ANSYSFLUENT培训教材之求解器设置
fluent教程
fluent教程Fluent是一款由Ansys开发的计算流体动力学（CFD）软件，广泛应用于工程领域，特别是在流体力学仿真方面。
本教程将介绍一些Fluent的基本操作，帮助初学者快速上手。
1. 启动Fluent首先，双击打开Fluent的图形用户界面（GUI）。
在启动页面上，选择“模拟”（Simulate）选项。
2. 创建几何模型在Fluent中，可以通过导入 CAD 几何模型或使用自带的几何建模工具来创建模型。
选择合适的方法，创建一个几何模型。
3. 定义网格在进入Fluent之前，必须生成一个网格。
选择合适的网格工具，如Ansys Meshing，并生成网格。
确保网格足够精细，以便准确地模拟流体力学现象。
4. 导入网格在Fluent的启动页面上，选择“导入”（Import）选项，并将所生成的网格文件导入到Fluent中。
5. 定义物理模型在Fluent中，需要定义所模拟流体的物理属性以及边界条件。
选择“物理模型”（Physics Models）选项，并根据实际情况设置不同的物理参数。
6. 设置边界条件在模型中，根据实际情况设置边界条件，如入口速度、出口压力等。
选择“边界条件”（Boundary Conditions）选项，并给出相应的数值或设置。
7. 定义求解器选项在Fluent中，可以选择不同的求解器来解决流体力学问题。
根据实际情况，在“求解器控制”（Solver Control）选项中选择一个合适的求解器，并设置相应的参数。
8. 运行仿真设置完所有的模型参数后，点击“计算”（Compute）选项，开始运行仿真。
等待仿真过程完成。
9. 后处理结果完成仿真后，可以进行结果的后处理，如流线图、压力分布图等。
选择“后处理”（Post-processing）选项，并根据需要选择相应的结果显示方式。
10. 分析结果在后处理过程中，可以进行结果的分析。
比较不同参数的变化，探索流体流动的特点等。
以上是使用Fluent进行流体力学仿真的基本流程。
ANSYS_FLUENT培训教材(完整)
使用对称或周期性？
流场和边界条件是否都是对称或 周期性的？
你需要切分模型以获得边界条件或者创建域吗？
Solid model of a Headlight Assembly
4. 设计和划分网格 Pre-Processing
3.
Geometry
计算域的各个部分都需要哪种程度的网格
4.
Meshing
FLUENT使用UDF，CFX使用 User FORTRAN
计算精度要求到什么级别？
你希望多久能拿到结果？
CFD是否是合适的工具？
2. 确定计算域 Problem Identification
1. Define goals 2. Identify domain
如何把一个完成的物理系统分割出来？
Wedge (prism) mesh Tetrahedral mesh
Model courtesy of ROI Engineering
Energy h
* FLUENT control volumes are cell-centered (i.e. they correspond directly with the mesh) while CFX control volumes are node-centered
CFD 模拟概览 Problem Identification
CFD 分析一般应用在以下阶段: 概念设计 产品的详细设计 发现问题 改进设计
CFD分析是物理试验的补充，但更节省费用和人力。
限AN体SCY积FSD法CF如的D 何求解工器作是?基于有 Control
计算域离散化为一系列控制体 Volume* 积
在这些控制体上求解质量、动
量、能量、组分等的通用守恒
ANSYS FLUENT培训教材之求解器设置
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
压力速度耦合
压力基求解器通过连续性方程和动量方程导出压力方程或压力修 正方程
FLUENT中有四种耦合方式
– Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations (SIMPLE)
• 默认算法，稳健性好
– SIMPLE-Consistent (SIMPLEC)
隐式方法一般优于显式，因为其对时间步有严格的限制 显式方法一般用于流动时间尺度和声学时间尺度相当的情况（如高马
赫激波的传播）
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
离散化（插值方法）
存储在单元中心的流场变量必须插值到控制体面上
对流项的插值方法有: – 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 – Quadratic Upwind Interpolation (QUICK) – 适用于四边形/六面体以及 混合网格，对旋转流动有用，在均匀网格上能达到三阶精度
Initialize the solution
Enable the solution monitors of interest
Calculate a solution
Modify solution parameters or grid
fluent_计算步骤
导出为数据文件
将数值形式的计算结果导出为数 据文件，如Excel、SPSS格式，方 便用户进行数据管理和统计分析 。
THANKS
谢谢您的观看
在每个迭代步骤中，根据物理 方程进行计算，更新物理量。
监视计算过程和结果
01
在计算过程中，监视计算域内的 物理量变化。
02
检查计算结果的收敛性和稳定性 。
如果发现计算结果不收敛或不稳 定，需要调整数值方法和算法， 重新进行计算。
03
在计算结束后，对结果进行后处 理和分析，提取有用的信息和结
论。
04Biblioteka Fluent 20.1”等。
进入主界面，包括菜单栏、工具栏、图形窗口和消息窗口等。
03
导入模型文件
在菜单栏中选择“File”菜单 。
在弹出的对话框中选择要导 入的模型文件，例如 “case”或“mesh”等。
在下拉菜单中选择 “Import”选项。
点击“Open”按钮，导入模 型文件。
检查模型完整性
选择求解器类型
有限元法（FEM）
适用于解决各种工程问题，如结构分析、热传导、流体动 力学等。
有限体积法（FVM）
适用于解决流体动力学问题，如流体流动、传热等。
有限差分法（FDM）
适用于解决偏微分方程，如热传导方程、波动方程等。
设置求解器参数
网格尺寸
确定计算域的离散程度，网格尺寸越小，计算精度越高，但计算时 间也会增加。
定义计算域的边界
根据几何形状，定义计算域的边界，包括起始点、终止点和边界条 件等。
确定计算域的大小和分辨率
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求解器的结构以及使用方法
FLUENT求解器的结构以及使用方法FLUENT是一种流体动力学仿真软件，由ANSYS公司开发的。
它被广泛应用于工程领域，用于模拟、分析和优化涉及流体运动的问题。
FLUENT的结构主要包括以下几个方面：网格预处理、求解器设置、模型和边界条件、求解计算、后处理和结果分析等。
首先是网格预处理，网格是模拟流体运动的基础。
FLUENT支持多种网格类型，包括结构化网格和非结构化网格。
用户可以使用FLUENT的网格生成工具或其他第三方软件来生成网格。
在网格预处理过程中，用户需要检查网格质量，包括网格的网格精度和网格的规则性，以确保获得准确和可靠的模拟结果。
接下来是求解器设置。
FLUENT提供了多种不同的求解器选项，包括湍流模型、物理模型和辐射模型等。
用户可以根据需要选择适合的求解器。
此外，用户还可以定义计算的边界条件和其他设置参数，以便获得准确和可靠的模拟结果。
然后是模型和边界条件。
用户可以根据具体问题设置模型和边界条件。
例如，如果用户需要模拟流过一个管道的流体运动，他们可以设置管道的结构以及流体的流速、温度和其他属性等。
FLUENT提供了广泛的模型和边界条件选项，以满足不同问题的需求。
求解计算是FLUENT的核心部分。
FLUENT使用迭代方法来求解流体力学方程组。
用户可以选择不同的求解算法和计算参数，以控制求解的精度和速度。
FLUENT还提供了并行计算功能，用户可以利用多个处理器或计算机来加快求解速度。
完成求解计算后，用户可以进行后处理和结果分析。
FLUENT提供了丰富的后处理工具，可以用于可视化模拟结果、生成流线图、计算各种流体参数的统计值等。
用户可以根据需要选择并使用这些工具，以进一步分析和理解模拟结果。
使用FLUENT的方法如下所述：1.网格生成：使用FLUENT的网格生成工具或其他第三方软件生成适当的网格。
2.FLUENT软件的启动：打开FLUENT软件，加载所需的网格文件。
3.求解器设置：选择适当的求解器选项，设置相应的模型和边界条件。
Fluent求解参数设置知识分享
F l u e n t求解参数设置求解参数设置（Solution Methods/Solution Controls）：在设置完计算模型和边界条件后，即可开始求解计算了，因为常会出现求解不收敛或者收敛速度很慢的情况，所以就要根据具体的模型制定具体的求解策略，主要通过修改求解参数来完成。
在求解参数中主要设置求解的控制方程、选择压力速度耦合方法、松弛因子、离散格式等。
在VOF模型中，PISO比较适合于不复杂的流体，SIMPLE和SIMPLEC适合于可压缩的流体或者处于封闭域中的流体。
• 求解的控制方程:在求解参数设置中，可以选择所需要求解的控制方程。
可选择的方程包括Flow(流动方程)、Turbulence(湍流方程)、Energy(能量方程)、VolumeFraction(体积分数方程)等。
在求解过程中，有时为了得到收敛的解，先关闭一些方程，等一些简单的方程收敛后，再开启复杂的方程一起计算。
• 选择压力速度耦合方法:在基于压力求解器中，FLUENT提供了压力速度耦合的4种方法，即SIMPLE、SIMPLEC(SIMPLE．Consistent)、PISO以及Coupled。
定常状态计算一般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，对于过渡计算推荐使用PISO方法。
PISO方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。
需要注意的是压力速度耦合只用于分离求解器，在耦合求解器中不可以使用。
在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC算法，默认是SIMPLE算法，但对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的亚松弛迭代时。
对于相对简单的问题(如没有附加模型激活的层流流动)，其收敛性可以被压力速度耦合所限制，用户通常可以使用SIMPLEC算法很快得到收敛解。
在SIMPLEC算法中，压力校正亚松弛因子通常设为1.0，它有助于收敛，但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致流动不稳定，对于这种情况，则需要使用更为保守的亚松弛或者使用SIMPLE算法。
FLUENT培训教材02求解器基础
在 Workbench中可以设置另外的鼠标功能
材料属性
FLUENT 提供标准的材料库， 也允许用户创建自己的材料。
所选择的物理模型决定了哪 些材料可用，以及必须设定 这些材料的哪些属性。 – 多相流（多种材料） – 燃烧（多种组分） – 传热（导热系数） – 辐射（发射率以及吸收率） 材料属性可以直接设定为温 度、压力的函数 – 和其他变量相关需要用 UDF设定。
材料库
FLUENT 中的材料库 – 提供一系列预先定义的流体、 固体和混合物 – 如需要，可以拷贝材料并修 改其属性 客户定义的材料库 – 在现有的case中创建的新材 料和反应机理，可以在以后 的case中重复使用 – 在 FLUENT中的材料面板里 可以创建、使用、修改材料 属性。
操作条件
在参考压力位置设定的操作 压力，是FLUENT在计算表压 时的参考值
当计算浮力流时，操作温度 设定了参考温度 操作密度是计算密度大范围 变化流动问题的参考值
并行计算
FLUENT 中的并行计算用来运行多个处 理器，以减少计算时间，增加仿真效率 – 对大规模网格或者复杂物理问题尤其 有效 – FLUENT 是全并行的，能在大多数硬 件和软件平台上运行，如clusters 或 者多核机器上 并行FLUENT 可以使用命令启动，也可 以在启动面板中选择 – 例如，启动一个 n-CPU 并行进程， 用下面的命令 fluent 3d –tn
网格可以手工分区，或者用下面不同的 方法自动分区 – 非一致网格，滑移网格和壳导热区域 需要逐个来分区
总结
本节课程介绍了CFD仿真中经常用到的许多基础功能 并行计算能减少计算时间，但只针对大规模网格时有效
后续课程会涉及到非稳态问题的求解设置
其他未涉及到的议题（见附录）
CFX培训教材03求解器设置汇总
注: 这章的重点在稳态模拟的求解器设置. 瞬态模拟的设置在后续章节.
A Pera Global Company © PERA China
初始化
迭代求解的过程需要在计算前对所有的求解变量指定一个初始值 合理的初值可以减少求解时间 在个别情况下，不合理的初值可能在计算开始的几步就导致求解 失败
求解器控制 – 对流格式理论
求解数据储存在节点(nodes)上, 但是在计算控制体面上的变量流时， 会用到面上的变量值
上游节点值(fup)会被插值到控制体的面上节点 :
fip = f up + b f r
– 这里 是上游节点到插值节点的矢量 fip f = f 是变量梯度， up + b f r – 换言之, ip 点的值等于up上游的值+一基于梯度的修正
0<b<1…
A Pera Global Company © PERA China
求解器控制 – 对流格式理论
fip = f up + b f r
如果b = 0 得到迎风(upwind)对流格式, 即
Flow is misaligned with mesh
Theory
1
0
无修正
– 求解收敛性较好，但仅有一阶精度 – 通常用这种方法作初步计算
ANSYS CFX 培训教材 第三节：求解器设置
安世亚太科技（北京）有限公司
A Pera Global Companization 求解器控制Solver Control
输出控制Output Control
求解器管理Solver Manager
设置初值的3个方法:
1. 求解器自动计算初值
2. 手动输入初值
Fluent求解参数设置
求解参数设置〔Solution Methods/Solution Controls〕：在设置完计算模型和边界条件后，即可开始求解计算了，因为常会出现求解不收敛或者收敛速度很慢的情况，所以就要根据具体的模型制定具体的求解策略，主要通过修改求解参数来完成。
在求解参数中主要设置求解的控制方程、选择压力速度耦合方法、松弛因子、离散格式等。
在VOF模型中，PISO比拟适合于不复杂的流体，SIMPLE和SIMPLEC适合于可压缩的流体或者处于封闭域中的流体。
• 求解的控制方程:在求解参数设置中，可以选择所需要求解的控制方程。
可选择的方程包括Flow(流动方程)、Turbulence(湍流方程)、Energy(能量方程)、V olume Fraction(体积分数方程)等。
在求解过程中，有时为了得到收敛的解，先关闭一些方程，等一些简单的方程收敛后，再开启复杂的方程一起计算。
• 选择压力速度耦合方法:在基于压力求解器中，FLUENT提供了压力速度耦合的4种方法，即SIMPLE、SIMPLEC(SIMPLE．Consistent)、PISO以及Coupled。
定常状态计算一般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，对于过渡计算推荐使用PISO方法。
PISO方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。
需要注意的是压力速度耦合只用于别离求解器，在耦合求解器中不可以使用。
在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC算法，默认是SIMPLE算法，但对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的亚松弛迭代时。
对于相对简单的问题(如没有附加模型激活的层流流动)，其收敛性可以被压力速度耦合所限制，用户通常可以使用SIMPLEC算法很快得到收敛解。
在SIMPLEC算法中，压力校正亚松弛因子通常设为1.0，它有助于收敛，但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致流动不稳定，对于这种情况，那么需要使用更为保守的亚松弛或者使用SIMPLE算法。
CFX培训教材03求解器设置
– 可以是常数或表达式
当以计算结果作为初值时，以上设置
失效.
初始化 – 以计算结果为初值
启动Solver时，可以勾选一计算结 果作为流场计算的初值
– 可以提供多个初值文件
• 当模拟一个体系时，可以以体系的 每个组件的计算结果作为相应组件 的计算初值 • 通常，每个文件应该是空间分离的 • 最好求解器输入文件的domains与 多初值文件的domains不重叠
– 通常的应用足够
也能采用高精度的求解格式
– 对非结构化网格的边界层计算中会得到更精确 的计算结果
收敛控制
当求解器达到最大的迭代步数以后，求解 结束
– 达到最大求解步，但是为获得收敛结果 – 可以设较多的迭代步数
求解结束后，需要检查求解结束的原因
在稳态模拟中，需要设置流体的时间步…
求解器控制 – 时பைடு நூலகம்步
0<b<1…
求解器控制 – 对流格式理论
fip = f up + b f r
如果b = 0 得到迎风(upwind)对流格式, 即
Flow is misaligned with mesh
Theory
1
0
无修正
– 求解收敛性较好，但仅有一阶精度 – 通常用这种方法作初步计算
Upwind Scheme
指定混合格式，指定 b 值(0~1), (即. 介于 无修正到全修正)
– 容易出现超过或者低于实际物理值的结果
b=1.00
High resolution：在整个流体域中，b 值 一直保持最大
– 与物理值基本保持一致
High Resolution Scheme
求解器控制 – 湍流
求解器的设置 Introductory FLUENT Training教学内容
检查收敛 是
修正参数或网格 否
检查准确性
否
是 停
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
Introductory FLUENT Notes
可用求解器 FLUENT v6.3 December 2006
• 基于密度的耦合求解器－以矢量 形式同时求解连续性方程，动量 方程，能量方程，如果需要还可 求解组分方程。压力由状态方程 得到。其他的标量方程用分离求 解器求解。
– Least-Squares Cell-Based –基于单元体的最小二乘法－推荐用于多面 体网格；与上一种有相同精度和属性
• 在面上的结果变量梯度用多维泰勒级数展开
Introductory FLUENT Notes
对面压力的插值方法 FLUENT v6.3 December 2006
• 下面是FLUENT中可用的使用分离求解器的用来计算单元体面上 压力的插值格式：
• 当使用基于压力的求解器时，压力－速度耦合是指在离散连续性 方程时，利用连续性方程和动量方程联合推导出一个压力方程 （或者压力修正）的数值运算法则
– Standard 标准－缺省格式；对大表面边界层附近的曲面法线压力梯 度流动求解精度会降低（但是不能够用于流动中压力急剧变化的地 方－应该用PRESTO!格式 代替）
– PRESTO! 用于高回旋流，压力急剧变化流（多孔介质，涡扇模型， 等等），或者剧烈弯曲的区域
– Linear 线性的－当其它选项导致收敛困难或者出现非物理现象时使 用
– 需要较小内存 – 在求解过程中弹性较大
• 基于压力的耦合求解器对大多数的单相流动是适用的，而且它基 于压力求解器效果好。对多相流，周期质量流和NITA型不适用。
fluent求解器设置
Pressure-Based Solver是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和Coupled Solver，其实也就是Pressure-Based Solver的两种处理方法；Density-Based Solver应该是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。
Preconditioning方法应该是以压力、速度、晗值为原始变量，以时间推进方法(TMM)为基础，能够将可压和不可压流场计算方法统一起来。
1．非耦合求解( Segregated );2．耦合隐式求解( Coupled Implicit );3．耦合显式求解( Coupled Explicit )非耦合求解方法主要用于不可压缩或压缩性不强的流体流动。
耦合求解则可以用在高速可压缩流动。
FLUENT默认设置是非耦合求解，但对于高速可压流动，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，建议采用耦合隐式求解方法，可以耦合求解能量和动量方程，能比较快地得到收敛解。
缺点是需要的内存比较大（是非耦合求解迭代时间的1.5-2倍）。
如果必须要耦合求解，但是你的机器内存不够，这时候可以考虑用耦合显式解法器求解问题。
该解法器也耦合了动量，能量及组分方程，但内存却比隐式求解方法小。
缺点是收敛时间比较长。
这里需要指出的是非耦合求解的一些模型在耦合求解解法器里并不都有。
耦合解法器没有的模型包括：多相流模型，混合分数/PDF燃烧模型，预混燃烧模型，污染物生成模型，相变模型，Rosseland辐射模型，确定质量流率的周期性流动模型及周期性换热模型等。
FLUENT求解器设置
FLUENT求解器设置FLUENT求解器设置主要包括：1、压力-速度耦合方程格式选择2、对流插值3、梯度插值4、压力插值下面对这几种设置做详细说明。
一、压力-速度耦合方程求解算法FLUENT中主要有四种算法：SIMPLE，SIMPLEC，PISO，FSM(1)SIMPLE(semi-implicit method for pressure-linked equations)半隐式连接压力方程方法，是FLUENT的默认格式。
(2)SIMPLEC(SIMPLE-consistent)。
对于简单的问题收敛非常快速，不对压力进行修正，所以压力松弛因子可以设置为1(3)Pressure-Implicit with Splitting of Operators (PISO)。
对非定常流动问题或者包含比平均网格倾斜度更高的网格适用(4)Fractional Step Method (FSM)对非定常流的分步方法。
用于NITA格式，与PISO具有相同的特性。
二、对流插值（动量方程）FLUENT有五种方法：一阶迎风格式、幂率格式、二阶迎风格式、MUSL三阶格式、QUICK 格式（1）FLUENT默认采用一阶格式。
容易收敛，但精度较差，主要用于初值计算。
（2）Power Lar.幂率格式，当雷诺数低于5时，计算精度比一阶格式要高。
（3）二阶迎风格式。
二阶迎风格式相对于一阶格式来说，使用更小的截断误差，适用于三角形、四面体网格或流动与网格不在同一直线上；二阶格式收敛可能比较慢。
（4）MUSL(monotone upstream-centered schemes for conservation laws).当地3阶离散格式。
主要用于非结构网格，在预测二次流，漩涡，力等时更精确。
（5）QUICK（Quadratic upwind interpolation）格式。
此格式用于四边形/六面体时具有三阶精度，用于杂交网格或三角形/四面体时只具有二阶精度。
ANSYS FLUENT培训教材之求解器设置
– 压力基求解器: /solve/init/fmg-initialization – 密度基求解器: 当选择密度基求解器后在 GUI里可见
FMG 在粗网格上用多重网格求解
– 通过 TUI 命令来设置
/solve/init/set-fmg-initialization
检查Case
– 渐次增加松弛因子或Courant数
• 过高的值容易引起发散 • 继续迭代是应保存case和date文件
– 控制多重网格求解器设置 （一般不推荐）
• 缺省设置一般足够稳定，不建议修改
从已有结果开始计算
已有的计算结果可以作为初 场使用
– 使用结果插值（如密网格 计算以粗网格结果为初值 开始）
– 初始化后，新的迭代从目 前数据开始
– Linear – 当其他格式导致收敛问题或非物理解时使用 – Second-Order – 用于压缩流，不适用多孔介质、风扇、压力突
变以及VOF/Mixture 多相流 – Body Force Weighted – 用于大体积力的情况，如高瑞利数自然
对流或高旋流
压力速度耦合
压力基求解器通过连续性方程和动量方程导出压力方程或压力修 正方程
插值方法（梯度）
为了得到扩散通量、速度导数，以及高阶离散格式，都需要求解 变量的梯度
单元中心的变量梯度由以下三种方法得到:
– Green-Gauss Cell-Based – 可能会引起伪扩散 – Green-Gauss Node-Based – 更精确，更少伪扩散，建议对三角
形/四面体网格采用 – Least-Squares Cell-Based – 建议对多面体网格采用，精度和属
ANSYS FLUENT培训 教材之求解器设置
3．设置求解器参数_ANSYS FLUENT 16.0超级学习手册_[共2页]
![3．设置求解器参数_ANSYS FLUENT 16.0超级学习手册_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/bdda90b227d3240c8547ef82.png)
8.4 室内通风问题的计算实例293图8-81 FLUENT网格信息图8-82 网格的图形显示（特征）3．设置求解器参数（1）选择项目树Setup→General选项，在出现的General面板中进行求解器的设置。
（2）单击General面板中的Units按钮，打开单位设置对话框，如图8-83所示。
将默认的温度单位改为摄氏度。
从Quantities列表中选择temperature，从Units列表中选择c，单击Close按钮关闭Set Units对话框。
图8-83 单位设置（3）全局设置。
打开General面板，在面板中选中Pressure-Based和Steady单选按钮，即选择基于压力的求解器进行稳态求解。
勾选Gravity复选框，设置重力加速度为−Y方向，大小为9.81m/s²，如图8-84所示。
之所以要考虑重力加速度，是因为流动的主要部分受自然对流驱动。
（4）激活能量方程。
选择项目树Setup→Models选项，打开Models面板。
双击Models列表中的Energy-Off 选项，打开Energy对话框，在Energy Equation前面打勾，激活能量方程，单击OK按钮确认。
（5）湍流模型选择。
预期流动是湍流的，因此需要合适的湍流模型。
①双击Models列表中的Viscous-Laminar选项，打开Viscous Model对话框。
②从Model列表中选择k-epsilon（2 eqn）选项。
③在k-epsilon Model列表中选择RNG选项。
④在Options列表中选中Full Buoyancy Effects复选框，如图8-85所示。
求解器设置_ANSYS Workbench 16.0超级学习手册_[共2页]
![求解器设置_ANSYS Workbench 16.0超级学习手册_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/842f10e531126edb6f1a10fb.png)
14.5 耦合实例4——Maxwell和FLUENT电磁热流耦合533 221.7W，此数据与之前Maxwell中计算得到的数据一致。
图14-233 热源数据图14-234 损耗值
14.5.17 求解器设置
Step1选择命令树中的Solution Initialization命令，在图14-235所示的操作面板中做如下操作：
①在Initialization Methods栏中选择Standard Initialization选项；
②在Compute from栏中选择inlet选项，其余默认即可，并单击“Initialize”按钮。
Step2选择命令树中的Run Calculation命令，在图14-236所示的操作面板中做如下操作：
在Number of Iteratioins栏中输入200，其余保存默认即可，单击Calculate按钮。
图14-235 初始化图14-236 步长设置Step3图14-237（a）所示为Fluent正在计算过程。
Step4求解完成后会出现图14-237（b）所示的对话框，单击“OK”确认。
Step5后处理操作。
选择命令树中的Results→Graphics，如图14-238所示，在Graphics and Animations面板中双击Contours选项。
Step6在弹出的图14-239所示Contours对话框中做如下操作：。
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Calculate a solution
Modify solution parameters or grid
Check for convergence
Yes
No
Check for accuracy
No
Yes Stop
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求解器选择
中有两种求解器 – 压力基和密 度基。
求解过程概览
求解参数 选择求解器 离散格式 初始条件 收敛 监测收敛过程 稳定性 设置松弛因子 设置 加速收敛 精度 网格无关性 自适应网格
Set the solution parameters
Initialize the solution
Enable the solution monitors of interest
启动 初始化 压力基求解器: 密度基求解器: 当选择密度基求解器后在 里可见
在粗网格上用多重网格求解 通过 命令来设置
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培训教材 第四节：求解器设置
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概要
使用求解器（求解过程概览） 设置求解器参数 收敛 定义 监测 稳定性 加速收敛 精度 网格无关性 网格自适应 非稳态流模拟（后续章节中介绍） 非稳态流问题设置 非稳态流模型选择 总结 附录
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初始化
要求所有的求解变量有初始 值
更真实的初值能提高收敛稳 定性，加速收敛过程.
有些情况需要一个好的初值
在特定区域对特定变量单独 赋值
自由射流（喷射区高速） 燃烧问题 （高温激活反应） 单元标注（自适应）
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初始化
() 能用来创建更好的初场。 初始化对包括大的压力梯度和速度梯度的复杂流动有用 在粗级别网格上求解一阶欧拉方程 可用于压力基或密度基求解器，但限于稳态问题
压力基求解器以动量和压力为 基本变量
通过连续性方程导出压力和速 度的耦合算法
压力基求解器有两种算法 分离求解器 – 压力修正和动量
方程顺序求解。 耦合求解器 () –压力和动量方
程同时求解
Pressure-Based Pressure-Based Density-Based
(segregated)
(coupled)
压力速度耦合
压力基求解器通过连续性方程和动量方程导出压力方程或压力修 正方程
中有四种耦合方式 () 默认算法，稳健性好 () 对简单问题，收敛更快，如层流 () 对非稳态流动或者高扭曲度网格有用 () 对非稳态问题 和 合用，类似 .
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(coupled)
Solve U-Momentum
Solve V-Momentum
Solve W-Momentum
Solve Mass Continuity; Update Velocity
Solve Mass & Momentum
Solve Mass, Momentum,
Energy, Species
下降（如果存在压力突变，建议改用 ! ） ! – 用于高度旋流，包括压力梯度突变（多孔介质，风扇模型等）
或者计算域存在大曲率的面 – 当其他格式导致收敛问题或非物理解时使用 – 用于压缩流，不适用多孔介质、风扇、压力突变以及 多相流 – 用于大体积力的情况，如高瑞利数自然对流或高旋流
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方程、能量方程和组分方程 通过状态方程得到压力 其他标量方程按照分离方式求解
可以显式或隐式方式求解
隐式 – 使用高斯赛德尔方法求解所 有变量
显式: 用多步龙格库塔显式时间积
()
分法。
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如何选择求解器
压力基求解器应用范围覆盖从低压不可压缩流到高速压缩流 需要的内存少 求解过程灵活 压力基耦合求解器 () 适用于大多数单相流，比分离求解器性能更好 不能用于多相流（欧拉）、周期质量流和 比分离求解器多用1.5–2倍内存 密度基耦合求解器 ()适用于密度、能量、动量、组分间强耦合的现象 例如: 伴有燃烧的高速可压缩流动，超高音速流动、激波干扰 隐式方法一般优于显式，因为其对时间步有严格的限制 显式方法一般用于流动时间尺度和声学时间尺度相当的情况（如高马
收敛慢 () – 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 () – 适用于四边形/六面体以及混合网格，对旋转流动有用，在均匀网
格上能达到三阶精度
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插值方法（梯度）
为了得到扩散通量、速度导数，以及高阶离散格式，都需要求解 变量的梯度
单元中心的变量梯度由以下三种方法得到: – 可能会引起伪扩散 – 更精确，更少伪扩散，建议对三角形/四面体网格采用 – 建议对多面体网格采用，精度和属性同 面上的梯度用多级泰勒级数展开求得
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压力的插值方法
使用分离算法时，计算面上压力的插值方法有: – 默认格式，对于近边界的沿面法向存在大压力梯度流动，精度
赫激波的传播）
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离散化（插值方法）
存储在单元中心的流场变量必须插值到控制体面上
对流项的插值方法有: – 易收敛，一阶精度。 –对低雷诺数流动 （ < 5 ）比一阶格式更精确 – 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，
Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s) Solve Other Transport Equations as required
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求解器选择
密度基耦合求解器 以矢量方式求解连续性方程、动量