旋转机械fluent流体分析设置
基于Fluent的高速旋转圆盘表面流场的数值模拟
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ７
基于 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 的高速旋转 圆盘表 面流场的数值模拟
李俊妮 ， 一 ， 栗秀萍 １ ， ２ 刘有智 ． 一 ， 涂传璞
Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｈｉ ｇ ｈ Ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｔ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ５ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｈｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｓ ｋ ｓ ｉ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｓ ｔ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆｒ ｏ ｔ ｔｉ ａ ｎ ｇ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｉ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ
入口 速度 、 圆盘半径 以 及 不同液体等 因 数 对其表面流场 的影响 ， 最后将计算结果进行可视化显示 ， 并进行 深入地研究分
析。
关键词 ： Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ； 高速旋转圆盘 ； 流场 ； 数值模拟
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ６ ； Ｏ ３ ５ ３ ； Ｔ Ｂ ７ ５ ２ ＋ ． ２ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ３ ９ ９ ７ （ ２ Ｏ １ ３ ） ０ ２ － ０ ０ ０ ７ － ０ ５
fluent设置
FLUENT设置（1）读入网格，file→read→case；（2）检查网格，确保最小体积为正，grid→check；（3）缩放网格，grid→scale；（4）光顺/交换网格，grid→smooth/swap，直至number swapped为0；（5）求解器设置，define→models→solver，都是默认值（设置为分离求解器、隐式算法、三维空间、稳态流动、绝对速度、压力梯度为单元压力梯度计算）；（6）设置计算模型，define→models→viscous，选用标准k-ε模型或RNG k-ε，其他保持默认设置；（7）设置运行环境，define→operating condition，参考压力选用默认值，不计重力，位置选在泵进口边；首先display→grid观察来流方向（对于叶轮要运用右手准则）然后将grid→scale中来流方向的值复制给define→operating condition（8）设置转速单位，define→units，改为rpm；（9）定义材料，define→materials，选择water-liquid即清水（若Fluent Fluid Materials中没有water-liquid，则点击Fluent Database在Fluent Fluid Materials中选择water-liquid）；（10）设置交界面，define→grid interface；（11）定义边界条件，define→boundary conditions；如图部分典型边界条件设置蜗壳叶轮叶轮壁面蜗壳壁面进口出口（12）设置求解参数，solve→controls→solution，选择SIMPLE算法；（13）监视残差，solve→monitors→residual，修改收敛精度为10-5，并显示残差，solve→monitors→surface，同时监测进出口面上的总压；（14）初始化流场，solve→initialize→initialize，在Solution initialization选项中的reference frame中选择relative to cell zone，all zones；（15）保存case文件，file→write→case；（16）开始迭代计算，solve→iterate。
基于Fluent的高速旋转圆盘表面流场的数值模拟_李俊妮
1 引言
圆盘是旋转机械装置中最典型的基本结构元件，其广泛应 用于水利、 化工等领域。当内部充满液体的圆盘在转轴带动下同 步高速旋转时， 会表现出与圆盘在非旋转或低速旋转状态下迥异 的流体力学性能[1-4]。 液体在高速旋转圆盘表面流动， 会形成具有复杂流体状态 液体入口速度、 圆盘半径以及不同液体等 的流场， 研究分析转速、 可变参数对高速旋转圆盘表面流场的影响， 这对于指导设计各个 领域中符合工作要求的高速旋转圆盘具有重要意义。 基于计算流 体力学软件 Fluent 平台对高速旋转圆盘表面的速度流场进行其 数值模拟分析。
9.16e-01 8.71e-01 8.25e-01 7.80e+01 7.35e-01 6.89e-01 6.44e-01 5.98e-01 5.53e-01 5.08e-01 4.62e-01 2.16e+00 1.99e+00 1.66e+00 1.50e+00 1.33e+00 1.17e+00 1.01e+00 8.41e-01 6.76e-01 5.12e-01 1.83e+00
2 模拟分析
基于计算流体力学软件 Fluent 平台对高速旋转圆盘进行模拟 分析时的主要步骤为[5]： （1 ） 基于 Gambit 前处理模块建立几何模型并进行网格划分 和边界条件的设定；
图 1 圆盘物理模型及其网格划分情况 Fig.1 Disk Physical Model and its Meshing Condition
3 结果与讨论
3.1 旋转速度对圆盘表面流场的影响
固定结构参数， 改变转速， 计算圆盘表面流场的速度， 不同 转速下圆盘表面的速度场云图和矢量图， 如图 2、 图 3 所示。从图 2、 图 3 中可看出： 随着转速的增大， 液体由转轴中心向圆盘外缘 运动的速度依次增加。
Fluent理论手册(2)—旋转坐标系
2.3 多旋转参考系流动
许多涉及到多运动部分以及包含了一些静止非旋转表面（无法使用 SRF 模 型） 。在这些问题中，必须将模型分成多个流体/固体区域，使用分界面边界将其
20
分隔开。包含运动部分的区域可以采用运动参考系方程进行求解，而静止区域可 以通过静止参考系方程求解。Fluent 支持两种方法对这些问题进行处理。 多旋转参考系 多参考系模型（MRF） 混合平面模型（MPM）
中相同。能量方程采用相对内能
=ℎ− + ( = 2、绝对速度表达式 +
在绝对速度表达式中，稳定旋转系中流体流动控制方程可以写成以下形式： 质量守恒方程： + ⋅ =0 （2.2.9）
19
动量守恒方程： + ⋅( )+ ( × )=− + ⋅ ̿+ （2.2.10）
能量守恒方程： + ⋅( + )= ⋅( + ̿⋅ )+ （2.2.11）
CFD 问题 题关于旋转系 系的计算域 域中任意点位 位置通过位 位置向量 及 及旋转域的原 原点 进行 行确定。 能使用以下关系将速 速度从静止 止系转化为旋 旋转系。 = 式中 = × (2.2.3)
18
−
（2.2.2）
上式中， 为相对速度（旋转系中观察的速度） ， 为绝对速度（静止系中观 察的速度） ， 为牵连速度（由于旋转系所导致的速度） 。
2.3.2 混合面模型
混合面模型是 ANSYS FLUENT 提供的一种解决一个或多个相对运动区域 替代 MRF 模型和滑移网格模型的方法。 本节提供此模型的简单描述及使用限制。 2.3.2.1 概述 正如 2.3.1 节所述， MRF 模型主要用于相邻运动区域间流动为几乎一致的情 况。如果分界面上流动不一致，则 MRF 模型可能给出不真实的物理解。在这种 情况下，使用滑移网格模型可能是最适合的，但是在许多情况下，使用滑移网格 式不实际的。例如，在多级透平机械中，如果每级叶片数量不相同，则为了获得 周向上周期性，则必须使用大量的叶片，此外，滑移网格计算必须采用非稳态， 因此需要非常多的计算时间以达到最终时间周期解。 对于一些不适合采用滑移网 格模型的地方，采用混合面模型可能是一个比较节省的方法。 在混合模型方法中，每一个流体域均当做稳态问题求解。相邻区域的流场数
(完整版)学习fluent(流体常识及软件计算参数设置)
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
Fluent_操作手册
Fluent_操作⼿册第01章fluent简单算例21FLUENT是⽤于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。
对于⼤梯度区域，如⾃由剪切层和边界层，为了⾮常准确的预测流动，⾃适应⽹格是⾮常有⽤的。
FLUENT解算器有如下模拟能⼒：●⽤⾮结构⾃适应⽹格模拟2D或者3D流场，它所使⽤的⾮结构⽹格主要有三⾓形/五边形、四边形/五边形，或者混合⽹格，其中混合⽹格有棱柱形和⾦字塔形。
（⼀致⽹格和悬挂节点⽹格都可以）●不可压或可压流动●定常状态或者过渡分析●⽆粘，层流和湍流●⽜顿流或者⾮⽜顿流●对流热传导，包括⾃然对流和强迫对流●耦合热传导和对流●辐射热传导模型●惯性（静⽌）坐标系⾮惯性（旋转）坐标系模型●多重运动参考框架，包括滑动⽹格界⾯和rotor/stator interaction modeling的混合界⾯●化学组分混合和反应，包括燃烧⼦模型和表⾯沉积反应模型●热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源●粒⼦，液滴和⽓泡的离散相的拉格朗⽇轨迹的计算，包括了和连续相的耦合●多孔流动●⼀维风扇/热交换模型●两相流，包括⽓⽳现象●复杂外形的⾃由表⾯流动上述各功能使得FLUENT具有⼴泛的应⽤，主要有以下⼏个⽅⾯●Process and process equipment applications●油/⽓能量的产⽣和环境应⽤●航天和涡轮机械的应⽤●汽车⼯业的应⽤●热交换应⽤●电⼦/HV AC/应⽤●材料处理应⽤●建筑设计和⽕灾研究总⽽⾔之，对于模拟复杂流场结构的不可压缩/可压缩流动来说，FLUENT是很理想的软件。
当你决定使FLUENT解决某⼀问题时，⾸先要考虑如下⼏点问题：定义模型⽬标：从CFD模型中需要得到什么样的结果？从模型中需要得到什么样的精度；选择计算模型：你将如何隔绝所需要模拟的物理系统，计算区域的起点和终点是什么？在模型的边界处使⽤什么样的边界条件？⼆维问题还是三维问题？什么样的⽹格拓扑结构适合解决问题？物理模型的选取：⽆粘，层流还湍流？定常还是⾮定常？可压流还是不可压流？是否需要应⽤其它的物理模型？确定解的程序：问题可否简化？是否使⽤缺省的解的格式与参数值？采⽤哪种解格式可以加速收敛？使⽤多重⽹格计算机的内存是否够⽤？得到收敛解需要多久的时间？在使⽤CFD分析之前详细考虑这些问题，对你的模拟来说是很有意义的。
FLUENT在旋转机械中的应用
有限元法：把计算区域分成一组离散的容积或者叫做元体 (在二维情况下元体的形状通常是三角形或四边形)然后通 过对控制方程积分来得出离散方程。它与有限体积法的区 别在于：(1)每个元体要选定一个形状函数，通过有限体 积上的被求变量之值来表示该形状函数，并在积分制前把 所假设的形状函数代入到控制方程中去(2)控制方程在积 分之前应乘上一个选定的权函数，并要求在整个区域上控 制方程的余量的加权平均值为零，从而导出一组关于节点 上被求变量的代数方程。
化网格，结构化的网格节点排列有序，即当给出了一个节 点编号后，立即可以得出其相邻节点的编号，所有内部节 点周围的网格数目相同；非结构化网格的内部节点以一种 不规则的方式布置在流场中，各节点周围的网格数目不尽 相同，网格生成复杂。下面介绍一下有限体积法离散过程 中依赖的质量守恒，动量守恒和能量守恒方程。
有限体积法的求解方法 (1)压力基求解方法 (2)密度基求解方法
有限体积法简介
在FLUENT中最常用的数值计算方法是有限体积法，又 称有限容积法(FVM)。其原理是将所计算的区域划分成一 系列控制体积，每个控制体积都有一个节点做代表，通过 将控制方程对控制体积做积分来导出离散方程。在积分的 过程中，需要对控制体积界面上的被求函数及其一阶导数 的构成作出假设，这就形成了不同的格式。由于扩散项多 是采用相当于二阶精度的线性插值，因而格式的区别主要 体现在对流项上。
11每个元体要选定一个形状函数通过有限体每个元体要选定一个形状函数通过有限体积上的被求变量之值来表示该形状函数并在积分制前把积上的被求变量之值来表示该形状函数并在积分制前把所假设的形状函数代入到控制方程中去所假设的形状函数代入到控制方程中去22控制方程在积控制方程在积分之前应乘上一个选定的权函数并要求在整个区域上控分之前应乘上一个选定的权函数并要求在整个区域上控制方程的余量的加权平均值为零从而导出一组关于节点制方程的余量的加权平均值为零从而导出一组关于节点上被求变量的代数方程
学习fluent流体常识及软件计算参数设置
学习fluent流体常识及软件计算参数设置luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
学习fluent (流体常识及软件计算参数设置)
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
应用FLUENT进行旋转机械仿真分析的教程
Introduction to Rotating Machinery Analysis Using Fluent
Frank Kelecy Fluent Inc.
1
© Fluent Inc. 5/12/2015
Fluent Software Training UGM 2001
Present details on modeling rotating machinery problems using Fluent
Answer your questions!
5
© Fluent Inc. 5/12/2015
Fluent Software Training UGM 2001
Centrifugal machines
Mixed Flow
7
© Fluent Inc. 5/12/2015
Fluent Software Training UGM 2001
Basic Problem Statement
We wish to solve for the flow through a domain which contains
compressors and turbines fans and pumps rotating cavities, seals, and bearings mixing equipment fluid coupling devices and torque converters air motors marine and aircraft propellers and many more…
fluent旋转机械方法
fluent旋转机械方法Fluent旋转机械方法是一种有效的工程方法，用于解决旋转机械中的流体力学问题。
它基于计算流体力学（CFD）的原理，通过模拟流体在旋转机械中的运动和相互作用，来预测和优化旋转机械的性能。
我们需要了解什么是旋转机械。
旋转机械是一类将流体转换为机械能的装置，如风力发电机、汽车引擎、涡轮机等。
在旋转机械中，流体的流动和旋转运动是密切相关的，因此了解流体在旋转机械中的行为对于优化机械性能至关重要。
Fluent旋转机械方法的核心是基于CFD的数值模拟。
通过将旋转机械的几何形状、边界条件和流体性质输入计算模型，可以模拟流体在机械中的流动。
利用计算机的高性能计算能力，可以对流体动力学进行详细的数值计算和分析。
在进行Fluent旋转机械方法的分析时，需要考虑以下几个关键因素：1. 旋转机械的几何形状：不同的旋转机械具有不同的几何形状，如叶片、叶轮等。
在模拟时，需要将机械的几何形状导入计算模型，并进行网格划分，以便进行流场分析。
2. 边界条件的设定：边界条件是指在数值模拟中对流体流动进行限制的条件。
例如，在旋转机械的入口处可以设定流体的入口速度和压力，出口处可以设定出口压力等。
合理设定边界条件可以准确模拟实际流动情况。
3. 流体性质的定义：流体性质包括密度、粘度、温度等。
在Fluent旋转机械方法中，需要根据实际情况定义流体的性质，并将其输入模型进行计算。
通过对旋转机械的数值模拟，可以获得以下几方面的信息：1. 流体速度和压力分布：通过Fluent旋转机械方法，可以计算得到旋转机械内部流体的速度和压力分布。
这对于了解机械内部流动的特点和机械性能的优化具有重要意义。
2. 流体力学特性：通过数值模拟，可以得到流体在旋转机械中的受力情况，如离心力、作用力等。
这些信息对于设计和改进旋转机械具有指导意义。
3. 流体损失和能量转换效率：Fluent旋转机械方法可以计算出流体在旋转机械中的能量损失情况，以及机械的能量转换效率。
旋转机械流场仿真方法
[GAMBIT] 基于GAMBIT软件的涡轮流道网格划分GAMBIT作为FLUENT的前处理软件，具有强大的网格划分能力，具备旋转机械的个划分能力。
本例基于涡轮流道（示例如图1所示）网格划分，对整个对fluent的前处理过程进行讲解。
图1第1步：选择求解器FLUENT5/6（默认），Solver->FLUENT5/6。
第2步：导入涡轮数据（见附件,2楼）。
图2File->Import->turbo……(Type类型为Native)，如图2所示。
第3步：创建涡轮轮廓。
TOOLS->TURBO->CREATE PROFILE，如图3所示。
图3第4步：调整叶片进出口的中线位置。
TOOLS->TURBO->SLIDE VIRTUAL VERTEX分别对A、B两点进行设置，A点U Value为0.999，B点U Value为0.019，其他默认。
如图4所示。
图4第5步：创建涡轮实体。
TOOLS->TURBO->CREATE TURBO VOLUME叶片数量设置为60，顺翼展方向设置为2部分，结果如图5所示。
图5第6步：指定涡轮边界。
TOOL->TURBO->DEFINE TURBO ZONES按照图5所示边界指定，其中吸力面如图6所示边界，其余叶片部分为压力面，如图6所示。
图6第7步：对叶片进行边界层网格划分。
TOOL->TURBO->CREATE/MODIFY BOUNDARYLAYERS设置第一层为1，增长率为1.2，一共5层，选中所有压力吸力面（共12个），如图7所示。
注：做完这一步后可先隐藏边界层网格。
第8步：对叶片边进行网格划分。
TOOL->TURBO->MESH EDGES/FACES/VOLUMES，MESH EDGES。
设置如图8所示，参数如表1所示。
图8表1第9步：对翼展方向的中间一面划分网格。
TOOL->TURBO->MESH EDGES/FACES/VOLUMES，MESH FACES设置网格尺寸为5，结果如图9所示。
fluent 旋转域
fluent 旋转域
在计算流体力学（CFD）中，Fluent（现在属于ANSYS Fluent）是一个常用的计算流体动力学软件。
在Fluent中，旋转域（Rotating Zone）是指包含旋转物体或流体的区域。
旋转域通常用于模拟涡轮机、风力发电机、风扇等旋转设备中的流体流动。
在设置旋转域时，你需要定义与旋转相关的参数和边界条件。
以下是在Fluent中设置旋转域的一般步骤：
1. 创建域：在Fluent中，首先要创建一个包含旋转区域的域。
你可以使用几何建模工具或者从其他几何软件导入几何模型。
2. 设置旋转区域：在域设置中，将包含旋转流体或物体的区域标记为旋转域。
这涉及到指定旋转轴、旋转速度等参数。
3. 定义旋转参数：在模拟中，你需要定义与旋转相关的参数，例如旋转轴的方向、旋转速度、旋转方向等。
这通常是在物理条件的设置中完成的。
4. 边界条件：设置与旋转域相邻的边界条件。
这包括定义流体或物体与旋转域之间的交互条件。
5. 求解：在所有设置完成后，启动求解器以解决流场问题。
Fluent将模拟旋转区域内的流体流动。
请注意，以上步骤是一般性的步骤，具体设置可能会因模拟的复杂性和所模拟的系统而有所不同。
在Fluent的文档和用户手册中，你可以找到更详细的关于旋转域的设置和模拟的信息。
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fluent 旋转区域的tui命令
fluent 旋转区域的tui命令摘要：一、Fluent 软件简介二、旋转区域的概念及作用三、Fluent 中如何设置旋转区域的旋转轴四、总结正文：一、Fluent 软件简介Fluent 是一款由美国科里奥利公司（Computational Fluid Dynamics, CFD）开发的流体动力学模拟软件。
该软件广泛应用于工程领域，如能源、航空、汽车等，用于研究流体流动、传热和化学反应等现象。
Fluent 通过计算机模拟流体流动过程，可以预测流体动力学行为，为工程设计提供理论依据。
二、旋转区域的概念及作用在Fluent 中，旋转区域是指在一个特定的区域内，流体流动方向会随着时间旋转。
旋转区域主要用于模拟流体在旋转设备中的流动状态，如旋转叶片、螺旋桨等。
通过设置旋转区域，可以模拟流体在旋转设备中的流动特性，进一步分析流体动力学行为。
三、Fluent 中如何设置旋转区域的旋转轴在Fluent 中设置旋转区域的旋转轴，需要按照以下步骤操作：1.打开Fluent 软件，导入或创建一个流体动力学模型。
2.在模型中，找到需要设置旋转区域的区域。
该区域可以是一个单独的边界层，也可以是整个计算域。
3.选中该区域，然后在Fluent 软件的“Boundary”或“Region”菜单中选择“Define”。
4.在弹出的对话框中，选择运动类型。
运动类型包括静止、MRF （Moving Reference Frame）和Slide Mesh。
选择MRF 或Slide Mesh，以设置旋转区域。
5.设置旋转轴。
在弹出的对话框中，输入旋转轴的起点和终点坐标。
两点决定一条矢量线，旋转正方向用右手螺旋判定。
6.设置旋转速度。
在弹出的对话框中，输入旋转速度。
旋转速度可以是恒定的，也可以是变化的。
7.点击“Change/Create”按钮，完成旋转区域的设置。
四、总结通过以上步骤，在Fluent 中成功设置了旋转区域的旋转轴。
接下来，可以继续设置其他参数，如流体性质、边界条件等，然后进行流体动力学模拟。
fluent 旋转机械 松弛因子
文章标题：探讨旋转机械中的松弛因子对流体动力学的影响一、引言在流体力学领域，旋转机械是一个重要的研究领域。
从风力发电机到汽车发动机，旋转机械的设计和运行对流体动力学有着重要的影响。
在研究旋转机械时，松弛因子是一个不可忽视的因素。
本文将深入探讨松弛因子在旋转机械中的作用和影响。
二、对松弛因子的概念理解在研究流体动力学时，松弛因子是一个重要的参数。
它代表了流体在通过旋转机械时的能量损失程度，也可以理解为流体对旋转机械的适应程度。
当旋转机械的形状、速度等发生变化时，松弛因子会随之而变化。
在实际工程中，通过对松弛因子的研究，可以更好地优化旋转机械的设计，提高其效率。
三、松弛因子对流场的影响1. 对流速场的影响在旋转机械中，流体的速度场受到了旋转机械的影响。
当机械的形状和转速发生变化时，流体的速度分布也会发生变化。
这时，松弛因子的作用就凸显出来了。
较小的松弛因子意味着流体在通过旋转机械时的损失较小，流速场的变化会更小。
较大的松弛因子则意味着流速场的变化会更加显著。
在优化旋转机械设计时，需要充分考虑松弛因子对流速场的影响。
2. 对压力场的影响松弛因子也对流场的压力分布有着重要的影响。
通过调节松弛因子的大小，可以改变流体在旋转机械中的压力损失程度，进而影响整个流场的压力分布。
在旋转机械设计中，考虑松弛因子对压力场的影响，可以更好地优化流体动力学性能。
四、个人观点和理解在我的看来，松弛因子在旋转机械中起着至关重要的作用。
通过深入研究松弛因子，可以更好地了解流体在旋转机械中的行为，为优化机械设计提供重要的参考。
在未来的研究中，我将继续关注松弛因子在流体动力学中的作用，以期能够为相关工程领域的发展做出贡献。
五、总结与回顾通过本文的探讨，我们对松弛因子在旋转机械中的作用和影响有了更深入的理解。
我们首先了解了松弛因子的概念和作用机理，然后详细探讨了其对流体动力学的影响，包括速度场和压力场的影响。
我们共享了个人对松弛因子的看法，并展望了未来的研究方向。
Fluent 使用指导
离散格式
离散格式是针对对流项通量而言的
可供选择的离散格式:
• First-Order Upwind – 易收敛，一阶精度。
• Power Law –对低雷诺数流动 （ Recell < 5 ）比一阶格式更精确 • Second-Order Upwind – 尤其适用流动和网格方向不一致的四面体/三 角形网格，二阶精度，收敛慢 • Monotone Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL) – 对非结构网格，局部三阶精度，对二次流、旋转涡、力等 预测的更精确
• 用于几何建模和计算域划分
求解器和后处理器（Fluent）
• 设置求解模型和计算条件
• 进行计算求解
• 进行结果后处理
系统模拟器（Exceed）
• 模拟Linux运行环境，保证Gambit运行
可选用其它前处理器和后处理器，如ICEM-CFD 和TecPlot等
计算域的确定
需要哪类几何体?
几何体的选取范围?
?使用高阶离散格式二阶上风muscl?尽量让网格和流动方向一致减少伪扩散?加密网格?足够的网格密度对求解有突变的流动非常有用随着网格尺寸减少插值误差也减少?对非均匀网格尺寸变化不要太大均匀网格的截断误差小fluent提供基于网格尺寸梯度的自适应?减小网格扭曲度和长细比一般地避免使用长细比大于5的网格边界层允许使用更大长细比的网格优化四边形六面体网格使其更接近正交优化三边形四面体网格使其更接近等边湍流模型湍流模型ransbasedmodels一方程模型spalartallmaras二方程模型standardkrngkrelizablekstandardksstk多方程模型reynoldsstressmodelkkltransitionmodelssttransitionmodeldetachededdysimulationlargeeddysimulationincreaseincomputationalcostperiterationsa模型sa模型求解修正涡粘系数的一个输运方程计算量小?修正后涡粘系数在近壁面处容易求解主要应用于气动旋转机械等流动分离很小的领域如绕过机翼的超音速跨音速流动边界层流动等是一个相对新的一方程模型不需求解和局部剪切层厚度相关的长度尺度为气动领域设计的包括封闭腔内流动?可以很好计算有反向压力梯度的边界层流动?在旋转机械方面应用很广局限性?不可用于所有类型的复杂工程流动?不能预测各向同性湍流的耗散准标准k模型skeske是工业应用中最广泛使用的模型?模型参数通过试验数据校验过如管流平板流等?对大多数应用有很好的稳定性和合理的精度?包括适用于压缩性浮力燃烧等子模型ske局限性
fluent 旋转域
fluent 旋转域摘要：一、引言二、Fluent 旋转域基本概念1.旋转域介绍2.旋转域的应用领域三、旋转域的创建与设置1.创建旋转域2.设置旋转域参数四、旋转域在Fluent 中的应用1.旋转域模型在Fluent 中的优势2.旋转域模型在Fluent 中的实际应用案例五、结论正文：一、引言旋转域技术在流体动力学领域具有广泛的应用，特别是在航空航天、汽车制造等领域中。
Fluent 作为一款强大的流体动力学模拟软件，同样支持旋转域的创建与使用。
本文将详细介绍Fluent 中的旋转域相关知识。
二、Fluent 旋转域基本概念1.旋转域介绍旋转域，顾名思义，是指流体在某一特定区域内的旋转现象。
在实际工程中，旋转流场常常出现在叶轮、涡轮等设备中。
通过对旋转域的研究，可以帮助我们更好地理解和预测流体的运动规律，从而优化产品设计。
2.旋转域的应用领域旋转域技术在多个领域都有广泛应用，例如：航空航天、汽车制造、能源、环保等。
在这些领域中，旋转流场对设备的性能和效率具有重要影响。
因此，研究和掌握旋转域技术对于提高产品性能、降低能耗具有重要意义。
三、旋转域的创建与设置1.创建旋转域在Fluent 中创建旋转域，首先需要定义一个旋转域区域。
可以通过以下方式创建：（1）在Gambit 中绘制旋转域区域，并将其导出为DXF 文件；（2）在Fluent 的Geometry 模块中，导入DXF 文件，生成旋转域区域。
2.设置旋转域参数旋转域的设置主要包括以下参数：（1）旋转方向：定义旋转域的旋转方向，包括顺时针和逆时针两种；（2）旋转速度：定义旋转域的旋转速度，单位为米每秒（m/s）；（3）旋转轴：定义旋转域的旋转轴，可以是任意一条坐标轴。
四、旋转域在Fluent 中的应用1.旋转域模型在Fluent 中的优势Fluent 中的旋转域模型可以帮助用户更准确地模拟旋转流场，从而为实际工程提供有价值的数据。
通过旋转域模型，可以更好地了解流体在旋转流场中的压力、速度分布以及传热情况，为产品设计提供依据。
fluent 旋转边界条件
在Fluent中，旋转边界条件是一种特殊的边界条件，用于模拟流体在旋转边界上的行为。
它主要用于模拟旋转机械设备、旋转流体等多种场景。
在旋转边界条件下，用户需要指定旋转边界的旋转速度、旋转轴向等参数。
这些参数将帮助Fluent准确模拟流体在旋转边界上的运动。
具体设置步骤如下：
打开Fluent软件，创建或打开一个项目。
在Geometry模块中创建所需的模型，包括流体区域和旋转轴。
在Boundary Conditions模块中，选择需要设置旋转边界条件的边界。
在Boundary Conditions对话框中，选择适当的边界类型，例如Velocity Inlet（速度入口）或Velocity Outlet（速度出口）。
输入所需的旋转速度和旋转轴向参数。
点击“OK”按钮应用设置并关闭对话框。
请注意，以上步骤仅供参考。
在实际操作中，可能还需要根据具体情况进行其他设置和调整。
建议参考Fluent用户手册或相关教程以获取更详细的信息。