FLUENT数值模拟离散笔记

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fluent学习笔记

fluent技术基础与应用实例fluent数值模拟步骤简介主要步骤：1、根据实际问题选择2D或3Dfluent求解器从而进行数值模拟。

2、导入网格（File→Read→Case,然后选择有gambit导出的.msh文件）3、检查网格（Grid→Check）。

如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格划分。

4、选择计算模型。

5、确定流体物理性质（Define→Material）。

6、定义操作环境（Define→operating condition）7、制定边界条件（Define→Boundary Conditions）8、求解方法的设置及其控制。

9、流场初始化（Solve→Initialize）10、迭代求解（Solve→Iterate）11、检查结果。

12、保存结果，后处理等。

具体操作步骤：1、fluent2d或3d求解器的选择。

2、网格的相关操作（1）、读入网格文件（2）、检查网格文件文件读入后，一定要对网格进行检查。

上述的操作可以得到网格信息，从中看出几何区域的大小。

另外从minimum volume 可以知道最小网格的体积，若是它的值大于零，网格可以用于计算，否则就要重新划分网格。

（3）、设置计算区域在gambit中画出的图形是没有单位的，它是一个纯数量的模型。

故在进行实际计算的时候，要根据实际将模型放大或缩小。

方法是改变fluent总求解器的单位。

（4）、显示网格。

Display→Grid3、选择计算模型（1）、基本求解器的定义Define→Models→SolverFluent中提供了三种求解方法：·非耦合求解segregated·耦合隐式求解coupled implicit·耦合显示求解coupled explicit非耦合求解方法主要用于不可压缩流体或者压缩性不强的流体。

耦合求解方法用在高速可压缩流体fluent默认设置是非耦合求解方法，但对于高速可压缩流动，有强的体积力（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格要比较密集，建议采用耦合隐式求解方法。

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fluent学习笔记单/双精度解算器1，如果⼏何体为细长形的，⽤双精度的；2，如果模型中存在通过⼩直径管道相连的多个封闭区域，不同区域之间存在很⼤的压差，⽤双精度。

3，对于有较⾼的热传导率的问题和对于有较⼤的⾯⽐的⽹格，⽤双精度。

Cortex 是fluent为⽤户提供接⼝和图形的⼀个过程。

边界条件被记录后，如果以后再读⼊的话，是按照相应的区域的名字来对照的。

如果⼏个名字相似的区域想使⽤相同的边界条件，那么在边界条件⽂件中应该编辑该边界条件对应的区域名为name-*，就是要使⽤通配符！⽹格类型的选择：1。

建模时间2。

计算花费⼀般对于同⼀⼏何体三⾓形/四⾯体⽹格元素⽐四边形/六⾯体的数⽬要少。

但是后者却能允许较⼤的纵横⽐，因此对于狭长形的⼏何体选择该种⽹格类型。

3 数字发散。

引起发散的原因是由于系统的截断误差，如果实际流场只有很⼩的发散，这时的发散就很重要。

对于fluent来说，⼆次离散有助于减少发散，另外优化⽹格也是降低发散的有效途径。

如果流动和⽹格是平⾏的话，对于⽹格和⼏何体的要求：1，对于轴对称的⼏何体，对称轴必须是x轴。

2，gambit 能⽣等⾓的或⾮等⾓的周期性的边界区域。

另外，可以在fluent中通过make-periodic⽂本命令来⽣成等⾓的周期性的边界区域。

⽹格质量：1．节点密度和聚变。

对于由于负压强梯度引起的节点脱离，以及层流壁⾯边界层的计算精度来说，节点浓度的确定是很重要的。

对于湍流的影响则更重要，⼀般来说任何流管都不应该⽤少于5个的⽹格元素来描述。

当然，还要考虑到计算机的性能。

2．光滑性。

相邻⽹格元素体积的变化过⼤，容易引起较⼤的截断误差，从⽽导致发散。

Fluent 通过修正⽹格元素的体积变化梯度来光滑⽹格。

3．元素形状。

主要包括倾斜和纵横⽐。

⼀般纵横⽐要⼩于5：1。

4．流场。

很倾斜的⽹格在流动的初始区域是可以的，但在梯度很⼤的地⽅就不⾏。

由于不能实现预测该区域的存在，因此要努⼒在整个区域划分优良的⽹格。

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笔记及实例要点

Fluent 重要说明摘记第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。

完整word版,FLUENT中的求解器、算法和离散方法

FLUENT中的求解器、算法和离散方法作为一个非科班出身的CFD工程师，一开始常常被CFD软件里各种概念搞的晕头转向。

最近终于静下心来看了看CFD 理论的书，理清了一些概念。

就此写一遍博文，顺便整理一下所学内容。

I 求解器：FLUENT中求解器的选择在如下图所示界面中设置：FLUENT中的求解器主要是按照是否联立求解各控制方程来区分的，详见下图：II 算法：算法是求解时的策略，即按照什么样的方式和步骤进行求解。

FLUENT中算法的选择在如下图所示的界面中设置：这里简单介绍一下SIMPLE、SIMPLEC、PISO等算法的基本思想和适用范围。

SIMPLE算法：基本思想如前面讲求解器的那张图中解释分离式求解器的例子所示的一样，这里再贴一遍：1.假设初始压力场分布。

2.利用压力场求解动量方程，得到速度场。

3.利用速度场求解连续性方程，使压力场得到修正。

4.根据需要，求解湍流方程及其他方程5.判断但前计算是否收敛。

若不收敛，返回第二步。

简单说来，SIMPLE算法就是分两步走：第一步预测，第二步修正，即预测－修正。

SIMPLC算法：是对SIMPLE算法的一种改进，其计算步骤与SIMPLE算法相同，只是压力修正项中的一些系数不同，可以加快迭代过程的收敛。

PISO算法：比SIMPLE算法增加了一个修正步，即分三步：第一步预测，第二步修正得到一个修正的场分布，第三步在第二步基础上在进行一侧修正。

即预测－修正－修正。

PISO算法在求解瞬态问题时有明显优势。

对于稳态问题可能SIMPLE或SIMPLEC更合适。

如果你实在不知道该如何选择，就保持FLUENT的默认选项好了。

因为默认选项可以很好解决70％以上的问题，而且对于大部分出了问题的计算来说，也很少是因为算法选择不恰当所致。

III 离散方法：离散方法是指按照什么样的方式将控制方程在网格节点离散，即将偏微分格式的控制方程转化为各节点上的代数方程组。

FLUENT中离散方法的选择在如下图所示的界面中设置：简单介绍常用的几种离散方法：一阶迎风格式/ Fisrst order upwind：一阶迎风格式考虑了流动方向，可以得到物理上看起来合理的解。

Fluent软件学习笔记

Fluent软件学习笔记一、利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型1)文件的创建及其求解器的选择软件基本知识:Geometry 绘制图形Mesh 网格划分Zones 指定边界条件类型和区域类型Operation绘图工具面板Tools 指定坐标系统等视图控制面板：全图显示(Fit to window）选择象限显示视图选择显示项目撤销或重复上一步鼠标键：左键单击——旋转模型中键单击——平移模型右键单击——放缩模型Shift+鼠标左键——选择点、边、面等①建立新文件：Flie New②选择求解器：Solver2)创建控制点：Operation-Geometry-Vertex创建边：Operation-Geometry-Edge创建面：Operation-Geometry-Face3)划分网格对边进行划分:对面进行划分：Operation-Mesh-Face-Mesh Faces注：打开的文本框中：Quad-四边形网格Elements- Tri-三角形网格Quad/Tri-混合型网格Map映射成结构化网络Submap分块/区映射块结构化网络Type- Pave平铺成非结构化网络Tri Primitive 将一个三角形区域分解为三个四边形区域在划分结构化网格Interval size:指定网格间距Interval count:指定网格个数4)边界条件类型的指定：Operation-ZonesAdd添加Name:为边界命名Action- Modify修改Type：指定类型Delete删除Entity :选择边/面5)Mesh网格文件的输出：File-Export-Mesh注:对于二维情况，必须选中Export2-D(X-Y)Mesh总结输出网格文件()二、利用Fluent求解器求解1)Fluent求解器的选择2d：二维、单精度求解器2ddp：二维、双精度求解器3d：三维、单精度求解器3ddp：三维、双精度求解器2)文件导入和网格操作①导入网格文件：File-Read-Case②检查网格文件：Grid-Check（若minimum volume即最小网格的体积的值大于0，则网格可以用于计算）③设置计算区域尺寸：Grid-ScaleFluent中默认的单位为m，而Gambit作图时候采用的单位为mm④显示网格：Display-Grid3)选择计算模型①Define-Models-Solver(压力基、密度基)②其他操作模型的选定Multiphase多相流模型Energy考虑传热与否Species反应及其传热相关Viscous层流或湍流模型选择Define-Models-Viscous：打开粘性模型Inviscid无粘模型Laminar层流模型Spalart-Allmaras单方程湍流模型（S-A模型）K-epsilon双方程模型（k-ε模型）K-omega双方程模型以及雷诺应力模型③操作环境的设置：Define-Operating ConditionsPascal（环境压强）、Gravity（重力影响）4)定义流体的物理性质：Define-MaterialsFluent Database中调出5)设置边界条件：Define-Boundary Conditions①设置Fluid流体区域的物质：Zone-Fluid--Set②设置Inlet的边界条件：Zone-Inlet-Set③设置Outlet的边界条件④设置Wall的边界条件6)求解方法的设置及控制①求解参数的设置：Solve-Controls-Solutions...Equations:需要求解的控制方程Pressure-Velocity Coupling:压力-速度耦合求解方式Discretization:所求解的控制方程Under-Relaxation Factor:松弛因子②初始化：Solve-Initialize-Initialize...设置Compute Form为Inlet，依次点击Init和Close图标完成对流场的初始化③打开残差监控图：Solve-Monitors-Residuai...④保存当前的Case文件：File-Write-Case...⑤开始迭代计算：Solve-Iterate...⑥保存计算后的Case和Date文件：File-Write-Case&Date...7)计算结果显示➢显示速度等值线图：Display Contours...Contous of-------选中Velocity...Surfaces-------指定平面Levels--------等值线数目(默认)Options-----------选中Filled绘制的是云图注：轴对称问题，可通过镜像选择显示整个圆管的物理量分布镜像选择显示的设置：Display-Views... 在Mirror Planes中选择axial为镜像平面，然后点击Apply图标接受设置➢绘制速度矢量图:Display-Vectors...Vectors of-------选中VelocityStyle----------箭头类型Scale---------矢量被放大倍数Skip----------矢量密集程度➢显示某边上速度的速度剖面XY点线图：Plot-XY Plot...注：Plot Direction：表示曲线将沿什么方向绘制➢显示迹线F ile—path lines在release from surface列表中选择释放粒子的平面设置step size和step的数目，step size设置长度间隔steps设置了一个微粒能够前进的最大步数单击display三、二维示例➢二维定常可压缩流场分析——NACA 0006翼型气动力计算➢二维定常不可压缩流场分析——卡门涡街动画的设置：Solve-Animate-Define三维定常可压缩流动示例第二章：流体力学基本方程及边界条件三大控制方程：质量守恒、动量守恒及能量守恒方程初始条件边界条件：速度入口三维定常速度场的计算1、内部网格的显示打开examine mesh对话框温度场的计算Fluent处理中选中能量方程求解器：define/models/energy设置wall边界条件时候，convection热对流边界条件多相流模型VOF模型的选择define/models/multiphase基本相及第二相的设置define/phase动画的设置。

Fluent的气固两相流中离散颗粒的数值模拟

颗粒群中颗粒 Reynolds 为：
ε Re =
ρf u
−υ dp
μf
式(12)、相间动量交换系数β及颗粒 Reynolds 计算式中的ε、ν均为网格内的平均值。
流场求解后，在式(12)基础上，根据牛顿第三定律，单颗粒所受曳力为：
Fd
= Vpβk 1−εk
(uk
−υk )
(13)
式中εk、βk 分别代表颗粒 k 的局部孔隙率、局部动量交换系数；uk 为颗粒 k 质心处的虚拟连续相速度。
本文基于通用计算流体软件 FlUENT，通过用户自定义函数(User Defined Function) 实现了伪三维 DEM-CFD 耦合算法，其中连续相控制方程由通用计算流体软件 FLUENT 求解。构建空隙率标量场，重组基于局部平均并考虑流-固耦合作用的连续相控制方程，提高了连续相控制方程的求解稳定性。将该算法用于球形颗粒的气固鼓泡床及节涌工况模拟中，数值模拟计算结果与有关数值模拟及试验结果定性一致。
中国工程热物理学会
传热传质学
学术会议论文
编号：1 2 3 1 1 8
基于 Fluent 的气固两相流中离散颗粒的数值模拟
任立波 1 何海澜 2 韩吉田 1
1、山东大学能源与动力工程学院，山东济南，250061 2、兰州兰石换热设备有限责任公司，甘肃兰州，730050 Tel：0531-88399060 Email：jthan@
1、山东大学能源与动力工程学院，山东济南，250061 2、兰州兰石换热设备有限责任公司，甘肃兰州，730050 (TEL: 13173022361;Email: jthan@)
摘要：基于通用计算流体软件 FlUENT，通过用户自定义函数(User Defined Function) 实现了伪三维 DEM-CFD 耦合算法，其中连续相控制方程由通用计算流体软件 FLUENT 求解。构建空隙率标量场，重组基于局部平均并考虑流-固耦合作用的连续相控制方程，提高了连续相控制方程的求解稳定性。最后，将该算法用于球形颗粒的气固两相流数值模拟中，数值模拟计算结果与有关数值模拟及试验结果定性一致。

FLUENT中离散相的设置(翻译FLUENT手册)

FLUENT除了可以计算连续相的输运方程，也可以求解拉格朗日坐标系下的离散的第二相。

计算离散相的轨迹、热量和质量的传递、相间耦合及对两相的影响。

提供以下的离散相模型：（1）利用拉格朗日方程计算离散相轨迹（利用其它模型求得轨迹与这个有什么不同）（2）连续相中的湍流对离散相分布的影响；（3）连续相对离散相的耦合计算（4）颗粒的碰撞和空隙率……..其他用不到的没记录1概述当前有三种求解多相流模型的数值方法：欧拉-拉格朗日、欧拉-欧拉及浓相离散相模型。

2局限（1）对于体积分数的限制由于离散相模型有一个假设前提：第二相要足够的稀以致于颗粒与颗粒的相互作用和颗粒对空气的影响可以忽略。

在实际的操作中，就要求颗粒相有足够低的体积分数，通常在10-12%。

如果你求解的问题的颗粒相的体积分数超过这个限制，可以考虑采用多相流模型。

比如浓离散相模型。

（2）局限于连续的颗粒悬浮模型具有稳定的拉格朗日方程的离散相并且具有颗粒相注入连续相的定义完善的入口和出口条件。

拉格朗日模型对于在连续相中不具有确定的悬浮是无效的，比如密闭的搅拌容器，混合容器和流化床等。

不稳定的颗粒离散相模型可以对于离散相的连续悬浮进行模拟。

（3）离散相模型与其它FLUENT模型的共用限制a.当并行追踪颗粒时，如果分享内存选项被选中，DPM模型不能与任何的多相流模型共用。

当进行并行处理时，记得使用信息传递选项，这样就可以使多相流模型和离散相模型并用。

b.当使用离散相模型时，不能获得沿流动方向的周期流动的参数（质量流量和压力降等）c.当使用预混合-燃烧模型时只能包含不反应颗粒。

d.如果使用滑移、移动和变形网格时，表面注入将随着网格一起变化，但是只有与边界有关的表面会重新计算。

剖面上的注入将不随网格移动，而会被删除当重画网格时。

e.cloud model对于不稳定的颗粒追踪是不可得的，或者，当对颗粒使用信息传递选项时，是不能够并行计算地。

f.当连同离散相使用多个坐标系时，颗粒的轨迹图是默认没有意义的。

Fluent算法与离散格式

Fluent算法与离散格式离散1、QUICK格式仅仅应⽤在结构化⽹格上，JWj⽐second-order upwind更⾼的楮度，当然，FLUENT 也允许在⾮结构⽹格或者混介⽹格模型中使⽤QUICK格式，在这种情况下，⾮结构⽹格单元仍然使⽤second-order upwind格式计算。

2、MUSCL格式可以应⽤在任何⽹格和复杂的3维流计算，相⽐second-order upwind, third-order MUSCL町以通过减少数值"散⽽提⾼空间精度，并且对所有的传输⽅程剂适⽤。

third-order MUSCL⽬前在FLUENT中没冇流态限制，町以计算诸如冲击波类的⾮连续流场。

3、有界中⼼差分格式bounded central differencing是LES默认的对流格式，当选择LES后, 所有传输⽅程⾃动转换为bounded central differencing。

4、low diffusion discretization只能⽤在亚⾳速流计算,并且只适⽤于implicit-time.对⾼Mach 流，或者在explicit time 公式下运⾏LES ,必须使⽤second-order upwind。

5、改进的HRIC格式相⽐QUICK与second order为VOF计算提供了更⾼的精度，相⽐Geo-Reconstruct格式减少更多的计算花费。

6、explicit time stepping的计算要求苛刻,主要⽤在捕捉波的瞬态⼻亍为,相⽐implicit time stepping精度更⾼，花费更少。

但是下列情况不能使⽤explicit time stepping：(1)分离计算或者耦合隐式计算。

explicit time stepping只能⽤于耦合显式计算。

(2)不可压缩流计算。

Explicit time stepping不能⽤F?计算时间精度不可压缩流(如除了理想⽓体的⽓体定律)。

Fluent指南｜01空间离散方法

Fluent指南｜01空间离散⽅法本⽂描述Fluent中空间离散格式的选取⽅法。

注：本⽂内容译⾃Fluent UserGuide 32.2，留待后期查阅。

”1 Gradient计算梯度不仅⽤于构造⽹格⾯上的标量值，⽽且还⽤于计算⼆次扩散项和速度导数。

Fluent中包括三种梯度计算⽅法：Green-Gauss Cell BasedGreen-Gauss Node BasedLeast Squares Cell Based梯度算法可以在Solution > Methods ⾯板中的Gradient下拉列表中进⾏选择。

此外，Fluent还允许为每个控制⽅程的对流项选择离散格式(粘性项⾃动使⽤⼆阶精度)。

默认情况下，使⽤压⼒基求解器或密度基求解器求解单相流问题时，对于流动⽅程和所有标量⽅程(湍流除外)的对流项使⽤⼆阶迎风格式（Second Order Upwind），湍流物理量相关⽅程则使⽤⼀阶迎风格式（First Order Upwind）进⾏离散求解。

对于多相流问题，流动⽅程默认使⽤⼀阶迎风离散化。

当使⽤压⼒基求解器时，可以指定压⼒插值算法。

2 ⼀阶精度 vs. ⼆阶精度当流动⽅向与⽹格⽅向⼀致时(如⽤四边形或六⾯体⽹格模拟的矩形管道中的层流流动)，⼀阶迎风离散格式的计算精度是可以接受的。

然⽽当流动与⽹格⽅向不⼀致时(即当流动斜穿过⽹格线时)，对流项的⼀阶离散会增加数值离散误差(出现数值扩散)。

对于三⾓形和四⾯体⽹格，由于流动⽆法与⽹格对齐，因此通常使⽤⼆阶离散⽅法。

对于四边形/六⾯体⽹格，使⽤⼆阶离散也可以获得更好的结果，特别是对于复杂的流动问题。

总⽽⾔之，虽然⼀阶格式通常⽐⼆阶格式有更好的收敛性，但它常常会产⽣不太精确的结果，特别是在使⽤三⾓形/四⾯体⽹格时表现更糟。

多数情况下，可以直接使⽤⼆阶格式进⾏计算。

但是在⼀些情况下，可能需要先从⼀阶格式开始计算，然后在进⾏⼏次迭代之后切换到⼆阶格式继续进⾏计算。

FLUENT离散相设置终极教程

FLUENT离散相设置终极教程离散相设置是指将一个连续域分割为离散的小区域，然后在每个小区域内进行计算和模拟的一种方法。

它在计算机图形学、计算流体力学和分子动力学等领域有广泛的应用。

本文将为您介绍离散相设置的终极教程。

离散相设置的第一步是将连续域分割成离散的小区域。

这可以通过网格划分来实现。

常见的网格类型包括结构化网格和非结构化网格。

结构化网格是由规则的小方格组成的网格，适用于简单的几何形状。

非结构化网格由不规则的多边形或多面体组成，适用于复杂的几何形状。

选择适当的网格类型取决于具体应用和几何形状的复杂程度。

一旦网格划分完成，接下来需要为每个小区域分配相应的属性。

这些属性可以包括物理属性、材料属性和初始条件。

物理属性可以包括速度、密度和温度等。

材料属性可以包括材料的性质和特性。

初始条件是指在模拟开始时每个小区域内的初始状态。

这些属性的设置将直接影响到模拟结果的准确性和可靠性。

在离散相设置的过程中，通常需要选择适当的模拟方法。

常见的模拟方法包括有限差分法、有限元法和边界元法等。

有限差分法是通过近似导数和积分的方法来求解偏微分方程。

有限元法是通过将连续域划分成有限数量的小单元，然后在每个小单元内通过简单的数学方程来近似求解原始偏微分方程。

边界元法是通过在边界上求解边界积分方程来近似求解原始偏微分方程。

选择适当的模拟方法取决于模拟的复杂度和准确性要求。

在离散相设置的最后一步是进行模拟和计算。

模拟和计算的过程可以使用各种数值方法来实现。

其中一个常用的方法是迭代法。

迭代法通过反复迭代求解模拟方程，直到达到特定的收敛准则。

另一个常用的方法是显式求解法。

显式求解法通过将模拟方程转化为线性方程组，然后使用数值方法直接求解线性方程组。

这些数值方法的选择取决于模拟的复杂度和计算机的性能。

总结一下，离散相设置是将连续域划分为离散的小区域，并为每个小区域分配相应的属性。

然后通过选择适当的模拟方法和数值方法来进行模拟和计算。

FLUENT离散相设置终极教程

FLUENT离散相设置终极教程离散相设置是一种流体动力学中的模拟方法，用于模拟流体行为。

FLUENT是一种广泛使用的计算流体力学软件，可以用于离散相设置。

下面是一个离散相设置的终极教程，详细介绍了FLUENT中的离散相设置。

第一步是导入几何模型。

在FLUENT中，可以通过导入几何模型文件（通常是.stl或.step格式）来创建模拟实验的几何模型。

导入后，可以使用FLUENT的几何建模工具对模型进行修复和优化。

第三步是定义物理模型。

在离散相设置中，需要定义流体和颗粒的物理属性。

可以使用FLUENT中的材料库来定义流体的性质，如密度、黏度、温度等。

对于离散相，需要定义颗粒的粒径、密度、形状等。

第四步是定义边界条件。

在离散相设置中，通常需要定义流体和颗粒的进出口条件。

可以通过FLUENT的边界条件工具来定义进出口条件，如速度、质量流率等。

第五步是设置离散相模型。

在FLUENT中，提供了多种离散相模型，如欧拉-拉格朗日方法（Euler-Lagrange）和欧拉-欧拉方法（Euler-Euler）。

根据模拟对象的特点，选择合适的离散相模型。

第六步是配置模拟参数。

在离散相设置中，需要配置模拟的时间步长、迭代收敛准则、迭代次数等参数。

可以通过FLUENT的求解控制面板来配置这些参数。

第七步是运行模拟。

在配置好所有设置后，可以点击FLUENT的求解按钮来开始模拟。

FLUENT将根据定义的设置和参数进行仿真，并输出结果。

第八步是分析结果。

FLUENT可以输出各种结果数据，如流场、颗粒轨迹、颗粒浓度等。

可以使用FLUENT的后处理工具对结果进行可视化和分析。

总结：离散相设置是FLUENT中的一个重要功能，可以模拟流体与颗粒的复杂相互作用。

通过导入几何模型、定义网格、定义物理模型、设置边界条件、设置离散相模型、配置模拟参数、运行模拟和分析结果等步骤，可以完成FLUENT中的离散相设置。

希望这个终极教程能够帮助你更好地理解和应用FLUENT中的离散相设置。

中科大FLUENT讲稿离散相模拟

中科大FLUENT讲稿离散相模拟离散相模拟FLUENT 程序除了模拟连续相以外，也可以在Lagrangian 坐标系下模拟离散相。

离散相为球形颗粒（也可以是水滴或气泡）弥散在连续相中。

FLUENT 可以计算离散相的颗粒轨道，以及其与连续相之间的质量和能量交换。

耦合求解连续相和离散相，可以考虑相间的相互作用及影响。

离散相处理过程中，可以考虑以下因素：1，在Lagrangian 坐标系下，计算离散相在定常和非定常流动中的颗粒轨道。

2，连续相涡旋产生的湍流对离散相的影响3，离散相的加热与冷却过程4，液滴的蒸发与沸腾5，颗粒燃烧，包括挥发分挥发和碳核燃烧，用以模拟粉煤燃烧过程。

Fluent 假设离散相足够稀疏，忽略颗粒与颗粒之间的相互作用，也不考虑颗粒体积分数对连续相的影响。

因此在用该方法模拟实际过程时，要保证离散相的体积分数应该小于10％～12％。

离散相模型对以下流动过程不适合。

1，流向周期性流动2，如果采用预混燃烧模型，就不能考虑颗粒的化学反应。

3，采用多坐标系的流动采用颗粒轨道模型计算离散相时，需要给出颗粒的初始位置，速度，颗粒大小，温度及颗粒的物性参数。

颗粒轨道的计算根据颗粒的力平衡计算。

颗粒的传热传质则根据颗粒与连续相间的对流和辐射换热及质量交换来计算。

颗粒轨道，颗粒传热传质计算结果可以用图的形式给出。

颗粒轨道计算根据作用在颗粒（液滴，气泡）上力平衡，可以给出颗粒在Lagrangian 坐标系下的运动方程：x p p x p D pF g u u F dt du +-+-=ρρρ/)()( （8－1）其中，24Re 182D pp D C D F ρμ=，u 是连续相速度，p u 是颗粒速度，μ是流体的分子粘性系数，p ρρ,分别是流体与颗粒的密度；p D 是颗粒直径，Re 是相对雷诺数，定义为：μρuu D p p -=Re 阻力系数2321Re Re ααα++=D C ，1α，2α，3α为常数，根据光滑球颗粒实验结果给出[L114]。

fluent离散相dpm模拟实例

fluent离散相dpm模拟实例【原创版】目录1.Fluent 软件介绍2.离散相 DPM 模拟的概念3.Fluent 离散相 DPM 模拟实例的具体操作步骤4.Fluent 离散相 DPM 模拟实例的应用效果5.总结正文一、Fluent 软件介绍Fluent 是一款由美国 CFD 公司开发的流体动力学分析软件，广泛应用于化工、能源、环境等领域。

该软件具有强大的数值模拟能力，可以模拟流体流动、传热和化学反应等多种物理现象。

Fluent 采用基于有限体积法的求解方法，可以模拟复杂几何结构和非牛顿流体。

同时，Fluent 支持多种计算模型和边界条件，为用户提供了灵活的分析手段。

二、离散相 DPM 模拟的概念离散相 DPM（Discrete Phase Model）模拟是一种处理流体中离散相颗粒的方法，主要用于研究气液、气固等两相或多相流体系统。

DPM 模拟采用离散颗粒跟踪方法，可以准确地描述颗粒在流体中的运动和分布，以及颗粒与流体之间的相互作用。

这种方法可以揭示多相流体系统中的复杂现象，为工程应用提供理论依据。

三、Fluent 离散相 DPM 模拟实例的具体操作步骤1.准备模型：首先，根据实际问题，建立或导入 Fluent 中的三维几何模型。

2.设置物理参数：设置流体和颗粒的物性参数，如密度、粘度、比热容等。

3.定义流动模型：选择合适的流动模型，如层流或湍流模型。

4.定义离散相模型：选择 DPM 模型，并设置颗粒追踪算法、颗粒间相互作用力等参数。

5.设置边界条件和初始条件：设置流体和颗粒的边界条件和初始条件，如入口速度、压力、温度等。

6.进行仿真计算：运行 Fluent 软件，进行仿真计算。

7.后处理：对计算结果进行后处理，提取感兴趣的物理量，如流速、压力、颗粒浓度等。

四、Fluent 离散相 DPM 模拟实例的应用效果Fluent 离散相 DPM 模拟实例在多相流体系统研究中具有广泛的应用。

例如，在气液输送过程中，通过 DPM 模拟可以研究气泡在液相中的生成、成长和破裂过程，以及气泡对流体流动的影响。

fluent笔记

fluent笔记结构化⽹格与⾮结构化⽹格⽐较1. 什么是结构化⽹格和⾮结构化⽹格？1.1结构化⽹格从严格意义上讲，结构化⽹格是指⽹格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。

它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表⾯应⼒集中等⽅⾯的计算。

它的主要优点是：⽹格⽣成的速度快。

⽹格⽣成的质量好。

数据结构简单。

对曲⾯或空间的拟合⼤多数采⽤参数化或样条插值的⽅法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。

它的最典型的缺点是适⽤的范围⽐较窄，只适⽤于形状规则的图形。

尤其随着近⼏年的计算机和数值⽅法的快速发展，⼈们对求解区域的⼏何形状的复杂性的要求越来越⾼，在这种情况下，结构化⽹格⽣成技术就显得⼒不从⼼了。

1.2⾮结构化⽹格同结构化⽹格的定义相对应，⾮结构化⽹格是指⽹格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。

即与⽹格剖分区域内的不同内点相连的⽹格数⽬不同。

从定义上可以看出，结构化⽹格和⾮结构化⽹格有相互重叠的部分，即⾮结构化⽹格中可能会包含结构化⽹格的部分。

2.如果⼀个⼏何造型中既有结构化⽹格，也有⾮结构化⽹格，分块完成的，分别⽣成⽹格后，也可以直接就调⼊fluent中计算。

3.在fluent中，对同⼀个⼏何造型，如果既可以⽣成结构化⽹格，也可⽣成⾮结构化⽹格，当然前者要⽐后者的⽣成复杂的多，那么应该选择哪种⽹格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢？a ⼀般来说，结构⽹格的计算结果⽐⾮结构⽹格更容易收敛，也更准确。

但后者容易做。

b 影响精度主要是⽹格质量，和你是⽤那种⽹格形式关系并不是很⼤，如果结构话⽹格的质量很差，结果同样不可靠，相对⽽⾔，结构化⽹格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。

c 结构化⽹格据说计算速度快⼀些，但是⽹格划分需要技巧和耐⼼。

⾮结构化⽹格容易⽣成，但相对来说速度要差⼀些。

4.在gambit中，只有map和submap⽣成的是结构化⽹格，其余均为⾮结构化⽹格。

在进⾏模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max⼤于信号中最⾼频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，⼀般实际应⽤中保证采样频率为信号最⾼频率的5～10倍；采样定理⼜称奈奎斯特定理。

Fluent 第2章

●边界元法
针对于有限差分法和有限元法占用计算机内存资源过多的缺点而发展起来。源过多的缺点而发展起来。最大的优点是降维，最大的优点是降维，只在求解区域的边界进行离散就能求得整个流场的解。三维问题可降为二维。散就能求得整个流场的解。三维问题可降为二维。如大空间外部扰流。适合于无粘势流的计算，如大空间外部扰流。但对于粘性N-S方程，对应的全函数算子基本解不方程，对于粘性方程一定只能找到。一定只能找到。
Method， ●有限体积法(Finite Vo1ume Method，有限体积法(Finite FVW)
将计算区域划分为一系列控制体积，将计算区域划分为一系列控制体积，将待解微分方程对每一个控制体积积分得出离散方程。方程对每一个控制体积积分得出离散方程。用有限体积法导出的离散方程可以保证具有守恒特性，而且离散方程系数物理意义明确．特性，而且离散方程系数物理意义明确．计算量相对较小。相对较小。
第二章基于有限体积法的控制方程离散
本章授课内容
离散化概述有限体积法及其网格简介常用的离散格式
2.1 பைடு நூலகம்散化概述
2.1.1 离散化的目的
通过数值的方法把计算域内有限数量位置( 通过数值的方法把计算域内有限数量位置(即网格节点)上的因变量值当作基本未知量来处理，格节点)上的因变量值当作基本未知量来处理，从而建立一组关于这些未知量的代数方程，而建立一组关于这些未知量的代数方程，然后通过求解代数方程组来得到这些节点值，过求解代数方程组来得到这些节点值，而计算域内其他位置上的值则根据节点位置上的值来确定。内其他位置上的值则根据节点位置上的值来确定。
2.4 常用的离散格式
中心差分格式
一阶迎风格式

FLUENT 离散相设置终极教程

1.模型设置
双向耦合
每隔此连续相迭代步数丆
D P M求解器对每个颗粒进
行一轮包含一步或多步的
轨迹计算
M a x N u m b e r o f S t e p s是在每一步颗粒轨迹计算中的最大积分时间步数丆积分时间步达到此数丆该步颗粒轨迹计算即停
止丆并报告颗粒终了状态为i n c o m p l e t e•C 在稳态追踪中设置大一点以保证获得比较完整的颗粒轨迹。

此设置消除了对某些在流场中不停循环的颗粒的无休止的计算丆对于缺省值500•C很多问题的计算都不止这么多在一步颗粒轨迹计算中丆积分时间步长约等于颗粒经过一个控制容积所需时间除以S t e p L e n g t h
F a c t o r•C也就是颗粒分几步走过一个控制容积的每一步时长
非稳态颗粒追
踪
若用户希望颗粒穿越长度
为D的计算域丆那么用长
度标尺乘以最大积分时间
步数丆其结果应该大致等
于D
L e n g t h S c a l e控制离散相轨迹综合中用到的每一次步数的大小。

这儿用到的值0.01m意味着10m长的一段轨迹要计算1000步左右。

2.材料 material 设定介质属性
3.工作条件 opertation condition
4.加粒子injection
5.设定粒子材料属性
6.边界条件设定（流体）
6.2设定壁面边界条件
粒子速度显示
显示磨损率
计算平均磨损率。