fluent學(xué)習(xí)重點筆記專業(yè)資料

fluent技術(shù)基本與應(yīng)用實例4.2.2fluent數(shù)值模仿環(huán)節(jié)簡介重要環(huán)節(jié)：1、依照實際問題選取2D或3Dfluent求解器從而進行數(shù)值模仿。2、導(dǎo)入網(wǎng)格（File→Read→Case,然后選取有g(shù)ambit導(dǎo)出.msh文獻）3、檢查網(wǎng)格（Grid→Check）。如果網(wǎng)格最小體積為負值，就要重新進行網(wǎng)格劃分。4、選取計算模型。5、擬定流體物理性質(zhì)（Define→Material）。6、定義操作環(huán)境（Define→operatingcondition在本文檔中，所有箭頭符號一律用減號表達，待到文檔編輯完畢再進行統(tǒng)一替代。故先在此聲明在本文檔中，所有箭頭符號一律用減號表達，待到文檔編輯完畢再進行統(tǒng)一替代。故先在此聲明7、制定邊界條件（Define→BoundaryConditions）8、求解辦法設(shè)立及其控制。9、流場初始化（Solve→Initialize）10、迭代求解（Solve→Iterate）11、檢查成果。12、保存成果，后解決等。詳細操作環(huán)節(jié)：1、fluent2d或3d求解器選取。2、網(wǎng)格有關(guān)操作（1）、讀入網(wǎng)格文獻（2）、檢查網(wǎng)格文獻文獻讀入后，一定要對網(wǎng)格進行檢查。上述操作可以得到網(wǎng)格信息，從中看出幾何區(qū)域大小。此外從minimumvolume可以懂得最小網(wǎng)格體積，若是它值不不大于零，網(wǎng)格可以用于計算，否則就要重新劃分網(wǎng)格。（3）、設(shè)立計算區(qū)域在gambit中畫出圖形是沒有單位，它是一種純數(shù)量模型。故在進行實際計算時候，要依照實際將模型放大或縮小。辦法是變化fluent總求解器單位。（4）、顯示網(wǎng)格。Display→Grid3、選取計算模型（1）、基本求解器定義Define→Models→SolverFluent中提供了三種求解辦法：·非耦合求解segregated·耦合隱式求解coupledimplicit·耦合顯示求解coupledexplicit非耦合求解辦法重要用于不可壓縮流體或者壓縮性不強流體。耦合求解辦法用在高速可壓縮流體fluent默認設(shè)立是非耦合求解辦法，但對于高速可壓縮流動，有強體積力（浮力或離心力）流動，求解問題時網(wǎng)格要比較密集，建議采用耦合隱式求解辦法。耦合能量和動量方程，可以較快得到收斂值。耦合隱式求解短板：運營所需要內(nèi)存比較大。若果必要要耦合求解而機器內(nèi)存不夠用，可以考慮采用耦合顯示求解辦法。蓋求解辦法也耦合了動量，能量和組分方程，但是內(nèi)存卻比隱式求解辦法要小由此可見，顯示辦法是非耦合辦法和耦合隱式辦法折中體現(xiàn)。由此可見，顯示辦法是非耦合辦法和耦合隱式辦法折中體現(xiàn)。需要指出是，非耦合求解器某些模型在耦合求解器里并不一定均有。耦合求解器里沒有模型涉及：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、擬定質(zhì)量流率周期性流動模型和周期性換熱模型。%%%有點重復(fù)，但是可以看看加深理解Fluent提供三種不同求解辦法；分離解、隱式耦合解、顯示耦合解。分理解和耦合解重要區(qū)別在于：持續(xù)方程、動量方程、能量方程和組分方程解環(huán)節(jié)不同。分離解按照順序解，耦合解是同步解。兩種解法都是最后解附加標(biāo)量方程。隱式解和顯示解區(qū)別在于線性耦合方程方式不同。Fluent默認使用分離求解器，但是對于高速可壓流動，強體積力導(dǎo)致強烈耦合流動（流體流動耦合流體換熱耦合流體混合，三者互相耦合過程—文檔整頓者注）（浮力或者旋轉(zhuǎn)力），或者在非常精細網(wǎng)格上流動，需要考慮隱式解。這一解法耦合了流動和能量方程，收斂不久。%%%（2）、其她求解器選取在實際問題中，除了要計算流場，有時還要計算溫度場或者濃度場等，因而還需要其她模型。重要模型有：Multiphase（多相流動）viscous（層流或湍流）energy（與否考慮傳熱）species（反映及其傳熱有關(guān)）（3）操作環(huán)境設(shè)立Define→operation→condition該項設(shè)立所考慮重要內(nèi)容為外部環(huán)境對內(nèi)部反映影響4、定義流體物理性質(zhì)5、設(shè)立邊界條件Define→boundarycondition（1）、設(shè)立流體區(qū)域（fluid）邊界條件在zong列表中選取fluid，即流體所在區(qū)域，然后單擊set，可以看到關(guān)于fluid區(qū)域連接條件設(shè)立對話框，其中materialname溫恩框中顯示是fluid區(qū)域中物質(zhì)，從fluent數(shù)據(jù)庫中復(fù)制出來物質(zhì)明智都會在這里顯示出來，只要選取即可。（2）其她邊界條件設(shè)立例如壁面、進出口之類額邊界條件。6、求解辦法設(shè)立及其控制。下面簡介持續(xù)性方程以動量方程詳細求解形式。（1）、求解參數(shù)設(shè)立Solve→controls→solution打開求解器控制對話框，其中equation項下面是當(dāng)前問題控制方程；pressure—velocitycoupling相應(yīng)是壓力速度耦合求解方式；discretization相應(yīng)是pressure和momentum（動量）離散方式。此外under—relaxationfactors選項可以設(shè)立控制方程求解時松弛因子什么是松弛因子？。什么是松弛因子？（2）初始化Solve→initialize→initialize打開相應(yīng)對話框可以初始化流場。普通來說，初始解對于求解影響比較大，因此給出初始解要盡量接近真實值。擬定初始解后，依次單擊init、apply和close按鍵。（3）打開殘差圖Solve→monitors→residual若是選取options下面plot，就可以在計算式動態(tài)現(xiàn)實計算殘差走勢；convergence下面相應(yīng)數(shù)值是計算成果殘差要滿足最低規(guī)定，它數(shù)值越小闡明計算精度規(guī)定越高。（4）、保存當(dāng)前case和data文獻（5）、開始迭代保存好是設(shè)立后可以進行迭代求解，此時迭代某些控制參數(shù)可以運用迭代設(shè)立對話框進行設(shè)立。對于穩(wěn)態(tài)問題，迭代設(shè)立對話框見教材。其中numberofiterations為總迭代次數(shù)；reportinginterval為fluent輸出監(jiān)視信息間斷次數(shù)；UDFprofileUpdateinterval闡明fluent每隔多少次調(diào)用一次顧客自定義函數(shù)。對于非穩(wěn)態(tài)問題，迭代是指對話框見教材。其中timestepsize相應(yīng)時間步長，numberoftimesteps代表需規(guī)定解時間步數(shù)，它們與總求解時間關(guān)系是：時間步長*時間步數(shù)=總求解時間。Maxiterationspertimestep代表每個時間步長最多迭代次數(shù)（6）保存計算后case和data文獻7、fluent自帶后解決模塊Fluent自帶圖形工具可以很以便解決CFD求解成果中包括信息，并觀測相應(yīng)成果。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)與實例分析Fluent擁有眾多物理模型，可以滿足顧客精準(zhǔn)地模仿無粘性流體、層流、紊流、傳熱和傳質(zhì)、多孔介質(zhì)、化學(xué)反映、顆粒運送、多相流、自由表面流、相變流等復(fù)雜流動現(xiàn)象需要。軟件基本構(gòu)造1、前解決前解決涉及gambit、tgrid和filters、其中g(shù)ambit是由fluent公司自主開發(fā)專用CFD前置解決器，用于模仿對象幾何模型以及網(wǎng)格生成。Tgrid是一種附加前置解決器，她可以從gambit或者其她CAD/CAE軟件包中讀入所生成模仿對象幾何構(gòu)造，從當(dāng)前邊界網(wǎng)絡(luò)開始生成由三角形、四周體或者混合網(wǎng)格構(gòu)成體網(wǎng)格。Filters事實上就是其她CAD/CAE軟件包與fluent之間接口，可以將其她軟件包所生成面網(wǎng)格或者體網(wǎng)格讀入到fluent當(dāng)中。2、求解器Fluent6.3.26是一種基于非構(gòu)造化網(wǎng)格通用求解器，支持并行運算，分單精度和雙精度兩種。3、后解決Fluent自身附帶有強大后解決功能呢，有云圖、等值線圖、矢量圖、剖面圖、XY散點圖、粒子軌跡圖、動畫等各種方式顯示儲存和輸出計算成果，可以平移、縮放、旋轉(zhuǎn)圖像，也可以將計算成果導(dǎo)入到其她后解決軟件中。邊界條件問題CFD模仿時，慣用基本邊界條件涉及：流動進口邊界、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。1、進出口邊界條件Fluent提供了10種類型流動進、出口條件她們分別是：·速度進口：給出進口速度及需要計算所有標(biāo)量值，合用于不可壓縮流動。·壓力進口：給出進口總壓和其她需要計算標(biāo)量進口值。·質(zhì)量流量進口：重要用于可壓縮流動，給出進出口質(zhì)量流量。對于不可壓縮流動，沒有必要給出該邊界條件，由于密度是常數(shù)，咱們可以用速度進口條件。·壓力出口：給定流動出口靜壓。對于有回流出口，該邊界條件比outflow邊界條件更容易收斂。·壓力遠場：該邊界條件只對可壓縮流動適合。·outflow：白邊界條件用以模仿在求解問題之前，無法懂得出口速度或壓力；出口流動符合完全發(fā)展條件，出口處，除了壓力之外，其她參量梯度為零。該邊界條件適合可壓縮流動。·inletvent：進口電扇條件需要給定一種損失系數(shù)。流動方向和環(huán)境總壓和總溫?！ntakefan：進口電扇條件需要給定壓降、流動方向和環(huán)境總壓總溫。·outletvent：排出電扇給定損失系數(shù)和環(huán)境壓力和靜溫。·exhaustfan：排除電扇給定壓降、環(huán)境靜壓。類別邊界條件名稱物理意義進口邊界出口邊界速度進口（velocityinlet）用于定義流動進口邊界處速度和流動其她標(biāo)量型變量壓力進口（pressureinlet）定義流動進口邊界總壓（總能量）和其她標(biāo)量型變量（如溫度），及進口邊界上總壓等標(biāo)量型變量是固定質(zhì)量進口（massflowinlet）用來規(guī)定進口質(zhì)量流量，即進口邊界上質(zhì)量流量固定，而總壓等可變，該邊界條件與壓力進口邊界條件相反。該邊界條件只用于可壓流動，對于不可壓流動，請使用速度進口邊界條件。出流（outflow）用于規(guī)定在求解前流速和壓力未知出口邊界。該邊界條件合用于出口處流動時完全發(fā)展?fàn)顩r。在該邊界上，顧客不需要定義任何內(nèi)容（除非模仿輻射傳熱、離散相及多口出流）。該條件不能用于可壓流動。該條件也不能與壓力進口邊界條件一起使用，這是可用壓力出口邊界條件。壓力出口（pressureoutlet）用于定義流動出口靜壓（如果有回流存在，還涉及其她標(biāo)量變量）。當(dāng)有回流時，使用壓力出口邊界條件代替出流邊界條件經(jīng)常有更好收斂速度。壓力遠場（pressurefar-field）用來描述無窮遠處自由可壓流體。該邊界條件只用于可壓流動，氣體密度通過抱負氣體定律來計算。為了得到抱負計算成果，要將改邊界遠離咱們所關(guān)懷計算區(qū)域。進風(fēng)口（inletvent）用于描述具備指定損失系數(shù)、周邊（進口）總壓和溫度進風(fēng)口排風(fēng)口（outletvent）用于描述具備指定損失系數(shù)、周邊（排放處）總壓溫度排風(fēng)口進氣扇（intakefan）用于描述具備指定壓力階躍、流動方向、周邊（進口）總壓和溫度外部進電扇排氣扇（exhaustfan）用于描述具備指定壓力階躍、周邊（排放處）靜壓外部排電扇壁面重復(fù)軸類邊界壁面（wall）用于限定流體和固體區(qū)域。在粘性流動中，壁面被默以為無滑移邊界條件壁面，無滑移邊界條件。，但顧客可以依照壁面邊界區(qū)域平移或者轉(zhuǎn)動來指定一種切向速度分量，或者通過指定剪切來模仿一種“滑移”壁面。壁面，無滑移邊界條件。對稱（symmetry）用于物理外形以及所盼望流動解具備鏡像對稱特性狀況，也可以用來描述粘性流體中零滑移壁面。在對稱邊界上，不需要定義任何邊界條件，但必要定義對稱邊界位置。注意：對于軸對稱問題中中心線，應(yīng)使用軸邊界條件來定義，而不是對稱邊界條件。周期（periodic）用于計算物理幾何模型和所期待流動解具備周期性重復(fù)狀況軸（axis）用于描述軸對稱幾何體中心線。在軸邊界上，不必然義任何邊界條件。

內(nèi)部單元區(qū)域流體（fluid）流體區(qū)域是一種單元組，所有激活方程所謂激活方程與否就指就是在參數(shù)設(shè)立時，通過設(shè)立方程，而沒有設(shè)立過得方程，是不是就是其她沒有激活方程呢？都要在這些單元上進行求解。向流體區(qū)域輸入信息只是流體介質(zhì)類型所謂激活方程與否就指就是在參數(shù)設(shè)立時，通過設(shè)立方程，而沒有設(shè)立過得方程，是不是就是其她沒有激活方程呢？固體（solid）固體區(qū)域也是一種單元組，只但是這組單元僅用來進行傳熱求解計算，不進行任何流動計算。作為固體解決材料也許事實上是流體，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類型。電扇（fan）電扇是集總參數(shù)模型，對于擬定具備已知特性電扇對于大流域流場影響。這種邊界條件容許顧客輸入電扇壓力和流量關(guān)系曲線，給定電扇旋流速度徑向和切向分量。電扇模型并不提供對電扇葉片上流動詳細描述，它只預(yù)測通過電扇流量。散熱器（radiator）是熱互換器（如散熱器或冷凝器）集總參數(shù)模型，用于模仿熱互換器對流場影響。這種邊界條件下，容許顧客指定壓降與傳熱系數(shù)作為正對著散熱器方向速度系數(shù)。多孔介質(zhì)階躍（porousjump）用于模仿速度和壓降特性均為已知薄膜。它本質(zhì)上是內(nèi)部單元區(qū)域中使用多孔介質(zhì)模型一維簡化。這種邊界條件可用于通過篩子和過濾器壓降模型，及不考慮熱傳導(dǎo)影響散熱器模仿。該模型比完整多孔介質(zhì)模型更可靠，更容易收斂，應(yīng)盡量采用內(nèi)部截面（interior）用在兩個區(qū)域（如水泵中間