FLUENT官方培训教材(完整版)

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2024版年度ANSYSFLUENT培训教材UDF

32
THANKS
感谢观看
2024/2/2
33
后处理功能增强
UDF可以用于后处理过程中，提取流场数据并进行自定义处理。
5
编程环境与语言基础
编程环境
UDF的编写通常在ANSYS FLUENT提供的集成开发环境中进行，该环境支持C语言编程。
语言基础
UDF的编写需要具备一定的C语言基础，包括变量定义、控制结构、函数调用等方面的知识。
2024/2/2
30
对比分析不同场景下性能表现
对比不同UDF之间的性能差异
通过对比不同UDF在同一场景下的性能表现，可以分析出各自的优势和不足，为后续的优化和改进提供方向。
分析不同场景对UDF性能的影响
通过改变场景参数，如网格数量、时间步长等，可以分析出这些参数变化对UDF性能的影响规律和趋势。
2024/2/2
多相流模拟
化学反应模拟
在多相流模拟中，UDF可以用于定义相间作用力、相变过程等复杂现象。
对于涉及化学反应的流动问题，UDF可以用于定义化学反应速率、物质输运等过程。
2024/2/2
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02
UDF编程入门与实践
2024/2/2
8
准备工作与设置
1
安装ANSYS Fluent软件，并确认软件版本与 UDF兼容性。
燃烧模拟
通过UDF定义燃烧反应中的化学动力学模型，模拟燃烧过程中的温度场、浓度场和流场分布，分析燃烧效率和污染物排放等。
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拓展应用：多相流、化学反应等
2024/2/2
多相流模拟通过UDF可以方便地定义多相流模型中的相间作用力、相变等物理现象，模拟多相流体的混合、分离和传输过程。
化学反应模拟 UDF可以定义化学反应中的反应速率、反应热等参数，模拟化学反应过程中的物质转化和能量传递现象。此外，还可以模拟催化剂对化学反应的影响等。

FLUENT中文全教程

FLUEN教程赵玉新I、目录第一章、开始第二章、操作界面第三章、文件的读写第四章、单位系统第五章、读入和操作网格第六章、边界条件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、辐射模型第十一章、化学输运与反应流第十二章、污染形成模型第十三章、相变模拟第十四章、多相流模型第十五章、动坐标系下的流动第十六章、解算器的使用第十七章、网格适应第十八章、数据显示与报告界面的产生第十九章、图形与可视化第二十章、Alphanumeric Reporting 第二十一章、流场函数定义第二十二章、并行处理第二十三章、自定义函数第二十四章、参考向导第二十五章、索引( Bibliograp)hy 第二十六章、命令索引II、如何使用该教程概述本教程主要介绍了FLUEN的使用，其中附带了相关的算例，从而能够使每一位使用者在学习的同时积累相关的经验。

本教程大致分以下四个部分：第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。

第二和第三部分包含物理模型，解以及网格适应的信息。

第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUEN所使用的流场函数与变量的定义。

下面是各章的简略概括第一部分：z 开始使用：本章描述了FLUEN的计算能力以及它与其它程序的接口。

介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。

在本章中，我们给出了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。

z 使用界面：本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。

同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。

（请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助）z 读写文件：本章描述了FLUENT以读写的文件以及硬拷贝文件。

z单位系统：本章描述了如何使用FLUENTS提供的标准与自定义单位系统。

z 读和操纵网格：本章描述了各种各样的计算网格来源，并解释了如何获取关于网格的诊断信息，以及通过尺度化（scale、分区（partition等方法对网格的修改。

ANSYS FLUENT官方培训教程10后处理1

的流动速度
A Pera Global Company © PERA China
其他图形对象
Text: 在viewer中加入自己的labels
– 可自动显示和改变time step/values, expressions, filenames及dates
Text Coord Legend Instance Clip Colour Frame Transform Plane Map
– X, Y, Z, Normals , mesh quality data
Solution variables
– 来自结果文件
User Defined variables
– 创建新的变量
Turbo variables
– 为透平机械算例自动创建的变量
A Pera Global Company © PERA China
Coord Frame Legend
– 为plot创建Legend
Instance Transform
– 对plot进行旋转或平移操作
A Pera Global Company © PERA China
其他图形对象
Clip Plane
– 定义面; 用于对所创建的这个面前/后的几何
Text Coord Legend Instance Clip Colour Frame Transform Plane Map
位置类型
体(Volumes)
– 以 Surface构建 • 以选择的所有面构建而成 • 用于网格检查 – 等值体(Isovolume) • 基于变量
A Pera Global Company © PERA China
位置类型
Isosurface of pressure behind a flap valve

《fluent讲义》课件

Fluent的模拟应用和优化技术
1
热传导模拟
模拟热传导过程，包括传热、热辐射和相变，以优化能量传递和系统效率。
2
多物理场模拟
将不同物理场耦合进行模拟，如流体-固体、流体-电磁和流体-热传导，以研究多场耦合效应。
3
物流耦合模拟
模拟流体和结构耦合，研究流体对结构的影响，以及结构变化对流体行为的反馈。
流体力学概念与模拟
1 流体力学基础
介绍流体力学的基本概念，包括质量守恒、动量守恒和能量守恒。
2 多相流模拟
探索多相流模型，如气固流、气液流和固液流，并学习如何模拟这些复杂的流体行为。
3 湍流模拟
了解湍流的产生机制和模型，并学习如何进行湍流模拟以预测和优化流体行为。
4 化学反应模拟
研究流体中的化学反应过程，包括燃烧、化学反应和质量转移，并模拟这些过程的影响。
Fluent的动网格技术和并行计算
动网格技术
介绍Fluent中的动网格技术，包括网格自适应和网格重构。动态调整网格以捕捉流动细节和提高模拟精度。
并行计算
探索Fluent中的并行计算技术，利用多核处理器和集群系统提高模拟速度和处理大规模模拟任务。
Fluent的后处理工具和工程应用案例
后处理工具
Fluent的操作和界面介绍包括模型创建、网格导入、参数设置等。
物理模型选择
深入了解Fluent所提供的多种物理模型选项，并选择适合你的应用的模型。
用户界面
探索Fluent友好的用户界面，包括工具栏、菜单栏、视图控制和后处理选项。
求解器设置
学习如何选择和设置合适的求解器以提高模拟效率和准确性。
使用Fluent的后处理工具进行数据可视化、图表分析和结果解释，以实现全面的模拟分析。

FLUENT中文全教程

FLUENT 教程赵玉新I、目录第一章、开始第二章、操作界面第三章、文件的读写第四章、单位系统第五章、读入和操作网格第六章、边界条件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、辐射模型第十一章、化学输运与反应流第十二章、污染形成模型第十三章、相变模拟第十四章、多相流模型第十五章、动坐标系下的流动第十六章、解算器的使用第十七章、网格适应第十八章、数据显示与报告界面的产生第十九章、图形与可视化第二十章、Alphanumeric Reporting第二十一章、流场函数定义第二十二章、并行处理第二十三章、自定义函数第二十四章、参考向导第二十五章、索引（Bibliography）第二十六章、命令索引II、如何使用该教程概述本教程主要介绍了FLUENT 的使用，其中附带了相关的算例，从而能够使每一位使用者在学习的同时积累相关的经验。

本教程大致分以下四个部分：第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。

第二和第三部分包含物理模型，解以及网格适应的信息。

第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUENT 所使用的流场函数与变量的定义。

下面是各章的简略概括第一部分：z开始使用：本章描述了FLUENT 的计算能力以及它与其它程序的接口。

介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。

在本章中，我们给出了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。

z使用界面：本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。

同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。

（请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助）z读写文件：本章描述了FLUENT 可以读写的文件以及硬拷贝文件。

z单位系统：本章描述了如何使用FLUENT 所提供的标准与自定义单位系统。

z读和操纵网格：本章描述了各种各样的计算网格来源，并解释了如何获取关于网格的诊断信息，以及通过尺度化（scale）、分区（partition）等方法对网格的修改。

FLUENT中文全程1-250

FLUENT教程赵玉新I、目录第一章、开始第二章、操作界面第三章、文件的读写第四章、单位系统第五章、读入和操作网格第六章、边界条件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、辐射模型第十一章、化学输运与反应流第十二章、污染形成模型第十三章、相变模拟第十四章、多相流模型第十五章、动坐标系下的流动第十六章、解算器的使用第十七章、网格适应第十八章、数据显示与报告界面的产生第十九章、图形与可视化第二十章、Alphanumeric Reporting第二十一章、流场函数定义第二十二章、并行处理第二十三章、自定义函数第二十四章、参考向导第二十五章、索引（Bibliography）第二十六章、命令索引II、如何使用该教程概述本教程主要介绍了FLUENT的使用，其中附带了相关的算例，从而能够使每一位使用者在学习的同时积累相关的经验。

本教程大致分以下四个部分：第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。

第二和第三部分包含物理模型，解以及网格适应的信息。

第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUENT所使用的流场函数与变量的定义。

下面是各章的简略概括第一部分：z开始使用：本章描述了FLUENT的计算能力以及它与其它程序的接口。

介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。

在本章中，我们给出了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。

z使用界面：本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。

同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。

（请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助）z读写文件：本章描述了FLUENT可以读写的文件以及硬拷贝文件。

z单位系统：本章描述了如何使用FLUENT所提供的标准与自定义单位系统。

FLUENT中文全教程

I、目录
FLUENT 教程赵玉新
第一章、开始第二章、操作界面第三章、文件的读写第四章、单位系统第五章、读入和操作网格第六章、边界条件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、辐射模型第十一章、化学输运与反应流第十二章、污染形成模型第十三章、相变模拟第十四章、多相流模型第十五章、动坐标系下的流动第十六章、解算器的使用第十七章、网格适应第十八章、数据显示与报告界面的产生第十九章、图形与可视化第二十章、Alphanumeric Reporting 第二十一章、流场函数定义第二十二章、并行处理第二十三章、自定义函数第二十四章、参考向导第二十五章、索引（Bibliography）第二十六章、命令索引
一章 z 检查 FLUENT 中流动变量的定义请参阅“流场函数定义”一章 z 关于 FLUENT 并行计算解请参阅“并行处理”一章 z 关于如何使用 FLUENT 的在线帮助请参阅“用户界面”一章 z 对于特定的问题和你所要使用的工具，请查阅相关内容的列表以及索引对于有经验的使用者，建议如下：
如果你是一个有经验的使用者，只需要查找一些特定的信息，那么有三种不同的方法供你使用该手册。目录列表和主题列表是按程序顺序排列的，从而使你能够按照特定程序的步骤查找相关资料。本手册为你提供了两个不同的索引：一、命令索引，该索引为你提供特定了面板和文本命令的使用方法。二、分类索引，该索引为你提供了特定类别的信息（在线帮助中没有此类索引，只能在印刷手册中找到它）。
图一：基本程序结构我们可以用 GAMBIT 产生所需的几何结构以及网格（如想了解得更多可以参考 GAMBIT 的帮助文件，具体的帮助文件在本光盘中有，也可以在互联网上找到），也可以在已知边界网格（由 GAMBIT 或者第三方 CAD/CAE 软件产生的）中用 Tgrid 产生三角网格，四面体网格或者混合网格，详情请见 Tgrid 用户手册。也可能用其他软件产生 FLUENT 所需要的网格，比如 ANSYS(Swanson Analysis Systems, Inc.) 、 I-DEAS (SDRC) ；或者 MSC/ARIES,MSC/PATRAN 以及 MSC/NASTRAN (都是 MacNeal-Schwendler 公司的软件)。与其他 CAD/CAE 软件的界面可能根据用户的需要酌情发展，但是大多数 CAD/CAE 软件都可以产生上述格式的网格。一旦网格被读入 FLUENT，剩下的任务就是使用解算器进行计算了。其中包括，边界条件的设定，流体物性的设定，解的执行，网格的优化，结果的查看与后处理。 PreBFC 和 GeoMesh 是 FLUENT 前处理器的名字，在使用 GAMBIT 之前将会用到它们。对于那些还在使用这两个软件的人来说，在本手册中，你可以参考 preBFC 和 GeoMesh 的详细介绍。本程序的能力 FLUENT 解算器有如下模拟能力： z 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） z 不可压或可压流动 z 定常状态或者过渡分析 z 无粘，层流和湍流 z 牛顿流或者非牛顿流 z 对流热传导，包括自然对流和强迫对流 z 耦合热传导和对流 z 辐射热传导模型 z 惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型 z 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 z 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 z 热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源 z 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 z 多孔流动 z 一维风扇/热交换模型 z 两相流，包括气穴现象 z 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 z Process and process equipment applications z 油/气能量的产生和环境应用 z 航天和涡轮机械的应用 z 汽车工业的应用 z 热交换应用 z 电子/HVAC/应用 z 材料处理应用 z 建筑设计和火灾研究

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）

fluent培训

第一章Fluent 软件的介绍fluent 软件的组成：软件功能介绍：GAMBIT 专用的CFD 前置处理器(几何/网格生成) Fluent4.5 基于结构化网格的通用CFD 求解器 Fluent6.0 基于非结构化网格的通用CFD 求解器 Fidap 基于有限元方法的通用CFD 求解器 Polyflow 针对粘弹性流动的专用CFD 求解器 Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD 软件 Icepak专用的热控分析CFD 软件软件安装步骤：step 1: 首先安装exceed软件，推荐是exceed6.2版本，再装exceed3d,按提示步骤完成即可，提问设定密码等，可忽略或随便填写。

step 2: 点击gambit文件夹的setup.exe，按步骤安装；step 3: FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下；step 4：安装完之后，把x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\gambit.exe命令符拖到桌面（x为安装的盘符）；step 5: 点击fluent源文件夹的setup.exe，按步骤安装；step 6: 从程序里找到fluent应用程序，发到桌面上。

注：安装可能出现的几个问题：1.出错信息“unable find/open license.dat"，第三步没执行；2.gambit在使用过程中出现非正常退出时可能会产生*.lok文件，下次使用不能打开该工作文件时，进入x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\，把*.lok文件删除即可；3.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径，推荐设置办法，在非系统分区建一个目录，如d:\usersa） win2k用户在控制面板－用户和密码－高级－高级，在使用fluent用户的配置文件修改本地路径为d:\users，重起到该用户运行命令提示符，检查用户路径是否修改；b） xp用户，把命令提示符发送到桌面快捷方式，右键单击命令提示符快捷方式在快捷方式－起始位置加入D:\users,重起检查。

要买的Fluent书籍

5.Fluent 流体分析及工程仿真朱红钧林元华谢龙汉编著腾龙科技
6.FLUENT入门与进阶教程于勇主编北京理工大学出版社
7.FLUENT流体工程仿真计算实例与应用北京理工大学出版社
8.FLUENT工程技术与实例分析中国水利水电出版社
9.Fluent高级应用与实例分析清华大学出版社
10.Fluent技术基础与应用实例张凯王瑞金王刚编著第2版清华大学出版社
《计算流体动力学分析—CFD软件原理与应用》王福军（经典，理论基础）《FLUENT入门与进阶教程》于勇（入门）《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》韩占忠（市面上最早出版的书，很好）《Fluent技术基础与应用实例》王瑞金（这本也不错）《Fluent高级应用与实例分析》江帆《精通fluent6.3流场分析》李进良理论+实例+多看，多问各个论坛资料=无敌；
1.FLUENT入门与进阶教程（北京理工大学出版社）这个是初级有各个方面的一些应用教程步骤还算是细高级的一点 2.FLUENT高级应用与实例分析（清华大学出版社）还有一本是3. 计算流体动力学分析：CFD软件原理与应用王福军编著这个是关于理论方面建议先看1。再看看2.明白一些理论（以后可以反复看），虽然很难懂，但对你以后有帮助，再看看3。建议完毕～·
1.Fluent 高级应用与实例分析江帆黄鹤编著
2.FLUENT6.3流场分析从入门到精通
3.精通FLUENT6.3流场分析李进良李承曦胡仁喜等编著
4.FLUENT流体计算应用教程温正石良辰任毅加编著
FLUENT流体计算应用教程(配光盘)作者：温正，石良臣，任毅如编著出版：清华大学出版日期：2008年12月 FLUENT是通过CFD软件，在流体建模中被广泛应用。本书详细介绍了利用FLUENT进行流体分析的具体方法和技巧，并通过大量实例系统地介绍了建模、计算以及后处理的详细过程，可使读者在短时间内把握学习的要领，掌握FLUENT6.3的流体计算应用技术。目前，本书已被列为Fluent公司在中国的唯一代理——北京海基科技公司CFD培训参考用书。本书结构清晰，基础知识与实用技能并用，可作为高等院校相关专业本科和硕士研究生的流体力学以及传热学的教材，也可供利用FLUENT软件进行流体流动数值模拟分析的新华书店网店新华文轩有卖的

FLUENT培训教材06传热模型

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壳导热模型
壳导热模型处理板内部的导热求解器创建额外的导热单元，但不能显示，也不能通过UDF获得固体属性必须是常数，不能和温度相关
Static Temperature (cell value)
Virtual conduction cells
能量方程
能量输运方程:
Unsteady
Conduction
Conduction
Species Diffusion
Viscous Dissipation
Enthalpy Source/Sink
– 单位质量的能量 E :
– 对可压缩性流体，或者密度基求解器，总是考虑压力做功和动能。对压力基求解器计算不可压流体，这些项被忽略，可以用下面的命令加入: – define/models/energy?
A Pera Global Company © PERA China
对固体板划分网格 vs. 薄壁方法
薄壁方法
– 人工模型模拟壁面热阻 – 壁面需要必要的数据输入（材料导热系数，厚度） – 只有对内部边界用耦合边界条件
Wall zone (no shadow)
Fluid zone
Wall thermal resistance is calculated using artificial wall thickness and material type. Through-thickness temperature distribution is assumed to be linear. Conduction is only calculated in the wall-normal direction unless Shell Conduction is enabled.

FLUENT_UDF官方培训教程

A Pera Global Company © PERA China
DEFINE 宏
DEFINE 宏的例子
DEFINE_ADJUST(name,domain); general purpose UDF called every iteration DEFINE_INIT(name,domain); UDF used to initialize field variables DEFINE_ON_DEMAND(name); an ‘execute-on-demand’ function DEFINE_RW_FILE(name,fp); customize reads/writes to case/data files DEFINE_PROFILE(name,thread,index); boundary profiles DEFINE_SOURCE(name,cell,thread,dS,index); equation source terms DEFINE_HEAT_FLUX(name,face,thread,c0,t0,cid,cir); heat flux DEFINE_PROPERTY(name,cell,thread); material properties DEFINE_DIFFUSIVITY(name,cell,thread,index); UDS and species diffusivities DEFINE_UDS_FLUX(name,face,thread,index); defines UDS flux terms DEFINE_UDS_UNSTEADY(name,cell,thread,index,apu,su); UDS transient terms DEFINE_SR_RATE(name,face,thread,r,mw,yi,rr); surface reaction rates DEFINE_VR_RATE(name,cell,thread,r,mw,yi,rr,rr_t); volumetric reaction rates DEFINE_SCAT_PHASE_FUNC(name,cell,face); scattering phase function for DOM DEFINE_DELTAT(name,domain); variable time step size for unsteady problems DEFINE_TURBULENT_VISCOSITY(name,cell,thread); calculates turbulent viscosity DEFINE_TURB_PREMIX_SOURCE(name,cell,thread,turbflamespeed,source); turbulent flame speed DEFINE_NOX_RATE(name,cell,thread,nox); NOx production and destruction rates