CFD模型建立
CFD数学模型及物理意义
图 3.5.3层流速度矢量图 = 2 x 10 –7 kg/m.s 流道加长至 L = 0.1 m
例 3.7 (能量方程)
案例 1
• L = 0.05 m • H = 0.01 m • U = 0.01 m/s • = 1.2 kg/m3(air) • = 2 x 10–5 kg/ms • k = 0.026 W/mc (导热率) • Tw = 50 c • Tin = 20 c
• 定解条件
– 物理条件 physical conditions – 几何条件 geometry conditions – 初始条件 initial conditions – 边界条件 boundary conditions
初始条件
初始状态特征：非稳态过程开始时 设定：给定系统待求变量在初始时刻的分布
CFD –问题（ II ）
• 监控曲线的物理意义是什么？ • 计算步骤如何终止？ • 求解误差是什么？ • 怎么评价计算结果是否正确，是否具有物理意义？ • 当处理更加复杂的流动问题时，是否有其它的技术方法、实践
经验或通用准则可以用来克服收敛困难？ • 是否有其它CFD的实例？如何更好的分析求解？ • CFD未来发展的方向是什么？
第二讲 CFD数学模型 及物理意义
CFD综述
计算流体力学
非稳态
稳态
无粘流
粘性流
传热
可压缩流动 层流 湍流 热传导 热对流 热辐射
可压缩流动
不可压缩流动
内流
外流
CFD - 问题 （ I ）
• CFD问题中的物理流动过程有哪些？ • 流动的物理现象是如何在数学方程式中描述的？ • 流体流动和热传递的控制方程式是什么？ • 为什么边界条件非常重要？如何应用边界条件？ • 边界条件的物理意义是什么？ • 如何求解数学方程？ • 为什么需要把流体域分割为许多不重叠的子区域即计算网格？ • 如何应用计算方法？
cfd仿真过程的主要步骤
cfd仿真过程的主要步骤CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真是一种通过计算流体的数值模拟方法来研究流体力学问题的技术。
它能够精确地预测流体的物理行为，并在实际应用中发挥重要作用。
本文将介绍CFD仿真过程的主要步骤，以帮助读者了解该技术的基本原理和应用。
第一步：建立几何模型CFD仿真的第一步是建立几何模型。
在进行仿真前，需要收集实际问题的相关数据，并据此创建一个三维几何模型。
这可以通过计算机辅助设计（CAD）软件或其他三维建模软件完成。
建立几何模型时需要考虑问题的尺寸、形状和边界条件等因素。
第二步：离散网格生成离散化是CFD仿真的关键步骤之一。
在此步骤中，需要将连续流体域分割成离散网格。
这些网格通常是由简单的几何形状（如立方体或六面体）构成的。
离散网格的精度和分辨率将直接影响到仿真结果的准确性。
第三步：物理建模与边界条件设定在进行CFD仿真之前，需要选择适当的物理模型和设定边界条件。
物理模型可以是基于连续介质力学的Navier-Stokes方程，也可以是基于稀薄气体动力学的Boltzmann方程等。
边界条件包括入口和出口条件、壁面条件、对称条件等。
物理建模和边界条件的选择将决定仿真的结果和准确性。
第四步：数值求解在CFD仿真中，需要使用数值方法对所选的物理模型进行求解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
这些方法将选择的物理模型转化为离散形式的数值模型，并使用迭代算法来求解流体问题。
第五步：边界条件调整和预处理在进行数值求解之前，通常需要对网格进行预处理，以提高计算效率和准确性。
此外，边界条件和物理模型也需要进行调整和验证，以确保仿真结果的合理性。
第六步：数值模拟和结果分析在对CFD仿真进行数值求解之后，可以开始进行数值模拟和结果分析。
通过对仿真结果的可视化和定量分析，可以了解流体的流动特性、压力分布、速度场等信息。
这对于解决实际问题、优化设计和改进工艺具有重要意义。
CFD简介
CFD技术基础
A. 零方程模型 这种模型的涡粘性系数ut用
代数方程式表示。
ut
l
2 m
u y
式中Lm普朗特混合长度(Prandtl's mixing length), u是平均速度。
CFD技术基础
上式为零方程模型的基本形式, 它有许多变化形式, 如Cebeci-Smith 模 型, 松驰涡粘模型和Baldwin模型等, 这种模型分为内层模型和外层模型, 内外层分界在离壁面的垂直距离约为 (10-20%)δ处。
CFD技术基础
• 古典的边界层理论(BL)
• NS方程的抛物化 (PNS)近似 方式与古典的边界层理论类似, 但 需考虑横向和正压梯度。
• 对PNS方法的改进方法, 部份节 初始条件与边界条件
CFD技术基础
初始条件
对于非定常问题（即关心解随时间 的变化）, 初始条件一般由所考虑的具体 问题给定。对于定常问题（即不随时间 变化的解）, 需要以某种初始条件出发, 通过（伪）时间迭代, 以收敛到定常解。
CFD技术简介
CFD技术基础
主要基于以下几个理由:
改善叶轮机械的设计方法；
更准确地性能预测和进行优化 水力设计；
市场竞争的压力, 需要加速新产 品的开发速度；
CFD技术基础
叶轮机械内部流动的复杂性主 要是由于: • 完全的湍流； • 复杂的几何形状； • 转轮的旋转；
CFD技术基础
由于复杂的几何形状和旋转, 在计算 中将面临以下几个难点:
非结构网格（Unstructured grid）
CFD技术基础
如果每个网格单元为三角形（如 跳跳棋棋盘格）, 则称为非结构网 格。之所以称为非结构网格, 是因 为各网格点之间的排序属于无序 排列。各网格节点用单指标j标识, 另外还需指针指标标明点与点之 间的连接。
CFD是什么技术
CFD是什么技术2008-09-10 09:42【CFD是什么技术】CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。
它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。
简单地说，CFD相当于"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。
而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。
即CFD=流体力学+热学+数值分析+计算机科学。
流体力学研究流体（气体与液体）的宏观运动与平衡，它以流体宏观模型作为基本假说。
流体的运动取决于每个粒子的运动，但若求解每个粒子的运动即不可能也无必要。
计算流体动力学概述1 什么是计算流体动力学计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。
CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值CFD可以看做是在流动基本方程（质量守恒方程飞动量守恒方程、能量守恒方程）控制下对流动的数值模拟。
通过这种数值模拟，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量（如速度、压力、温度、浓度等）的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。
还可据此算出相关的其他物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。
此外，与CAD联合，还可进行结构优化设计等。
CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成了研究流体流动问题的完整体系，图1给出了表征三者之间关系的“三维”流体力学示意图理论分析方法的优点在于所得结果具有普遍性，各种影响因素清晰可见，是指导实验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。
CFD 中的湍流模型
基于RANS的湍流模型采用雷诺平均的概念，将物理量区分为平均量和脉动量，将脉动量对平均量的影响用模型表示出来。目前，基于RANS方程已经发展了许多模型，几乎能对所
有雷诺数范围的工程问题求解，并得出一些有用的结果。其缺点在于：第一：不同的模型解决不同类型的问题，甚至对于同一类型的问题，对应于不同的边界条件需要修改模型的常数；第二：由于不区分旋涡的大小和方向性，对旋涡的运动学和动力学问题考虑不足，不能用来对流体流动的机理进行描述。
对于土木工程中出现的湍流问题，其求解方法可归纳为四种：理论分析、风洞实验、现场测试和数值模拟。四种方法相互补充，以风洞实验和现场测试为主，理论分析和数值模拟为辅。数值模拟又称数值风洞，它的出现才十几年却取得迅猛发展，是目前数值计算领域的热点之一，它是数值计算方法、计算机软硬件发展的结果。我们知道，描述流体运动（层流）的流体力学基本方程组是封闭的，而描述湍流运动的方程组由于采用了某种平均（时间平均或网格平均等）而不封闭，须对方程组中出现的新未知量采用模型而使其封闭，这就是CFD中的湍流模型。湍流模型的主要作用是将新未知量和平均速度梯度联系起来。目前，工程应用中湍流的数值模拟主要分三大类：直接数值模拟（DNS）；基于雷诺平均N-S方程组（RANS）的模型和大涡模拟（LES）。
LES介于以上两种方法之间，具有两种方法的优点：将旋涡区分为大涡和小涡，对大涡直接求解，而对小涡采用模型。我们知道，大涡在流场中是能量的主要携带者，对流动具有决定性作用，由于受到边界条件的影响，不同的流场类型差异性很大，需要直接求解；小涡对湍流应力的影响很小，由于受到分子之间黏性的影响具有各相同性，适宜于模型化。这样，相比RANS的模型，LES具有通用型。目前能够直接求解范围Re(106)。随着壁面层（wall-layer）模型的发展，可以求解更高雷诺数的问题。以上是对CFD中的模型的概述，抛砖引玉，欢迎交流。
天然气化工管道设备的CFD模拟分析
天然气化工管道设备的CFD模拟分析摘要：本文针对天然气化工管道设备存在的管道腐蚀问题、管道泄漏问题、管道运维难度大问题，采用CFD模拟分析的方法，并且详细介绍了如何进行CFD 模拟分析，步骤包括建立几何模型、定义物理模型、进行仿真计算、以及模拟参数调整与结果分析。
通过CFD模拟分析，可以更加准确地了解管道设备的运行状态，为管道设备运行和优化提供指导。
关键词：CFD模拟分析；天然气化工管道设备；管道腐蚀；管道泄漏；管道运维难度；一、CFD模拟分析的方法CFD，即计算流体力学，是利用计算机实现对流体流动的数值模拟和解析的科学技术。
它可以模拟流体在空气动力学、水动力学、热工等领域中的运动及各种物理现象，如湍流、燃烧、传热等。
CFD模拟方法是一种计算机模拟技术，它的应用范围非常广泛，涵盖了多个领域，如航空、航天、汽车、建筑、化工、能源、环境等等。
CFD模拟分析的方法：（一）建立几何模型在CFD模拟分析中，建立几何模型是第一步。
几何模型应该准确地反映出实际物体的结构和形状。
对于简单的物体，可以使用CAD工具（如Ansys SpaceClaim、Solidworks、Inventor等软件）直接绘制其三维模型，由于绘制的模型曲面不可避免的存在不封闭或存在多余断线等情况，因此需要将其离散化成小单元网格并进行简化和修复。
（二）定义物理模型建立几何模型后，需要定义其所处的物理环境。
包括介质属性、边界条件等。
这些参数将影响计算结果的准确性。
例如，对于空气动力学的CFD模拟分析，需要考虑空气的流速、温度、湍流强度等参数。
（三）进行仿真计算在建立几何模型和定义物理模型之后，就可以进行仿真计算了。
根据不同的数值计算方法，CFD模拟分析可以采用不同的数值算法，如有限元法、有限差分法、体积法等。
在模拟过程中，需要对模型进行网格剖分。
网格剖分的数量和精度将会影响模拟结果的准确性。
使用CFD软件进行计算，在进行计算之前，需要先进行收敛判断，如果没有达到收敛条件，则需要适当调整计算参数，使其能够达到收敛[1]。
燃煤电厂锅炉氧量测量优化的研究与应用
科 技·TECHNOLOGY74燃煤电厂锅炉氧量测量优化的研究与应用文_徐铁军 孔凡义 闵国政 宋严强 华电滕州新源热电有限公司摘要：通过理论计算、数值模拟与现场测试结果相互比对方法，对滕州公司3#HG-1065/17.5-YM1型亚临界一次中间再热控制循环汽包炉的烟气流场进行模拟研究，优化测点布置，并采用网格法多点测量装置测量氧量，指导现有电厂氧量测量，为电厂氧量准确测量提供依据。
关键词：CFD流场模拟；优化氧量测点位置；多点取样Research and Application of Oxygen Measurement Optimization in Coal-fired Power Plant BoilerXu Tie-jun Kong Fan-yi Min Guo-zheng Song Yan-qiang[ Abstract ] Through theoretical calculation, numerical simulation and comparison of field test results, the flue gas flow field of 3 × hg-1065 / 17.5-ym1 subcritical primary reheat controlled circulating drum furnace of Tengzhou company is simulated and studied, the layout of measurement points is optimized, and the grid method and multi-point measurement device are used to measure the oxygen content, so as to guide the oxygen content measurement of existing power plants and provide basis for accurate oxygen content measurement of power plants.[ Key words ] CFD flow field simulation; optimization of oxygen measurement point location; multi-point sampling影响炉膛氧量测量准确性的因素主要包括氧量测点布置和选点存在烟气偏流、炉膛氧量不均，选点不具备代表性以及氧化锆测点老化、线性度不佳和烟道漏风等。
CFD-动网格分析
滑合并）
3.动网格更新方法
Maximum Cell Skewness（最大畸变率） Maximum Cell Volume（最大网格体积） Minimum Cell Volume（最小网格体积） 其含义是超过这些限制网格需要被重新划分 Size Function（尺寸函数）被激活，则还
Six DOF Sovler建立在流动求解的流体动力学的耦合运动
允许网格表面表现出定义了质量，转动惯量的物体的运动特性 表面运动表现出CFD计算中的压力和反作用力 重力和其它力可以加入力的平衡
3.动网格更新方法
Smoothing （弹性光顺） Local Remeshing （几何重构） Layering （铺层法） 混合使用
3.动网格更新方法
Smoothing （弹性光顺）
网格的移动就像相连的弹簧，或者是海绵 连通性并没有改变 当使用独立网格形式时，受相关最小变形的限
制 对结构和非结构网格都有效
3.动网格更新方法
Smoothing （弹性光顺）
原则上弹簧光顺模型可以用于任何一种 网格体系，但是在非四面体网格区域（ 二维非三角形），最好在满足下列条件 时使用弹簧光顺方法： （1）移动为单方向。 （2）移动方向垂直于边界。 如果两个条件不满足，可能使网格畸变 率增大。另外，在系统缺省设置中，只 有四面体网格（三维）和三角形网格（ 二维）可以使用弹簧光顺法
什么是动网格 (DM) 模型? FLUENT 要求将运动的描述定义在网格面或网格区域上。 如果流场中包含运动与不运动两种区域，则需要将它们组合 在初始网格中以对它们进行识别。 那些由于周围区域运动而发生变形的区域必须被组合到各自 的初始网格区域中。 不同区域之间的网格不必是正则的，可以在模型设置中用 FLUENT软件提供的非正则或者滑动界面功能将各区域连接起 来。
CFD计算过程和算法
CFD计算过程和算法各位同学，⼤家好，我是七师兄，今天我们来学习Airpak⾼级班的第四节课的内容。
《计算流体⼒学的计算过程和算法》CFD数值模拟⼀般遵循以下⼏个步骤:(1)建⽴所研究问题的物理模型,再将其抽象成为数学、⼒学模型。
然后确定要分析的⼏何体的空间影响区域。
(2)建⽴整个⼏何形体与其空间影响区域,即计算区域的CAD模型,将⼏何体的外表⾯和整个计算区域进⾏空间⽹格划分。
⽹格的稀疏以及⽹格单元的形状都会对的计算产⽣很⼤的影响。
不同的算法格式为保证计算的稳定性和计算效率,⼀般对⽹格的要求也不同。
(3)加⼊求解所需要的初始条件,⼊⼝与出⼝处的边界条件⼀般为速度、压⼒条件。
(4)选择适当的算法,设定具体的控制求解过程和精度的⼀些条件,对所需分析的问题进⾏求解,并保存数据⽂件结果。
(5)选择合适的后处理器(Post Processor)读取计算结果⽂件,分析并显⽰出来。
以上这些步骤构成了CFD数值模拟的全过程。
其中数学模型的建⽴我们会在后⾯的课程中讲到。
2.在运⽤CFD⽅法对⼀些实际问题进⾏模拟时,常常需要设置⼯作环境、边界条件和动量守恒和选择算法等,特别是算法的选择对模拟的效率及其正确性有很⼤影响,需要特别重视。
区域离散化是利⽤⼀组有限个离散的点来代替原来连续的空间。
实施过程是把所计算的区域划分成许多互不重叠的⼦区域,确定每个⼦区域的节点位置和该节点所代表的控制体积。
节点是需要求解未知物理量的⼏何位置、控制体积、应⽤控制⽅程或守恒定律区域,的最⼩⼏何单位。
我们来看下，这个图⽚，左边是⼀个房间，⼀个三维模型，他是⼀个连续空间，我们知道连续空间，它⾥⾯⽆数个节点，为了⽅便研究这个三维空间，我们将它⽹格划分成有限个细⼩的单元，这样的话，就⽅便计算机进⾏迭代计算了。
常⽤的离散化⽅法：有限差分法、有限单元法和有限体积法1）有限差分法：是数值解法中最经典的⽅法,它是将求解区域划分为差分⽹格,⽤有限个⽹格节点代替连续的求解域,然后将偏微分⽅程(控制⽅程)的导数⽤差商代替,推导出含有离散点上有限个未知数的差分⽅程组。
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》范文
《基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析》篇一一、引言随着计算流体动力学（CFD）技术的不断发展，其在工业领域的应用越来越广泛。
对旋轴流风机作为流体输送和能量转换的重要设备，其性能的优化和改进对于提高系统效率和节能减排具有重要意义。
本文基于正交试验法，利用CFD数值模拟技术对旋轴流风机进行性能分析和优化研究。
二、正交试验法简介正交试验法是一种常用的多因素优化方法，通过设计正交试验表，合理安排试验因素和水平，能够有效地找出各因素之间的最优组合。
在对旋轴流风机的性能研究中，我们将风机的转速、叶片角度、叶片间距等作为试验因素，通过正交试验法，找出各因素之间的最优组合，以实现风机性能的最优化。
三、CFD数值模拟技术CFD数值模拟技术是通过计算机模拟流体在空间中的运动过程，从而得到流体的速度、压力、温度等物理量的分布情况。
在对旋轴流风机的性能研究中，我们采用CFD数值模拟技术对风机的内部流场进行模拟分析，以了解风机的性能特点及优化方向。
四、基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析1. 模型建立与网格划分根据对旋轴流风机的实际结构，建立三维模型，并进行网格划分。
网格的质量直接影响到CFD数值模拟的精度和计算效率，因此我们采用合适的网格划分方法，确保网格的质量和计算效率。
2. 边界条件与求解设置根据实际工作条件，设置边界条件和求解参数。
包括进口和出口的流速、温度、压力等参数，以及湍流模型、求解器等设置。
3. 正交试验设计与分析根据正交试验法，设计不同的试验方案，包括不同的转速、叶片角度和叶片间距组合。
然后利用CFD数值模拟技术对每个方案进行模拟分析，得到各方案的性能参数，如风量、风压、效率等。
4. 结果分析与优化对各方案的模拟结果进行分析和比较，找出各因素之间的最优组合。
同时，结合实际工作条件和需求，对风机进行进一步的优化设计。
五、结论通过基于正交试验法的对旋轴流风机CFD数值模拟分析，我们得到了各因素之间的最优组合，以及风机的性能特点和优化方向。
CFD湍流模型
和 C b 2 是常数；ν是分子运动粘性系数。 湍流粘性系数用如下公式计算：
~f t 1
其中， f 1 是粘性阻尼函数，定义为： f 1 湍流粘性产生项， G 用如下公式模拟：
3 3 C31
，并且
~ 。
~~ G Cb1 S 3－10 ~ ~ 其中， S S 2 2 f 2 ，而 f 2 1 。其中， C b1 和 k 是常数，d 是计算点到 1 f 1 k d
Boussinesq 假设被用于 Spalart-Allmaras 单方程模型和 k 双方程模型。Boussinesq 近似 的好处是与求解湍流粘性系数有关的计算时间比较少，例如在 Spalart-Allmaras 单方程模型中， 只多求解一个表示湍流粘性的输运方程；在 k 双方程模型中，只需多求解湍动能 k 和耗散 率ε两个方程，湍流粘性系数用湍动能 k 和耗散率ε的函数。Boussinesq 假设的缺点是认为湍
~Байду номын сангаас
~ k 2d 2
f 2 。在上式中，包括了平均应变率对 S
的影响，因而也影响用 S 计算出来的 r。 上面的模型常数在 FLUENT 中默认值为： Cb1 0.1335 ， Cb 2 0.622 ， ~ 2/3，
~
C 1 7.1 ， Cw1 Cb1 / k 2 (1 Cb 2 ) / ~ ， C w 2 0.3 ， C w3 2.0 ， k 0.41 。
3－6
上面两个方程称为雷诺平均的 Navier-Stokes（RANS）方程。他们和瞬时 Navier-Stokes 方 程有相同的形式，只是速度或其它求解变量变成了时间平均量。额外多出来的项 u iu j 是雷 诺应力，表示湍流的影响。如果要求解该方程，必须模拟该项以封闭方程。 如果密度是变化的流动过程如燃烧问题，我们可以用法夫雷（ Favre）平均。这样才可以 求解有密度变化的流动问题。法夫雷平均就是出了压力和密度本身以外，所有变量都用密度加 权平均。变量的密度加权平均定义为：
CFD模拟仿真理论知识：理解与应用
CFD模拟仿真理论知识：流体仿真应用
本文将介绍CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）模拟仿真理论知识的原理、方法和应用。
通过本文对CFD的深入理解，并了解如何运用这一理论解决实际问题。
一、CFD模拟仿真理论知识概述
CFD是一种通过计算机模拟和分析流体流动、传热、化学反应等自然现象的学科。
它广泛应用于航空航天、能源、建筑、环境科学、生物医学等领域。
CFD模拟仿真理论知识是CFD的核心，它包括流体动力学基本原理、数值计算方法和计算机程序设计等。
二、CFD模拟仿真基本原理和方法
1.基本原理：CFD基于牛顿第二定律和连续介质假设，通过数值方法求解流体控制方程，如Navier-Stokes方程，以获得流场的定量描述。
2.数值计算方法：常用的CFD数值计算方法包括有限差分法（Finite Difference Method，FDM）、有限元法（Finite Element Method，FEM）、有限体积法（Finite V olume Method，FVM）等。
这些方法将连续的流体流动问题离散为一系列离散点上的数值计算问题，通过求解这些离散点上的数值，得到流场的近似解。
3.计算机程序设计：为了实现CFD模拟仿真的自动化，我们需要编写计算机程序。
常用的编程语言包括Fortran、C++、Python等。
程序应包含建模、离散化、求解和后处理等步骤。
三、CFD模拟仿真难点与挑战。
CFD湍流模型的 一些基本知识
1.首先我们要确定的是Re，特征长度就是翼型长度，也就是1米。
2.这个是各种数值计算方法的一个汇总，咱之前的模型在右下角。
待会我一一介绍。
3.由于其他的比较复杂，所以我就把后面的四种介绍一下。
4.因为这四种都是属于涡粘模型，先简单介绍一下涡粘模型。
在流体力学里，你们肯定也学了NS方程，NS方程直接自己是封闭的，但是在解决三维流动的时候非常的困难。
直接解方程（也就是直接数值模拟）很困难，所以人们就想出了N种方法，其中有一种方法是把各种波动的量用平均值和波动值来表示：然后代入原方程，然后的结果可想而知，方程多出了未知数。
然后人们就开始想办法让方程封闭，引入新的方程。
这就是涡粘模型的基本思想。
引入0个1个2个方程分别就是0方程模型1方程模型和2方程模型。
而标准k-ε模型就是2方程中的一个。
2方程模型有一堆，见上表。
5.标准k-ε模型是2方程模型，所以引入了2个方程（K方程和ε方程），但是同时也引入了两个量。
一个是湍动能：（你们不用管前面的符号，那是张量符号，你们就记住最右边的表达式就行了）另一个就是湍动能耗散率：关于这个的计算先不说。
关于这两个参数，以及这两个参数引出的相关参数，比较复杂，都在书上。
我们面临的问题其实就是确定相关的参数，直接计算肯定是不现实的，现在就是看看能不能稍微改一改之类的，有个容易的方法。
6.标准的k-ε模型有如下缺点：在强旋流和弯曲壁面函数的情况下，会产生失真。
也就是说，弯曲壁面上不太准确。
（咱的翼型绕流应该算是弯曲壁面），所以会有改进形式的模型：RNG和realizable模型7.RNG-kε模型可以更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大的流动。
Realizable-kε模型已被有效地用于各种不同类型的流动模拟，包括旋转均匀剪切流、包含有射流和混合流的自由流动、管道内流动、边界层流动，以及带有分离的流动等。
8.关于上面的两种模型的大概知识就介绍到这了，可以看到改进后的两种模型对于所研究的问题都适用，具体问题还要具体分析。
fluent模拟气体浓度分布案例
fluent模拟气体浓度分布案例在很多实际应用中，例如环境污染监测、生物医学研究等，需要对气体浓度进行分布模拟和预测。
其中，利用计算流体力学（CFD）技术进行数值模拟已成为一种有效的手段。
在CFD软件中，fluent是一个经典的流体动力学模拟软件，通过fluent模拟气体浓度分布，可以有效地分析空气流动、污染物扩散等问题，对相关行业的生产和环保工作具有重要意义。
下面，我们以模拟甲醛气体在室内扩散的情景为例，来说明如何利用fluent进行数值模拟的步骤与方法。
1.建立三维模型：在fluent中，首先需要建立甲醛扩散的三维模型。
假设房间为矩形空间，长宽高分别为5m、4m、3m，并设置一扇门。
在建立模型时，需要考虑到房间内的通风和流量情况，以及甲醛排放源的位置和强度。
可以选择使用fluent的内置几何建模工具或者将外部建模软件中的模型导入到fluent中进行后续处理。
2.设置边界条件：建立好模型后，需要设置空气的边界条件。
例如，可以设置入口处的空气速度为1.5m/s，出口处为压力出口。
此外，还需要设置甲醛的初始浓度和排放源的位置和强度，这是后续计算的重要参数。
3.设置气体物理性质：在进行数值模拟时，需要设置气体的物理性质，如密度、粘度、扩散系数等。
对于甲醛气体，在fluent中提供了标准的物理性质模型，如果需要可以自行设置相应的参数。
4.进行网格划分和质量检测：在进行数值模拟前，需要将空间划分成数值单元。
fluent提供了多种不同的网格划分算法，可以根据模型的复杂程度和计算要求来选择合适的网格划分方法。
划分好网格后，需要进行质量检测，确保每个单元的边长度和夹角符合要求，以避免对计算结果的影响。
5.进行计算和后处理：所有的设置完成后，可以进行数值模拟计算，得到甲醛的浓度分布情况。
在进行计算时，需要针对具体的问题选择合适的计算方法和求解器，例如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程等。
计算时需要选择合适的参数和初始值，确保计算结果的准确性。
CFD分析基础边界、网格、湍流模型
k–ε 湍流模型
标准 k–ε (SKE) 模型 在工程应用中使用最为广泛的紊流模型 Robust 而且相对准确 包括用于可压缩性, 浮力, 燃烧, 等等子模型 局限性 ε 方程包括一个不能在壁面上计算的项. 因此, 必须使用壁面边界条件. 在流动有强烈的别离下一般表现不好,比方大曲率流线和大压力梯度 重正规化群 (RNG) k–ε模型 k–ε 方程中 的常数源自使用重正规化群理论. 包括以下子模型 解决低雷诺数下的特异粘度模型 源自对紊流 Prandtl / Schmidt数的代数公式的解析解 漩涡修正 对更复杂的剪切流来说比SKE 表现更好,比方高应变率，漩涡和别离的流
Rij uiuj
(Reynolds 压力张量)
Reynolds 应力是由附加未知的平均程序引进的,因此为了封闭控制方 程组系统它们必须被模拟 (涉及到平均流动属性).
方程封闭问题
RANS 模型能够在以下方法其中之一下封闭 (1) 漩涡粘性模型 (通过 Boussinesq 假设)
Rij
uiuj
fine mesh near surface & first cell at y+ = 1.
Grid for Flow Over a Cylinder
Prediction of Turbulent Vortex Shedding
Contours of effective viscosity eff = + t
Uk
Ui xk
p xi
2Ui
x jx j
Rij x j
其中 Rij uiu j
(雷诺应力)
时间平均湍流速度脉动通过基于经历常数和主流的信息来求解. 大涡模拟Large Eddy Simulation对大涡进展直接求解，而对小涡采
CFD计算步骤
一、 CFD建模建模和正常建模不同，我们只要流道部分。
一般先建叶轮和进风口，不要轴孔部分，尽量简化模型。
见下图。
轴盘后端面从机内后侧板内部算起。
倒角部分尽量去掉。
上图完成后，以后端轴盘为面画机壳草图，然后拉伸草图，高度为机壳内部高度尺寸（不带板厚的尺寸），合并结果选项不得选中，见下图红色箭头。
如果是机翼形叶片，内部画成实体，小的棱角圆角能简化的就简化，以免画网格时出问题。
点击（插入-特征-）组合按钮。
见下图。
选中删减。
主要实体选择刚才拉伸的机壳。
要组合的实体选择内部的叶轮和进风口。
因叶轮进风是在内部，看不见，选择方法是右键-选择其他，在弹出的对话框中选择即可。
以上步骤完成后，要对几何体进行分割，分成机壳，叶轮，进风口三部分。
分割：以机壳后侧板为面画圆，直径比叶轮大即可（不能太小，不然不容易画网格）。
在特征中点击拉伸曲面（两面拉伸），点击分割按钮（在插入-特征下拉箭头里）。
剪裁工具选刚才拉伸的曲面。
点击切除零件。
所产生的实体机壳打勾，点击对号。
隐藏刚才的曲面。
分割叶轮和进风口，建立基准面，见下图，可以以进风口的边缘线做参考，或者机壳内部的进风口和叶轮是一体，不分割。
下分割进风口和叶轮。
把机壳那部分隐藏。
成下面的效果。
再点击分割按钮分割叶轮和进风口。
见下图，剪裁工具选刚才建的基准面。
点击切除零件，所产生的实体中，把进风口部分打勾即可，然后点击上面的对号。
也可以把进风口外面那部分圆环分割出来（和进风口一样打钩），和机壳做成一体，具体方法是点击组合按钮，操作类型选择添加，把要做成一体的俩个件选上即可。
再把刚才隐藏的机壳显示出来，方法，右键分割1，选择隐藏，再右键分割1，点击显示。
就都显示完整了。
进口加一段管道，模拟进气条件。
一般直径是进风口的2倍，长度是机壳宽度的3倍。
画草图见下图，该段管道可以和进风口做为一个整体，具体操作见下图，特征范围选择时，点击进风口的面就可以把进口圆筒和进风口做成一体。
模型建好了，保存x-t格式就可以了。
abaqus在CFD的应用实例教程
abaqus在CFD的应用实例教程辉墨点睛问题描述：入口速度1.8m/s，右侧出口压强为0。
其余结构均为壁面，求速度和压力场分布。
单位m。
假定你已经懂得了ABAQUS的最基本操作，否则我也没法写教程，如果看不懂，请跟着视频教程学习一遍再来看本教程。
1打开软件进入CFD模块2建立几何模型导入草图后，进入建模模块，创建实体模型。
在草图界面打开导入的草图，点击完成草图，设置拉伸草图距离为1。
（这里要控制好拉伸厚度，因为二维模型必须保证模型上只有一层网格。
为了保证网格尽量接近立方体，所以拉伸的厚度应该和网格密度一致或者接近。
后面会讲到，在网格划分中，设置的总体种子是1，局部种子是0.5，和这里设置的1是对应的。
如果你需要加密网格，比如设置总体种子是0.5，那么这里的拉伸距离也可以设置为0.5）3创建材料创建water材料属性，由于整个模型是以米为单位制的，所以这里密度为1000kg/m3，粘度为0.1Pa.sec然后创建截面，再将截面赋予要流体域上去。
4装配将物体装配进来后，发现在屏幕上看不到，这是因为导入的草图偏离绝对原点太远了，应该在草图中把模型移到靠近中心的位置。
所以重新进入建模模块，打开查询工具，查询一下模型上任意一点的位置在左下角查看查询结果，得到该点目前的位置是如下图。
很明显，与原点的距离是618183，70486（一会要用到）进入该模型的草图截面，进行平移操作，目的是把草图移动到原点上来。
平移工具的用法，请参看视频教程。
选择移动工具，输入618183，70486（刚才查询的值）作为起点，再输入0,0,作为终点鼠标中键确认，退出草图工具。
点击重生成特征，如下图再回到装配模块，点击自动适应屏幕，这样就可以看到模型了，如下图。
5建立分析步建立流动分析步，在湍流模型中采用ke模型，其余参数可以保持不变。
（你们专业做CFD的，可以去参考一下FLUENT教材里面的参数进行一些相应修改。
）场变量保持默认即可6载荷模块比较规范的建立载荷方法是先建立表面集，再建立载荷，我们这里也是这样操作。