数值模拟在Fluent软件上的应用
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成网格，如Pro/E、SolidWorks、Solidedge等。
❖ 求解器：流体计算的核心，所有计算在此完成。
❖ 后处理器：Fluent求解器本身就附带有比较强大的后处
理功能。Origin、Tecplot等也是比较专业的后处理器， 可以把一些数据可视化。
Fluent软件包的安装
❖ 安装Exceed：Exceed是在Windows环境下模拟的 UNIX软件，因为Gambit必须在UNIX环境下才可以 运行。
限体积法的软件，美国Fluent公司于1983年推出， 2006年被ANSYS收购。目前功能最全面、适用性最广、 国内使用最广泛的CFD软件之一，用C语言编写。
❖ STAR-CD，FIDAP等软件。
Fluent软件包
❖ 前处理器：主要负责网格的生成。
FLUENT划分网格的途径有两种： ➢ 用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT进行网格划分 ➢ 由其他的CAD软件完成造型工作，再导入GAMBIT中生
计算过程中，有选择性地观察残差，调整相关系数，使 得残差趋于平稳，并达到规定的残差值，保证收敛。收敛是 一个很重要的问题，一般达到收敛，才可以认为计算结束。
数值解法的思路与步骤
数 值 解 法 的 基 本 思 路 与 步 骤
通俗理解
1.建立反映工程问题或物理问题本质的数学模型，建立针 对控制方程的数值离散化方法。
2.前处理，建立坐标，构建几何体，网格划分，确定边界
条件的类型。 构体和网格划分技巧
3.程序计算，选取模型，输入初始条件，确定边界条件、
设定控制参数。 经验取值 ；与2有反复修正的过程
4.后处理，显示计算结果，以图表展示，判断分析结果的 准确性和质量。
常用的CFD软件
❖ PHOENICS：世界上第一套计算流体动力学与传热学的
商用软件。
❖ CFX：第一个通过ISO9001质量认证的商业CFD软件，
英国AEA Technology公司开发，2003年被ANSYS收 购。
❖ Fluent：继PHOENICS之后的第二个投放市场的基于有
开这个文件进行再编辑。
❖ . msh文件：Gambit输出的网格文件。 ❖ . cas文件：.msh文件经过Fluent处理以后得到的文件
。
❖ . dat文件：Fluent计算数据结果的数据文件。 ❖ . jou文件：日志文档，可以编辑运行。
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （1）运行Gambit，确定几何形状，构造几何体，输出 .dbs文件
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （10）调节解的控制参数（松弛因子、限值、一、二阶 、迭代误差等） 设定松弛因子： 计算流体力学中要求解非线性方程，求解过程中控 制变量的变化可以通过松弛因子来实现，来控制变量在 每次迭代中的变化，从而控制收敛的速度并改善收敛的 状况。等于1，相当于不用松弛因子；大于1，为超松弛 因子，加快收敛速度；小于1，为欠从弛因子，改善收敛 的条件。Fluent里面用的是欠松弛，在0～1之间，越小 表示两次迭代值之间变化越小，也就越稳定，但收敛也 就越慢。
❖ 一组非线性偏微分方程 ❖ 获得这些偏微分方程的精确解析解：很难
❖ 计算流体力学（CFD）看作是流动基本方程控制下对流
动的数值模拟。通过计算机数值计算和图形显示，对包含 有流体运动和热传导等相关物理现象的系统所作的分析。
❖ CFD的基本思想：把原来在时间、空间坐标中连续的物
理量的场（如速度场、温度场、浓度场等），用有限个 离散点上的值的集合来代替，按一定方式建立起关于这 些值的代数方程（称为离散方程）并求解之，以获得物 理量场的近似值。
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （11）保存设置，输出.cas文件 ❖ （12）初始化流场
需要初始化流场提供一个初始解。可以从一个或者多个 边界条件算出初始解，也可以分别输入流场的数值。初始化 流场有时候对于后面计算的影响很大，需要依靠经验选择最 佳的边界，设定合理的数值，进行初始化。 ❖ （13）开始计算 输入迭代步数，报告步长等。
❖ （2）生成计算网格，输出.msh文件 ❖ （3）运行Fluent软件，选择合适的解算器：2D（二维单
精度）、3D（三维单精度）、2DDP（二维双精度）、 3DDP（三维双精度）。 ❖ （4）输入网格，即读入.msh文件 ❖ （5）检查网格
网格检查是最容易出的问题是网格体积为负数。如 果出现负体积，计算就不可以进行。
数值模拟在Fluent软件 上的应用
连续性方程为：
三种基本方法的比较
连续性方程为：
数值模拟
任何流体运动规律的基础：
连续性方程： ui
t xi
Sm
动量方程： ( tu i) x j(u iu j) x j x u i ju iu j x p ig i
能量方程： ( c tp T ) x j(c p u jT ) x j x T jc p u jT S f S R
离散化方法
❖ 数值解法很好地利用了离散的概念。
❖ 常用的离散化方法：有限差分法、有限元法和有限体积
法。
❖ Fluent是基于有限体积法的，
是目前CFD应用最广的一种 方法，将计算区域划分为网 格，并使每个网格点周围有 一个互不重复的控制体积， 将待解的微分方程对每个控 制体积积分，从而得到一组 离散方程。
来自百度文库用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （6）选择解算器的格式 Fluent提供3种不同的解格式：分离解、隐式耦合解、
显式耦合解。分离解是按顺序解连续性方程、动量方程 、能量方程以及组分方程，耦合解是同时解。隐式和显 式解法的区别在于线性耦合方程的方式不同。 （7）选择需要解的基本方程
层流还是湍流（或者无粘流）、化学组分还是化学 反应、热传导模型等。 （8）指定材料物理性质 （9）指定边界条件
❖ 安装Gambit，拷贝Licence到Gambit.Inc/license 目录下。
❖ 安装Fluent，拷贝Licence到Fluent.Inc/license目 录下。
如需要卸载，以相反的顺序卸载即可。
Fluent软件包的文件形式
❖ .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格，可以打
❖ 求解器：流体计算的核心，所有计算在此完成。
❖ 后处理器：Fluent求解器本身就附带有比较强大的后处
理功能。Origin、Tecplot等也是比较专业的后处理器， 可以把一些数据可视化。
Fluent软件包的安装
❖ 安装Exceed：Exceed是在Windows环境下模拟的 UNIX软件，因为Gambit必须在UNIX环境下才可以 运行。
限体积法的软件，美国Fluent公司于1983年推出， 2006年被ANSYS收购。目前功能最全面、适用性最广、 国内使用最广泛的CFD软件之一，用C语言编写。
❖ STAR-CD，FIDAP等软件。
Fluent软件包
❖ 前处理器：主要负责网格的生成。
FLUENT划分网格的途径有两种： ➢ 用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT进行网格划分 ➢ 由其他的CAD软件完成造型工作，再导入GAMBIT中生
计算过程中，有选择性地观察残差，调整相关系数，使 得残差趋于平稳，并达到规定的残差值，保证收敛。收敛是 一个很重要的问题，一般达到收敛，才可以认为计算结束。
数值解法的思路与步骤
数 值 解 法 的 基 本 思 路 与 步 骤
通俗理解
1.建立反映工程问题或物理问题本质的数学模型，建立针 对控制方程的数值离散化方法。
2.前处理，建立坐标，构建几何体，网格划分，确定边界
条件的类型。 构体和网格划分技巧
3.程序计算，选取模型，输入初始条件，确定边界条件、
设定控制参数。 经验取值 ；与2有反复修正的过程
4.后处理，显示计算结果，以图表展示，判断分析结果的 准确性和质量。
常用的CFD软件
❖ PHOENICS：世界上第一套计算流体动力学与传热学的
商用软件。
❖ CFX：第一个通过ISO9001质量认证的商业CFD软件，
英国AEA Technology公司开发，2003年被ANSYS收 购。
❖ Fluent：继PHOENICS之后的第二个投放市场的基于有
开这个文件进行再编辑。
❖ . msh文件：Gambit输出的网格文件。 ❖ . cas文件：.msh文件经过Fluent处理以后得到的文件
。
❖ . dat文件：Fluent计算数据结果的数据文件。 ❖ . jou文件：日志文档，可以编辑运行。
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （1）运行Gambit，确定几何形状，构造几何体，输出 .dbs文件
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （10）调节解的控制参数（松弛因子、限值、一、二阶 、迭代误差等） 设定松弛因子： 计算流体力学中要求解非线性方程，求解过程中控 制变量的变化可以通过松弛因子来实现，来控制变量在 每次迭代中的变化，从而控制收敛的速度并改善收敛的 状况。等于1，相当于不用松弛因子；大于1，为超松弛 因子，加快收敛速度；小于1，为欠从弛因子，改善收敛 的条件。Fluent里面用的是欠松弛，在0～1之间，越小 表示两次迭代值之间变化越小，也就越稳定，但收敛也 就越慢。
❖ 一组非线性偏微分方程 ❖ 获得这些偏微分方程的精确解析解：很难
❖ 计算流体力学（CFD）看作是流动基本方程控制下对流
动的数值模拟。通过计算机数值计算和图形显示，对包含 有流体运动和热传导等相关物理现象的系统所作的分析。
❖ CFD的基本思想：把原来在时间、空间坐标中连续的物
理量的场（如速度场、温度场、浓度场等），用有限个 离散点上的值的集合来代替，按一定方式建立起关于这 些值的代数方程（称为离散方程）并求解之，以获得物 理量场的近似值。
利用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （11）保存设置，输出.cas文件 ❖ （12）初始化流场
需要初始化流场提供一个初始解。可以从一个或者多个 边界条件算出初始解，也可以分别输入流场的数值。初始化 流场有时候对于后面计算的影响很大，需要依靠经验选择最 佳的边界，设定合理的数值，进行初始化。 ❖ （13）开始计算 输入迭代步数，报告步长等。
❖ （2）生成计算网格，输出.msh文件 ❖ （3）运行Fluent软件，选择合适的解算器：2D（二维单
精度）、3D（三维单精度）、2DDP（二维双精度）、 3DDP（三维双精度）。 ❖ （4）输入网格，即读入.msh文件 ❖ （5）检查网格
网格检查是最容易出的问题是网格体积为负数。如 果出现负体积，计算就不可以进行。
数值模拟在Fluent软件 上的应用
连续性方程为：
三种基本方法的比较
连续性方程为：
数值模拟
任何流体运动规律的基础：
连续性方程： ui
t xi
Sm
动量方程： ( tu i) x j(u iu j) x j x u i ju iu j x p ig i
能量方程： ( c tp T ) x j(c p u jT ) x j x T jc p u jT S f S R
离散化方法
❖ 数值解法很好地利用了离散的概念。
❖ 常用的离散化方法：有限差分法、有限元法和有限体积
法。
❖ Fluent是基于有限体积法的，
是目前CFD应用最广的一种 方法，将计算区域划分为网 格，并使每个网格点周围有 一个互不重复的控制体积， 将待解的微分方程对每个控 制体积积分，从而得到一组 离散方程。
来自百度文库用Fluent软件进行求解的步骤：
❖ （6）选择解算器的格式 Fluent提供3种不同的解格式：分离解、隐式耦合解、
显式耦合解。分离解是按顺序解连续性方程、动量方程 、能量方程以及组分方程，耦合解是同时解。隐式和显 式解法的区别在于线性耦合方程的方式不同。 （7）选择需要解的基本方程
层流还是湍流（或者无粘流）、化学组分还是化学 反应、热传导模型等。 （8）指定材料物理性质 （9）指定边界条件
❖ 安装Gambit，拷贝Licence到Gambit.Inc/license 目录下。
❖ 安装Fluent，拷贝Licence到Fluent.Inc/license目 录下。
如需要卸载，以相反的顺序卸载即可。
Fluent软件包的文件形式
❖ .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格，可以打