FLUENT基础知识总结

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Fluent学习总结

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Fluent学习总结报告

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前言

FLUENT是世界上流行的商用CFD软件包,包括基于压力的分离求解器、基于压力的耦合求解器、基于密度的隐式求解器、基于密度的显示求解器。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,可对高超音速流场、传热与相变、化学与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、变/动网络、噪声、材料加工复杂激励等流动问题进行精确的模拟,具有较高的可信度,。用户自定义函数也为改进和完善模型,处理个性化问题和给出更合理的边界条件提供了可能。

经过这一个学期对 Fluent的初步入门学习,我对其有了初步的了解,通过练习一些例子,掌握了用 Fluent 求解分析的大概步骤和对鼠标的操作,也大概清楚这些分析有什么用。由于软件和指导资料几乎全部都是英文书写,还没能完全地理解软件上各个选项的意义和选项之间的联系,目前仅仅是照着实例练操作,要想解决实际问题还远远不够,不过孰能生巧,我相信经过大量的练习,思考,感悟,我一定可以熟练掌握并运用 Fluent。

本学习报告将从Fluent的应用总结分析和几个算例的操作来叙述。

fluent 简单操作指南

1.读入文件

file--read--case找到.msh文件打开

2.网格检查

grid-check

网格检查会报告有关网格的任何错误,特别make sure最小体积不能使负值;

3.平滑和交换网格

grid-smooth/swap---点击smooth再点击swap,重复多次;

4.确定长度单位

grid-scale----

在units conversion中的grid was created in中选择相应的单位,

FLUENT知识点解析(良心出品必属精品)

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1. Double Precision 的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision (双精度)复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道),单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而某一个区域的压力特别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置),此时,双精度求解器可能更能体现压差带来的流动(如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟)。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

[1]李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京, 人民邮电出版社,2011:114-116

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh 下的Smooth/Swap 来实 现,可用来

提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量 提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成 软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理 可参考《FLUEN 性攻略》(已下载)。

3. Pressure-based 与 Density-based

求解器设置如图。下面说一说 Pressure-based 和Density-based 的区别:

fluent相关知识点集锦

fluent相关知识点集锦

VOF模型

所谓VOF 模型(详见第20.2节),是一种在固定的欧拉网格下的表面跟踪方法。

当需要得到一种或多种互不相融流体间的交界面时,可以采用这种模型。在VOF

模型中,不同的流体组分共用着一套动量方程,计算时在全流场的每个计算单元

内,都记录下各流体组分所占有的体积率。VOF 模型的应用例子包括分层流,自

由面流动,灌注,晃动,液体中大气泡的流动,水坝决堤时的水流,对喷射衰竭

(jet breakup)(表面张力)的预测,以及求得任意液-气分界面的稳态或瞬时

分界面。

20.1.1VOF 模型的概述及局限(Overview and Limitations of the VOF Model)

概述(Overview)

VOF 模型通过求解单独的动量方程和处理穿过区域的每一流体的volume fraction 来

模拟两种或三种不能混合的流体。典型的应用包括预测,

jet breakup、流体中大泡的运动(the motion of large bubbles in a liquid)、the motion of liquid after a dam break 和气液界面的稳态和瞬态处理(the steady or transient tracking of

any liquid-gas interface)。

局限(limitations)

下面的一些限制应用于FLUENT 中的VOF 模型:

★你必须使用segregated solver. VOF 模型不能用于coupled solvers.

★所有的控制容积必须充满单一流体相或者相的联合;VOF 模型不允许在那些空

FLUENT知识点

FLUENT知识点

一、根本设置

1.Double Precision的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision〔双精度〕复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含*些极端的尺度〔如非常长且窄的管道〕,单精度求解器可能不能足够准确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而*一个区域的压力特别大〔因为用户只能设定一个总体的参考压力位置〕,此时,双精度求解器可能更能表达压差带来的流动〔如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟〕。

c.对于*些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或准确度缺乏缺乏的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

2.网格光顺化

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh下的Smooth/Swap来实现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理可参考"FLUENT全攻略"〔已下载〕。

3.Pressure-based与Density-based

求解器设置如图。下面说一说Pressure-based和Density-based的区别:

Pressure-Based Solver是Fluent的优势,它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,其实也是Pressure-Based Solver的两种处理方法;

FLUENT知识点

FLUENT知识点

FLUENT知识点

FLUENT是一种计算流体力学(CFD)软件,用于模拟和分析流体流动

和热传递的现象。它由美国公司Ansys开发,已经成为工程和科学领域中

最常用的CFD模拟工具之一、下面是一些关于FLUENT软件的知识点。

1. FLUENT的基本原理:FLUENT使用Navier-Stokes方程组来描述流

动过程,它基于流体力学和热力学原理。它可以模拟各种流动情况,包括

稳态和非稳态流动、气流和液流、可压缩和不可压缩流体等。

2.网格生成:在FLUENT中,首先需要生成一个计算网格。网格的划

分对于计算结果的准确性和计算速度至关重要。FLUENT提供了多种网格

生成方法,包括结构网格和非结构网格,用户可以根据需要选择适当的网

格类型。

3.边界条件和初始条件:在进行流动模拟之前,需要定义合适的边界

条件和初始条件。边界条件包括流体速度、压力和温度等。初始条件是指

模拟开始时的流体状态。FLUENT提供了多种边界条件和初始条件的设置

选项。

4.物理模型:FLUENT支持多种物理模型,包括湍流模型、传热模型、化学反应模型等。这些物理模型可以根据流动问题的特点进行选择和调整,以获得准确的计算结果。

5. 数值方法:FLUENT使用有限体积法来离散化Navier-Stokes方程组。它将流场划分为小的控制体积,并在每个控制体积上进行数值解算。FLUENT提供了多种求解算法和网格收敛策略,以提高计算的准确性和稳

定性。

6.模拟结果的后处理:FLUENT可以输出各种流动参数和图形结果,

以便分析和解释模拟结果。用户可以获取流体速度、压力、温度分布等信息,并绘制流线图、剖面图、轮廓图等。

FLUENT基础知识总结

FLUENT基础知识总结

FLUENT基础知识总结

Fluent是一种专业的计算流体动力学软件,广泛应用于工程领域,用于模拟流体动力学问题。下面是关于Fluent软件的基础知识总结。

1. Fluent软件概述:

Fluent是一种基于有限体积法的流体动力学软件,可用于模拟和分析包括流体流动、传热、化学反应等在内的多种物理现象。它提供了强大的求解器和网格生成工具,可处理各种复杂的流体问题。

2.求解器类型:

Fluent软件提供了多种类型的求解器,用于求解不同类型的流体动力学问题。其中包括压力-速度耦合求解器、压力-速度分离求解器、多相流求解器等。用户可以根据具体的问题选择合适的求解器进行模拟计算。

3.网格生成:

网格生成是流体模拟中的重要一步,它将复杂的物理几何体离散化成小的几何单元,用于计算流体动力学的变量。Fluent提供了丰富的网格生成工具,包括结构化网格和非结构化网格。用户可以通过手动创建网格或使用自动网格生成工具来生成合适的网格。

4.区域设置:

在使用Fluent进行模拟计算之前,需要对模拟区域进行设置。区域设置包括定义物理边界条件、初始化流场参数、设定物理模型参数等。这些设置将直接影响到最终的模拟结果,因此需要仔细调整和验证。

5.模拟计算过程:

模拟计算的过程主要包括输入网格、设置求解器和边界条件、迭代求

解控制以及输出结果。在模拟过程中,用户可以根据需要对物理模型参数、网格精度等进行调整,以获得准确的计算结果。

6.模型与边界条件:

Fluent提供了多种物理模型和边界条件设置,包括连续介质模型、

湍流模型、辐射模型、化学反应模型等。用户可以根据具体问题选择合适

Fluent学习总结

Fluent学习总结

FLUENT学习总结

1 概述:

FLUENT是目前处于世界领先地位的商业CFD软件包之一,最初由FLUENT Inc.公司发行。2006年2月ANSYS Inc.公司收购FLUENT Inc.公司后成为全球最大的CAE软件公司。

FLUENT是一个用于模拟和分析复杂几何区域内的流体流动与传热现象的专用软件。FLUENT提供了灵活的网格特性,可以支持多种网格。用户可以自由选择使用结构化或者非结构化网格来划分复杂的几何区域,例如针对二维问题支持三角形网格或四边形网格;针对三维问题支持四面体、六面体、棱锥、楔形、多面体网格;同时也支持混合网格。用户可以利用FLUENT提供的网格自适应特性在求解过程中根据所获得的计算结果来优化网格。

FLUENT是使用C语言开发的,支持并行计算,支持UNIX和Windows等多种平台,采用用户/服务器的结构,能够在安装不同操作系统的工作站和服务器之间协同完成同一个任务。FLUENT通过菜单界面与用户进行交互,用户可以通过多窗口的方式随时观察计算的进程和计算结果。计算结果可以采用云图、等值线图、矢量图、剖面图、XY散点图、动画等多种方式显示、存贮和打印,也可以将计算结果保存为其他CFD软件、FEM软件或后处理软件所支持的格式。FLUENT还提供了用户编程接口,用户可以在FLUENT的基础上定制、控制相关的输入输出,并进行二次开发。

1.1 FLUENT软件包的组成

针对不同的计算对象,CFD软件都包含有3个主要功能部分:前处理、求解器、后处理。其中前处理是指完成计算对象的建模、网格生成的程序;求解器是指求解控制方程的程序;后处理是指对计算结果进行显示、输出的程序。FLUENT软件是基于CFD软件的思想设计的。FLUENT软件包主要由GAMBIT、Tgrid、Filters、FLUENT几部分组成。

FLUENT知识点(吐血推荐)

FLUENT知识点(吐血推荐)

一、基本设置

1.Double Precision的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision(双精度)复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道),单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而某一个区域的压力特别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置),此时,双精度求解器可能更能体现压差带来的流动(如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟)。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

2.网格光顺化

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh下的Smooth/Swap来实现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理可参考《FLUENT全攻略》(已下载)。

3.Pressure-based与Density-based

求解器设置如图。下面说一说Pressure-based和Density-based的区别:

Pressure-Based Solver是Fluent的优势,它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,其实也是Pressure-Based Solver的两种处理方法;

FLUENT知识点

FLUENT知识点

一、根本设置

1.Double Precision的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision〔双精度〕复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含*些极端的尺度〔如非常长且窄的管道〕,单精度求解器可能不能足够准确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而*一个区域的压力特别大〔因为用户只能设定一个总体的参考压力位置〕,此时,双精度求解器可能更能表达压差带来的流动〔如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟〕。

c.对于*些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或准确度缺乏缺乏的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

2.网格光顺化

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh下的Smooth/Swap来实现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理可参考"FLUENT全攻略"〔已下载〕。

3.Pressure-based与Density-based

求解器设置如图。下面说一说Pressure-based和Density-based的区别:

Pressure-Based Solver是Fluent的优势,它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,其实也是Pressure-Based Solver的两种处理方法;

fluent常识积累

fluent常识积累

pressure based和density based

转一个:1.1.2 Coupled和segregated求解有什么区别?

Coupled会同时求解所有的方程(质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程)而不是单个方程求解(方程互相分离)。当速度和压力高度耦合(高压和高速)时应该使用耦合求解,但这样会需要较长的计算时间。

在耦合求解中,能量方程中总是包含组分扩散(Species Diffusion Term)项。

当使用segregated求解时,fluent允许指定固体材料的各项异性传导性。

求解方法主要根据要求解的模型来选择。Segregated方法是基于压力,而coupled 求解是基于密度的。这样就使得segregated求解低速流动较好而coupled求解音速/超音速问题较好。我不推荐使用coupled求解所有低于马赫数4的流动(直到基于压力的coupled 求解方法出现在下一个fluent版本中)。我曾经用segregated方法求解直到1.5马赫的问题,并且结果很好。但是速度越高,需要的网格就越多(因为segregated趋向于“平滑”波动),所以必须多加注意划分网格。

Coupled方法使用默认设置时往往是比较稳定的。Segregated方法常常对容许极根很敏感。当使用segregated方法求解时,不要提高turbulent viscosity ration limit(除非你根据过去的经验或者你的物理模型有很好的理由超过这个极限,但我从没有听说这样是比较理想的)。不要给压力和温度极限限定的合理的范围(例如Plimits=Pstatic+/-(2*dynamic pressure))来计算适当的温度。

(完整word版)FLUENT知识点解读(良心出品必属精品)

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一、基本设置

1.Double Precision的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision(双精度)复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计

算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用

双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道),单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而某一个区域的压力特别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置),此时,双精度求解器可能更能体现压差带来的流动(如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟)。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

[1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:114-116

2.网格光顺化

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh下的Smooth/Swap来实现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量

提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理可参考《FLUENT全攻略》(已下载)。

3.Pressure-based与Density-based

求解器设置如图。下面说一说Pressure-based和Density-based 的区别:

FLUENT基础知识总结

FLUENT基础知识总结

FLUENT基础知识总结

仅仅就我接触过得谈谈对fluent的认识,并说说哪些用户适合用,哪些不适合fluent对我来说最麻烦的不在里面的设置,因为我本身解决的就是高速流动可压缩N-S方程,而且本人也是学力学的,诸如边界条件设置等概念还是非常清楚的同时我接触的流场模拟,都不会有很特别的介质,所以设置起来很简单。

对我来说,颇费周折的是gambit做图和生成网格,并不是我不会,而是gambit 对作图要求的条件很苛刻,也就是说,稍有不甚,就前功尽弃,当然对于计算流场很简单的用户,这不是问题。有时候好几天生成不了的图形,突然就搞定了,逐渐我也总结了一点经验,就是要注意一些小的拐角地方的图形,有时候做布尔运算在图形吻合的地方,容易产生一些小的面最终将导致无法在此生成网格,fluent里面的计算方法是有限体积法,而且我觉得它在计算过程中为了加快收敛速度,采取了交错网格,这样,计算精度就不会很高。同时由于非结构网格,肯定会导致计算精度的下降,所以我一贯来认为在fluent里面选取复杂的粘性模型和高精度的格式没有任何意义,除非你的网格做的非常好。

而且fluent5.5以前的版本(包括5。5),其物理模型,(比如粘性流体的几个模型)都是预先设定的,所以,对于那些做探索性或者检验新方法而进行的模拟,就不适合用。

同时gambit做网格,对于粘性流体,特别是计算湍流尺度,或者做热流计算来说其网格精度一般是不可能满足的,除非是很小的计算区域。所以,用fluent 做的比较复杂一点的流场(除了经典的几个基本流场)其计算所得热流,湍流,以及用雷诺应力模拟的粘性都不可能是准确的,这在物理上和计算方法已经给fluent判了死刑,有时候看到很多这样讨论的文章,觉得大家应该从物理和力学的本质上考虑问题。

FLUENT知识点解析

FLUENT知识点解析

FLUENT知识点解析

1.网格生成:网格是FLUENT模拟的基础,网格质量直接影响数值模

拟的准确性和收敛性。FLUENT支持多种网格生成方法,包括结构化网格

和非结构化网格。结构化网格适用于几何形状简单、布尔操作较少的问题,而非结构化网格适用于几何形状复杂、布尔操作较多的问题。

2. 边界条件:在模拟中,需要为流域的边界定义适当的边界条件。

常见的边界条件包括:壁面(No Slip)边界条件、入流/出流条件、对称

边界条件和压力边界条件等。通过合理设定边界条件,可以更加准确地模

拟流体流动过程。

3.流体模型:FLUENT提供了多种流体模型,包括不可压缩流动、可

压缩流动、多相流动和湍流模型等。选择合适的流体模型可以更好地描述

流体的物理特性,并提高模拟结果的准确性。

4.数值方法:FLUENT使用有限体积法对流体力学方程进行离散,同

时还要考虑边界条件和初始条件。对流项通常使用空间二阶精度的格式,

而扩散项则根据流动特性来选择适当的格式。通过调整数值格式和网格精度,可以提高模拟的精度和收敛性。

5. 离散格式:FLUENT中常用的离散格式包括:顺序隐式离散(SIMPLE算法)、压力修正方案(PISO算法)和压力-速度耦合(PISO-Coupled算法)。不同的离散格式适用于不同的物理模型和流动特性。

6.迭代收敛:在模拟过程中,通过迭代来逼近方程组的解,使得模拟

结果收敛于物理解。FLUENT提供了多种收敛判据,如压力、速度、残差

和修正量等,可以通过调整迭代参数来加速收敛。

7.后处理:模拟结果完成后,需要对结果进行后处理,以获取感兴趣

01-第一篇 FLUENT 基础知识

01-第一篇 FLUENT 基础知识

FLUENT6.1全攻略

第一篇 FLUENT基础知识

第一章 FLUENT软件介绍

FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件,它在美国的市场占有率达到60%。在我们进行的网上调查中发现,FLUENT在中国也是得到最广泛使用的CFD软件。因此,我们将在这本书中为大家全面介绍FLUENT的相关知识,希望能让您的CFD分析工作变得轻松起来。

用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。本章将概要地介绍FLUENT软件的以下几个方面:

(1)FLUENT软件的基本特点。

(2)FLUENT、GAMBIT、TECPLOT和EXCEED的安装和运行。

(3)FLUENT的用户界面。

(4)FLUENT如何读入和输出文件。

(5)FLUENT中使用的单位制。

(6)如何规划计算过程。

(5)FLUENT的基本算法。

1.1FLUENT软件概述

1.1.1网格划分技术

在使用商用CFD软件的工作中,大约有80%的时间是花费在网格划分上的,可以说网格划分能力的高低是决定工作效率的主要因素之一。FLUENT软件采用非结构网格与适应性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比,非结构网格划分便于处理复杂外形的网格划分,而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的流动,同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化,使得网格划分更加灵活、简便。

FLUENT划分网格的途径有两种:一种是用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT 进行网格划分,另一种则是由其他的CAD软件完成造型工作,再导入GAMBIT中生成网

fluent基础(入门篇).

fluent基础(入门篇).

1单精度与双精度的区别

大多数情况下,单精度解算器高效准确,但是对于某些问题使用双精度解算器更合适。下面举几个例子:

如果几何图形长度尺度相差太多(比如细长管道),描述节点坐标时单精度网格计算就不合适了;如果几何图形是由很多层小直径管道包围而成(比如:汽车的集管)平均压力不大,但是局部区域压力却可能相当大(因为你只能设定一个全局参考压力位置),此时采用双精度解算器来计算压差就很有必要了。对于包括很大热传导比率和(或)高比率网格的成对问题,如果使用单精度解算器便无法有效实现边界信息的传递,从而导致收敛性和(或)精度下降

2分离解与耦合解的区别

选择解的格式

FLUENT 提供三种不同的解格式:分离解;隐式耦合解;显式耦合解。三种解法都可以在很大流动范围内提供准确的结果,但是它们也各有优缺点。分离解和耦合解方法的区别在于,连续性方程、动量方程、能量方程以及组分方程的解的步骤不同,分离解是按顺序解,耦合解是同时解。两种解法都是最后解附加的标量方程(比如:湍流或辐射)。隐式解法和显式解法的区别在于线化耦合方程的方式不同。分离解以前用于 FLUENT 4 和 FLUENT/UNS,耦合显式解以前用于 RAMPANT。分离解以前是用于不可压流和一般可压流的。而耦合方法最初是用来解高速可压流的。现在,两种方法都适用于很大范围的流动(从不可压到高速可压),但是计算高速可压流时耦合格式比分离格式更合适。FLUENT 默认使用分离解算器,但是对于高速可压流(如上所述),强体积力导致的强烈耦合流动(比如浮力或者旋转力),或者在非常精细的网格上的流动,你需要考虑隐式解法。这一解法耦合了流动和能量方程,常常很快便可以收敛。耦合隐式解所需要内存大约是分离解的 1.5 到 2 倍,选择时可以通过这一性能来权衡利弊。在需要隐式耦合解的时候,如果计算机的内存不够就可以采用分离解或者耦合显式解。耦合显式解虽然也耦合了流动和能量方程,但是它还是比耦合隐式解需要的内存少,但是它的收敛性相应的也就差一些。

(完整word版)FLUENT知识点解读(良心出品必属精品)

(完整word版)FLUENT知识点解读(良心出品必属精品)

一、基本设置

1.Double Precision的选择

启动设置如图,这里着重说说Double Precision(双精度)复选框,对于大多数情况,单精度求解器已能很好的满足精度要求,且计

算量小,这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题,使用

双精度求解器可能更有利[1]。

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道),单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体,而某一个区域的压力特别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置),此时,双精度求解器可能更能体现压差带来的流动(如渐缩渐扩管的无粘与可压缩流动模拟)。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

[1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战:FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:114-116

2.网格光顺化

用光滑和交换的方式改善网格:通过Mesh下的Smooth/Swap来实现,可用来提高网格质量,一般用于三角形或四边形网格,不过质量

提高的效果一般般,影响较小,网格质量的提高主要还是在网格生成软件里面实现,所以这里不再用光滑和交换的方式改善网格,其原理可参考《FLUENT全攻略》(已下载)。

3.Pressure-based与Density-based

求解器设置如图。下面说一说Pressure-based和Density-based 的区别:

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FLUENT基础知识总结

仅仅就我接触过得谈谈对fluent的认识,并说说哪些用户适合用,哪些不适合fluent对我来说最麻烦的不在里面的设置,因为我本身解决的就是高速流动可压缩N-S方程,而且本人也是学力学的,诸如边界条件设置等概念还是非常清楚的同时我接触的流场模拟,都不会有很特别的介质,所以设置起来很简单。

对我来说,颇费周折的是gambit做图和生成网格,并不是我不会,而是gambit 对作图要求的条件很苛刻,也就是说,稍有不甚,就前功尽弃,当然对于计算流场很简单的用户,这不是问题。有时候好几天生成不了的图形,突然就搞定了,逐渐我也总结了一点经验,就是要注意一些小的拐角地方的图形,有时候做布尔运算在图形吻合的地方,容易产生一些小的面最终将导致无法在此生成网格,fluent里面的计算方法是有限体积法,而且我觉得它在计算过程中为了加快收敛速度,采取了交错网格,这样,计算精度就不会很高。同时由于非结构网格,肯定会导致计算精度的下降,所以我一贯来认为在fluent里面选取复杂的粘性模型和高精度的格式没有任何意义,除非你的网格做的非常好。

而且fluent5.5以前的版本(包括5。5),其物理模型,(比如粘性流体的几个模型)都是预先设定的,所以,对于那些做探索性或者检验新方法而进行的模拟,就不适合用。

同时gambit做网格,对于粘性流体,特别是计算湍流尺度,或者做热流计算来说其网格精度一般是不可能满足的,除非是很小的计算区域。所以,用fluent 做的比较复杂一点的流场(除了经典的几个基本流场)其计算所得热流,湍流,以及用雷诺应力模拟的粘性都不可能是准确的,这在物理上和计算方法已经给fluent判了死刑,有时候看到很多这样讨论的文章,觉得大家应该从物理和力学的本质上考虑问题。

但是,fluent往往能计算出量级差不多的结果,我曾经做了一个复杂的飞行器热流计算,高超音速流场,得到的壁面热流,居然在量级上是吻合的,但是,从计算热流需要的壁面网格精度来判断,gambit所做的网格比起壁面网格所满足的尺寸的要大了至少2个数量级,我到现在还不明白fluent是怎么搞的。

综上,我觉得,如果对付老板的一些工程项目,可以用fluent对付过去,但是如果真的做论文,或者需要发表文章,除非是做一些技术性工作,比如优化计算一般用fluent是不适合的。

我感觉fluent做力的计算是很不错的,做流场结构的计算,即使得出一些涡,也不是流场本身性质的反应,做低速流场计算,fluent的优势在于收敛速度快,但是低速流场计算,其大多数的着眼点在于对流场结构的探索,所以计算得到的结果就要好好斟酌一下了,高速流场的模拟中,一般着眼点在于气动力的结果,

压力分布以及激波的捕捉,这些fluent做的很不错。对于多相流,旋转机械我没有做过,就不好随便说了希望做过其他方面工作的大侠也总结一下。

对于运用fluent来求解问题,首先要对本身求解的物理模型有充分的了解,只有在这个基础上,才能够选择出正确的,计算模型以及相应的边界条件。

对于fluent计算的方法,确实是采用的有限体积法,不过对基于非结构网格的5.X,我个人觉得其采用的应该是同位网格而不是交错网格,因为非结构网格情况下,交错网格的方法处理起来比同位网格方法要复杂很多。一般见到的非结构网格下FVM(有限体积法)多半还是采用的同位网格而非交错网格,这个问题还可以进一步探讨。对于非结构网格而言,目前能够做到的离散精度也只能是二阶精度了,再高精度目前还没法做到,或者说还没有做到很实用。

对于gambit做网格,确实不是十分的理想,不过这个也不能怪罪gambit,因为非结构网格的生成方法,本身在理论上就有一些瑕疵(姑且这样说吧,不能说是错误,呵呵)所以对于一些十分复杂,而且特殊的流场,可能最终生成的网格会很不理想,这个时候多半需要采取一些其它的迂回的方法,例如将复杂区域分区,分成一些简单的区域,然后在简单区域里面生成网格,最后再组合,而不是将整个复杂区域教给gambit让其一次生成网格。有时在软件做不到的地方,就需要人想法补上了。

对于壁面网格的问题,gambit中提供了生成边界层网格的方法,恩,不知道是否这个功能也同样不能满足所需。gambit中边界层网格只是在壁面法向进行特别的处理。对于壁面切向方向则是和边界层外网格尺度相当的。

对于fluent的适用范围,我很同意stipulation的说法,本身fluent是一个比较成熟的商业软件,换句话说,其适用的数值方法,多半也是目前相对比较成熟的方法之一。因此用fluent来做工程项目确实是很适合的,因为它相对效率较高,而且实际上fluent中有一些对特殊问题的简化处理其目的也是直接针对工程运用的。因此如果是完全的基于fluent做流场分析,然后做论文,这样是不行的。需要强调的是,fluent仅仅是一种CFD的工具,一个相对好用的工具。

对于fluent做高速可压流动问题,我做的不多,不知道stipulation兄对fluent 评价怎样,我个人觉得,由于有限体积法本身对于求解有间断(激波)的流动问题就存在一定的误差的,有限体积法实际上应该更加的适合于不可压流动问题,因为这个方法本身的特点就保证了通量的守恒,对于不可压流动,那就是保证了整个流场的质量守恒。就我个人观点而言,对于算激波的问题似乎还是得要实用一些高精度格式,例如NND,TVD,时空守恒格式等。顺便问stipulation一个问题,在算钝头体(导弹)小攻角来流夸音速流动问题时,在计算中是否有激波的振荡现象?(这个好像说有人做出实验了,我们这边有人在计算,可是死活算不出来振荡,他用的是StarCD了)

对于两相流和旋转机械,我插上两句。两相或者多项流动中,fluent也提供了几种可用的方法,例如VOF方法、Cavitation方法、Algebraic slip方法,我对VOF和Cavitation的原理了解稍微多一些,VOF方法称为体积函数法,以两相流动为例,VOF中定义一个基相,两相之间相互是不发生互融等反应的,通过计算每一个时间步下,各个网格单元中的体积函数,从而确定该网格中另外一项的比例,然后通过界面重构或者一些其它的方法来确定此单元网格中两相交界面的位置,从这个意义上说,VOF是属于界面跟踪方法。Cavitation方法则不是这样,此方法不能用

来明确的区分两相的界面等,但是可以用来计算某一的区域内所含的气泡的一个体积密度。

对于旋转机械的流动问题,fluent中提供了几种方法,一种是就是很简单用坐标变换的概念化旋转为静止,然后添加一个惯性力。一种是所谓的多参考坐标系方法,还有就是混合面方法,最后是滑移网格方法。第一种方法自不用说,理论上是精确的,后面三钟方法中,fluent中以滑移网格方法计算的准确度最好,前面两种方法都有很强的工程背景并且是在此基础上简化而来的。但这些方法的运用都有一些前提条件。

fluent公司还有另外的一个工具,MixSim是针对搅拌混合问题的专用CFD 软件内置了专用前处理器,可迅速建立搅拌器和混合器的网格及计算模型。

: 有没有用它做旋转机械内部流动的?

同时其实是给商用CFD软件与科研用CFD之间的关系提出了很好的思考问题。其实就我所知道的搞CFD应用研究的人而言,他们很希望在现有的已经成熟的CFD技术基础上做一些改进,使之满足自己研究问题的需要。为此他们不希望整个程序从头到尾都是自己编,比如N-S方程的求解,其实都是比较固定的。因此很多人都希望商用软件有个很好的接口能让用户自己加入模块,但是这一点

其实真是很难做到,而且到底做到用户能交互的什么程度也很难把握。据握所知,有搞湍流模型研究的人用PHOENICS实现自己的模型,而边界处理以及数值方法等还是原方程的,据说star-CD也是商用软件中提供给用户自主性比较好的,fluent这方面到底如何就不得而知了,看stipulation所说的似乎也还是有限。因此,我觉得现在还是存在这样的问题:既不能依*商用CFD软件搞研究,但也希望不用反复重复一些繁杂的、没有创造性的工作。

我现在就是用fluent来计算旋转机械的内流场,那就说说旋转机械的流动问题吧。fluent中有几种处理旋转机械流动问题的模型,分别为旋转坐标系模型(Rotating Reference Frame),多参考坐标系模型(MRF),混和平面模型(Mixing Plane),滑移网格模型(Sliding Mesh)。其中,旋转坐标系模型仅适用于不考虑定

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