GAMBIT操作方法、Fluent操作方法

附录1：GAMBIT 建模操作方法
利用GAMBIT 建立计算几何模型
1. 启动GAMBIT ：点击GAMBIT 图
标后出现图附1-1文件操作窗口，需要在
Working Directory 内填入文件夹地址，在
Session ID 内填入文件名，然后点击Run ，
进入GAMBIT 的主控制窗体如图附1-2所
示。

比如，文件夹名称（需预先将名称设
置好）为D:\heatexamp\chant2-1，文件名称
为examp1，点击Run 按钮完成。

出现
GAMBIT 主控制画面如图附1-2。

（注意
GAMBIT 的文件操作中无法采用中文子目录） 主控制窗体有工作区、文件操作菜单区、操作命令图标区、全局控制区、命令反馈区和操作图标功能说明区等组成。

工作区提供操作后的图象显示，有坐标指示。

文件操作菜单提供文件的存取、打印、求解方法等功能。

操作命令图标区提供建模过程中的各种操作图标，共有4种主工具单选选择按钮，见图附1-2中右上方的
Operation 区域。

2．求解工具：如
果是新项目，在文件菜
单区点击Solver ，确定求解工具为FLUENT5/6。

3. 建模坐标系统：选择工具命令按钮（Tools Command Buttoen ），确定所建模型的坐标系统，有5个可选项目，见图附1-3。

其中第一个按钮为坐标系选择按钮，选取该钮后，出现图附1-4所示坐标系统按钮组，其默认按钮为第一个，在该按钮下出现图附1-5的坐标系创建窗户。

在Type 栏中有三种选择，分别是直角坐标、柱坐标和球坐标系统。

对于创建二维直角坐标，直接点击按钮，其二维坐
标创建窗户见图附1-6。

在
默认条件下可以逐步输入
XY 平面上几何坐标系统
X 和Y 的最大值、最小值
及相临两条网格线之间的
间隔值，用Update 钮确定。

注意在Options 栏目中的
Snap 选项取选中。

为几何
建模确定坐标位置的基准
图。

例：创建一个x 方向
为8，y 方向为1的区域，
其操作过程如下： 在图附1-6中按顺序
选定Visibility 项（为红色），Plane 项中XY 单选按钮（为红色）。

选Axis 中X 单选按钮（为红色）后，在Minimum 、Maximum 、Increment 中分别输入0、8、1，点击Update 钮确定；选Axis 中YX 单选按钮（为红色）后，在Minimum 、Maximum 、Increment 中分别输入0、1、1，点击Update 钮确定；将Options 栏目中的Snap 、Grid 项选中（红色）；点击Apply 按钮确定，在工作区内显示出图附1-7的结果。

在此基础上用Ctrl+鼠标右键分别点击四角的4个点A 、B 、C 和D ，此时为方便起见，可以关闭Visibility 项，关闭Display Grid 对话框后的工作区图形见图附1-8。

4. 创建物理问题的几何形状：点击Operation 中按钮
，选择Geometry 中创建几何边界按钮
，在Edge 栏中用鼠标右键点按钮 ，选定按钮，打开
创建直线边界（Create Straight Edge ）的对话框见图附1-9。

然后，用鼠标点击其中黄色区域后，在图附1-9中用Shift+
鼠标左键依次点击A 、B 、C 、D 、A 点，选择Apply 按钮，
工作区内的几何图形线变为黄色。

关闭创建直线边界（
Create
Straight Edge）的对话框。

5. 创建物理问题的几何面：依次点击按钮和，打开Create Face from Wireframe对话框，见图附2-10，分别用Shift+鼠标左键点击4条线后点击Apply并关闭该对话框，工作区内的几何图形变成兰色，几何面建立完毕。

6.
在几何空间划分计算所需要的网格：依次点击按钮
→→打开Mesh Edge对话框见图附1-11，Shift+鼠标左键点击AB和DC两条直线后，在Spacing栏内对话框右边点击按钮，选择Interval Count，对话框内输入80，点击Apply；再用Shift+鼠标左
键点击AD和BDC两条直线后，
对话框内输入10，点击Apply。

关闭Mesh Edge对话框。

7. 生成计算域内的网格：依
次点击按钮→，打开对
话框如图附2-12所示。

用Shift+
鼠标左键点击边界面，点击
Apply，则区域内生成网格见图附
2-13。

8．设置边界名称和类型：
先关闭网格显示，点击将
Specify Display Attributes栏下
Mesh项中的单选按钮设定为Off
（变红色）点击Apply、Close。

然后点
击
→，
其边界设置
对话框见图
附1-14，在输
入框内输入
名称为left，类型
为选择W ALL，鼠
标点击Entity下黄
色框后在图附
1-13中点击左边
的AD线，点击
Apply确定；按照上述步骤确定上边界和右边界为Wall类型，下边界为SYMMETRY类型，关闭对话框。

9．保存数据：点选择菜单中的File，选Export，选Mesh…
，
图附1-12 Mesh Face
对话框图附1-13 生成的网格
出现对话框图附1-15，选定Export2-D(X-Y) Mesh 项，File Name 框中填入文件名Fin 后，点击Accept ，点击Close 保存网格文件。

附2 FLUENT 操作方法
1．启动FLUENT 程序
2．读入网格文件：File →Read →Case ，找到文件"D:\heatexamp\chapt2-1\examp1.msh"，读入。

3．检查网格以确保网格质量
4．确定几何区域的长度单位：Grid →
Scale ，见图附2-1，在Grid Was Created In
的下拉菜单中选择cm ，点击Scale 按钮，
x 的最大值为0.08m （80mm ），y 的最大
值为0.01mm （10mm ）。

5．确定求解方程：对于导热问题，只
有一个能量方程（导热微分方程）。

Define
→Models →Energy …，打开后见图附2-2，
选取Energy Equation ，点击OK 。

6．设置导热体的物性参数：Define →
Materias …，见图附2-3。

在材料项选择固体（Solid ），
从Fluent Database 中点击Solid 选steel ，点击Coppy
按钮，再点击Change/Create 按钮。

导热体为钢材，其
导热系数为16.27W/(m·K)。

也可以在相应框内输入其
它材料名称和数据。

7．边界条件设置：Define →Boundary Conditions …，
出现边界条件设置对话框，图附2-4，点击Zone 区域中的fluid ，再点击Type 区域中的solid 后按Yes 按钮、点击OK 按钮，计算域为固体。

接下来依次对bottem 、left 、right 和top 四个边界设定边界条件。

步骤见下：
上边界：点击top →Set ，在出现的对话框中点Thermal ，
在Thermal Condition 中选Convection ，分别填入数据对流
换热系数162.7W/(m 2·K)，流体温度293K 、Material Name
项选steel 后点击OK 。

下边界：点击bottem →Set ，这是热对称面，所以自动
形成边界条件，无须具体设置。

右边界：点击right →Set ，在出现的对话框中点
Thermal ，在Thermal Condition 中选Convection ，分别填入
数据对流换热系数162.7W/(m 2·K)，流体温度293K 、
Material Name 项选steel 后点击OK 。

左边界：点击right →Set ，在出现的对话框中点
Thermal ，在Thermal Condition 中选Temperature ，填入壁
面温度373K 、Material Name 项选steel 后点击OK 。

关闭该对话框。

8．解的设置：Solve →Control →Solution …，在Equation
框内选择Energy 项后点击OK 。

9．初始化：Solve →Initialize →Initialize …，无须设置点击Init 。

10．设置迭代计算前后两次的误差监视窗：Solve →Monitors →Residential…，在对话框中选Plot ，点击OK 。

11．迭代计算：Solve →Iterate …，在对话框中填入迭代次数，点击Iterate 进行计算。

观察误差监视窗内数据，经过6次迭代，两次计算间的差别小于3.74×10-8。

12．计算结果分析：
温度分布图的获取方法：在Display 菜单中选择Contou rs…项，打开窗口，如图附2-6所示，按图填入数据后按Compute 和Display 按钮。

温度分布如图附2-7所示。

它是一个二维温度分布。

由图附2-7，右侧端面的温度基本一致，可以从Plot 菜单中计算获得，操作方法如下：Plot →XY Plot ，在Solution XY Plot 窗户中选定右侧边界，取Y 栏为1（表示Y 轴上标志温度），X 栏取0（标志右侧高度坐标），在最右边的下拉菜单中选定温度。

点击下面的Axes
…
钮，在Axes-Solution XY Plot 窗内点上X ，数据格式选general ，精度选3位，Option 栏中将Mayor Rules 选上，点Apply 、Close 。

再点下面的Axes …钮，在Axes-Solution XY Plot 窗内点上Y ，数据格式选general ，精度选1位，Option 栏中将Mayor Rules 选上，点Apply 、Close 。

点Solution XY Plot 窗户中的Plot ，点击Fluent[1] Fluent Inc ，右侧温度分布图见图附2-8 。

可见，右侧端面上的温度差异最大约为0.6K 。

肋片上下两表面温度分布绘制：Plot →XY Plot ，在Solution XY Plot 窗户中选定右侧边界，取Y 栏为0（表示Y 轴上标志温度），X 栏取1（标志肋片长度坐标），在最右边的下拉菜单中选定温度、选中bottem 和top 两个边界。

点击下面的Axes …钮，在Axes-Solution XY Plot 窗内点上X ，数据格式选general ，精度选3位，Option 栏中将Mayor Rules 选上，点Apply 、Close 。

再点下面的Axes …钮，在Axes-Solution XY Plot 窗内点上Y ，数据格式选general ，精度选1位，Option 栏中将Mayor Rules 选上，点Apply 、Close 。

分别按图附2-9、选定参数后点击Apply 、Close 。

点击Solution XY Plot 窗户中的Plot ，两个面的温度分布见
图附2-10。

肋片的导热量计算：点击菜单中的Report项，选择Fluxes，选中左侧面、Option中选定Total Heat Transfer Rate。

点击Compute按钮，数据栏中出现导热量为400.2W。