與FLUENT兼容的網(wǎng)格用于FLUENT計算?？梢杂糜谠煨凸ぷ鞯腃AD軟件包括I-DEAS、Pro/E、SolidWorks、Solidedge等。除了GAMBIT外，可以生成FLUENT網(wǎng)格的網(wǎng)格軟件還有ICEMCFD、GridGen等等。,GAMBIT網(wǎng)格劃分,GAMBIT軟件是Fluent公司提供的前處理器軟件，它包含功能較強的幾何建模能力和強大的網(wǎng)格劃分工具，可以劃分出包含邊界層等C

3、FD特殊要求的高質(zhì)量的網(wǎng)格。GAMBIT可以生成FLUENT6、FLUENT5.5、FIDAP、POLYFLOW等求解器所需要的網(wǎng)格。 用戶可以直接使用Gambit軟件建立復(fù)雜的實體模型，也可以從主流的CAD/CAE系統(tǒng)中直接讀入數(shù)據(jù)。,計算流體力學(xué)的本質(zhì)就是對控制方程在所規(guī)定的區(qū)域上進行點離散（如有限差分法）或區(qū)域離散（如有限元法與有限體積法），從而轉(zhuǎn)變?yōu)樵诟骶W(wǎng)格點或子區(qū)域上定義的代數(shù)方程組（如果是非線性方程組通常還要進行線性化），然后用線性代數(shù)的方法迭代求解。網(wǎng)格生成是其中的一個關(guān)鍵步驟，當(dāng)物體外形復(fù)雜程度較大時，網(wǎng)格生成技術(shù)將起到至關(guān)重要的作用。網(wǎng)格可分為兩大類：結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。

4、Gambit軟件高度自動化，可生成包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，也可以生成多種類型組成的混合網(wǎng)格。,結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就是網(wǎng)格拓撲相當(dāng)于矩形域內(nèi)均勻網(wǎng)格的網(wǎng)格。 優(yōu)點：可以方便準確地處理邊界條件，計算精度高，并且可以采用許多高效隱式算法和多重網(wǎng)格法，計算效率也較高。 缺點：對復(fù)雜外形的網(wǎng)格生成較難，甚至難以實現(xiàn)；即使生成多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，塊與塊之間的界面處理又十分復(fù)雜，因而在使用上受到限制。,非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就是指這種網(wǎng)格單元和節(jié)點彼此沒有固定的規(guī)律可循，其節(jié)點分布完全是任意的。 優(yōu)點：（1）適合于復(fù)雜區(qū)域的網(wǎng)格劃分，特別對奇性點的處理很簡單； （2）其隨機的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更易于作網(wǎng)格自適應(yīng)，以便更好地捕獲流場的物理特性；

5、 （3）其生成過程不需求解任何方程。 因而這類網(wǎng)格目前使用較多。,菜單欄,命令面板,視圖控制面板,命令解釋窗,視圖面板,命令顯示窗,命令輸入窗,實例講解 問題描述： 冷水和熱水分別自混合器的兩側(cè)沿水平切向方向流入，在容器內(nèi)混合后經(jīng)過下部漸縮通道流入等徑的出流管，最后流入大氣。冷水入口溫度為280K，入口速度為1m/s,熱水入口速度為320k，入口速度為1m/s。,1. 利用GAMBIT建立混合器造型以及內(nèi)部三維網(wǎng)格的劃分 （1）啟動GAMBIT并選定求解器FLUENT（5/6）,（2）創(chuàng)建混合器主體,（3）設(shè)置混合器的切向入流管 繪制入流管,將入流管移到混合器主體中部的邊緣,將入流管以Z軸為軸

6、旋轉(zhuǎn)180復(fù)制,（4）去掉小圓柱體與大圓柱體相交的多余部分，并將三個圓柱體聯(lián)結(jié)成一個整體,（5）創(chuàng)建主體下部的圓錐,（6）創(chuàng)建出流小管 創(chuàng)建出流口小管,將其下移并與錐臺相接,（7）將混合器上部、漸縮部分和下部出流小管組合成一個整體 方法同第4步相同。,（8）對混合器內(nèi)區(qū)域劃分網(wǎng)格,（9）檢查網(wǎng)格劃分情況,（10）設(shè)置邊界條件,（11）輸出網(wǎng)格文件.(mesh),Fluent求解,FLUENT中有兩種求解器，即分離求解器(segregated solver)和耦合求解器(coupled solver )。這兩種求解器的求解對象是相同的，即它們所求解的控制方程均為描述質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒的

7、連續(xù)方程、動量方程和能量方程。在考慮湍流和化學(xué)反應(yīng)時，還要加上湍流方程和化學(xué)組元方程。 它們都用有限體積法作為對計算對象進行離散求解的基礎(chǔ)方法，,有限體積法的主要工作包括: (1)通過網(wǎng)格劃分將空間區(qū)域分解成由離散的控制體組成的集合。 (2)在控制體上用積分形式構(gòu)造離散變量的代數(shù)方程。 (3)將離散方程線化，然后通過求解線化方程獲得變量的迭代解。 兩種求解器的區(qū)別在于它們所使用的線化方法和求解離散方程的方法是不同的。,分離算法流程圖,耦合算法流程圖,使用求解器的基本步驟如下： （1）選擇計算格式。在使用分離求解器時，選擇壓強插值格式。 （2）在使用分離求解器時，選擇壓強和速度的耦合方法。 （3

8、）在使用分離求解器時，選擇多孔介質(zhì)速度方法。 （4）選擇用于計算導(dǎo)數(shù)的梯度選項。 （5）設(shè)置亞松弛因子。,（6）在使用耦合求解器時，選擇使用FAS多重網(wǎng)格法。 （7）對所選用的模型和求解器進行細節(jié)設(shè)置。 （8）對流場進行初始化。 （9）選擇求解過程監(jiān)視器。 （10）開始迭代計算。 （11）如果計算不收斂，嘗試改善收斂性的方法。,實例講解 以該混合器的計算為例。 （1）檢查網(wǎng)格并定義長度單位 讀入網(wǎng)格文件,確定長度單位為cm,檢查網(wǎng)格，確保最小體積為正值。 顯示網(wǎng)格,（2）創(chuàng)建計算模型 設(shè)置求解器,啟動能量方程,使用k 湍流模型,（3）設(shè)置流體的材料屬性,點擊Fluent Database按鈕，

9、打開“Fluent Database Materials”,（4）設(shè)置邊界條件 Define Boundary Conditions，打開“Boundary Conditions”對話框，設(shè)置如下：,（5）求解初始化,（6）設(shè)置監(jiān)視器 Solve Monitors Residual，打開“Residual Monitors”對話框,（7）保存Case文件 操作：File Write Case （8）求解計算 操作：Solve Iterate 在Number of Iterations項填入200，點擊Iterate開始計算。迭代97后，計算收斂，殘差曲線圖如下圖。,（9）保存計算結(jié)果 操作：File Write Data,計算結(jié)果后處理,（1）讀入Case和Data文件 操作：File Read Case&Data （2）創(chuàng)建等值面 創(chuàng)建一個Z4cm的平面，命名為surf1,創(chuàng)建一個x0的平面，命名為surf2,（3）繪制溫度與壓強分布圖 繪制溫度分布圖 操作：Display Contours，打開“Contours”對話框,繪制垂直平面surf2上