Fluent入门基础培训(ppt42张)
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Fluent基础
主要内容
发展历史 基本功能 软件结构及常用文件类型 安装方法（基于6.3版本） 基本概念
求解器的选择 离散格式 初始化 边界条件的设定 可用的参考资料
发展历史
1975年 谢菲尔德大学（UK）开发了Tempest 1983年 美国的流体技术服务公司creature推出fluent 1988年 Fluent Inc.成立 1995年 收购最大对手FDI公司（ FIDAP ） 1997年 收购Polyflow公司（粘弹性和聚合物流动模拟） 2006年 被ANSYS收购 在被ANSYS收购后为6.3版本 2009年6月发布12.0版本 2010年底发布13.0版本 2011年底发布14.0版本
牛顿流体和非牛顿流体：根据流体是否满足牛顿内摩擦定律， 可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。符合牛顿内摩擦定律， 也就是切应力与速度梯度成正比的流体为牛顿流体。 水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低 速流动的气体等均为牛顿流体； 非牛顿流体：油漆、稀润滑脂、高分子溶液、乳化液、淀粉糊、 石灰浆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等。
1. 安装之前，时间调整到2005年； 2. 先装exceed（安装文件在X:\Exceed.v9.0\Exceed\SET UP），再装
gambit，最后装fluent； 3. 按照提示，复制相应的许可证license到fluent和gambit的目录里； 4. 设置初始环境； 5. 设置完初始环境之后，把时间调整过来，重启电脑！
边
界
网
体边
格
网界
格和
（ 或
）
TGrid
网格 2D三角网格
3D四面体网格
2D和3D混合网格
基本程序结构示意图
软件结构及常用文件类型（3）
FLUENT软件文件类型： .jou文件：日志文档，可以编辑运行。 .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格， 可以打开进行再
编辑, 可以打开进行再编辑。 .msh文件：Gambit输出的网格文件。 .cas文件：.msh文件经过Fluent处理后得到的文件。 .dat文件： FLUENT计算数据结果的数据文件。
基本概念（2）
层流和湍流：层流是流体运动规则，各部分分层流动互不掺混， 质点的轨线是光滑的，而且流动稳定。湍流的特征则完全相反， 流体运动极不规则，各部分激烈掺混，质点的轨线杂乱无章， 而且流场极不稳定。这两种截然不同的运动形态在一定条件下 可以相互转化。
可用雷诺数进行判定。雷诺数是流体惯性力与黏性力比值的量 度，它是一个无量纲量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ装方法
Fluent最初只支持UNIX操作系统，面向高端用户。随着Windows 的普及，Fluent也开始支持Windows系统。但其前处理软件 Gambit仍然需要在UNIX系统下运行。所以在安装Gambit前，要安 装一个模拟UNIX系统的软件Exceed。
基于Fluent6.3的软件安装及破解方法：
忽略; Ma≈1时候（跨音速），可压缩性影响就显得十分重要了； Ma >1，超音速流动。
基本概念（5）
热传导及扩散：当流体中存在温度差时，温度高的地方将向温 度低的地方传送热量，这种现象称为热传导。同样地，当流体 混合物中存在组元的浓度差时，浓度高的地方将向浓度低的地 方输送该组元的物质，这种现象称为扩散。 理想流体忽略了粘性，即忽略了分子运动的动量输运性质，因 此在理想流体中也不应考虑质量和能量输运性质——扩散和热 传导，因为它们具有相同的微观机制。
基本功能（1）
可压缩与不可压缩流动问题； 稳态和瞬态流动问题； 无粘流、层流及湍流问题； 牛顿流体及非牛顿流体； 对流换热问题（包括自然对流和混合对流）； 导热与对流换热耦合问题； 辐射换热； 惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟；
基本功能（2）
多运动坐标系下的流动问题； 化学组分混合与反应； 可以处理热量、质量、动量和化学组分的源项； 用Lagrangian 轨道模型模拟稀疏相（颗粒，水滴，气泡等）； 多孔介质流动； 一维风扇、热交换器性能计算； 两相流问题； 复杂表面形状下的自由面流动。
雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速 的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若 雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较 不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则 的紊流流场。
基本概念（3）
定常流动和非定常流动：以时间为标准，根据流体流动的物理 量（如速度、压力、温度等）是否随时间变化，将流动分为定 常与非定常两大类。当流动的物理量不随时间变化，为定常流 动；反之称为非定常流动。 许多流体机械在起动或关机时的流体流动一般是非定常流动， 而正常运转时可看作是定常流动。
计算。可以接口的程序包括：ANSYS, I-DEAS, NASTRAN, PATRAN等。
软件结构及常用文件类型（2）
GAMBIT 设置几何形状
生成2D或3D网格
几何形状或 网格
其它软件包， 如CAD，CAE等
prePDF
2D或3D网格
PDF查表
FLUENT
PDF程序
网格输入及调整 物理模型 边界条件 流体物性确定 计算 结果后处理
软件结构及常用文件类型（1）
FLUENT包应该包括以下几个部分： 1. FLUENT解法器 2. prePDF，用于模拟PDF燃烧过程 3. GAMBIT，网格生成 4. TGrid，额外的处理器，用于从现有的边界网格生成体网格。 5. Filters(Translators)，转换其它程序生成的网格，用于FLUENT
基本概念（1）
理想与实际流体：根据是否考虑流体的粘性，可将流体分为理 想流体和实际流体。
可压缩流体与不可压缩流体：根据流体压缩性的大小，可将流 体分为可压缩流体与不可压缩流体。密度随压强变化大且不可 视为常数的为可压缩流体，反之，称为不可压缩流体。 正常情况下，液体和低速气体（<50m/s）可视为不可压缩流体。
基本概念（4）
亚音速流动与超音速流动：当气流速度很大，或者流场压力变 化很大时，流体就受到了压缩性的影响。
马赫数是流体速度与当地音速之比值，而音速在不同高度、温 度等状态下又有不同数值，因此无法将 Ma的数值换算为固定的 km/hr 或 mph 等单位。
Ma<1时，为亚音速流动； Ma<<1时，流体的可压缩性及压力脉动对密度变化影响都可以
主要内容
发展历史 基本功能 软件结构及常用文件类型 安装方法（基于6.3版本） 基本概念
求解器的选择 离散格式 初始化 边界条件的设定 可用的参考资料
发展历史
1975年 谢菲尔德大学（UK）开发了Tempest 1983年 美国的流体技术服务公司creature推出fluent 1988年 Fluent Inc.成立 1995年 收购最大对手FDI公司（ FIDAP ） 1997年 收购Polyflow公司（粘弹性和聚合物流动模拟） 2006年 被ANSYS收购 在被ANSYS收购后为6.3版本 2009年6月发布12.0版本 2010年底发布13.0版本 2011年底发布14.0版本
牛顿流体和非牛顿流体：根据流体是否满足牛顿内摩擦定律， 可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。符合牛顿内摩擦定律， 也就是切应力与速度梯度成正比的流体为牛顿流体。 水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低 速流动的气体等均为牛顿流体； 非牛顿流体：油漆、稀润滑脂、高分子溶液、乳化液、淀粉糊、 石灰浆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等。
1. 安装之前，时间调整到2005年； 2. 先装exceed（安装文件在X:\Exceed.v9.0\Exceed\SET UP），再装
gambit，最后装fluent； 3. 按照提示，复制相应的许可证license到fluent和gambit的目录里； 4. 设置初始环境； 5. 设置完初始环境之后，把时间调整过来，重启电脑！
边
界
网
体边
格
网界
格和
（ 或
）
TGrid
网格 2D三角网格
3D四面体网格
2D和3D混合网格
基本程序结构示意图
软件结构及常用文件类型（3）
FLUENT软件文件类型： .jou文件：日志文档，可以编辑运行。 .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格， 可以打开进行再
编辑, 可以打开进行再编辑。 .msh文件：Gambit输出的网格文件。 .cas文件：.msh文件经过Fluent处理后得到的文件。 .dat文件： FLUENT计算数据结果的数据文件。
基本概念（2）
层流和湍流：层流是流体运动规则，各部分分层流动互不掺混， 质点的轨线是光滑的，而且流动稳定。湍流的特征则完全相反， 流体运动极不规则，各部分激烈掺混，质点的轨线杂乱无章， 而且流场极不稳定。这两种截然不同的运动形态在一定条件下 可以相互转化。
可用雷诺数进行判定。雷诺数是流体惯性力与黏性力比值的量 度，它是一个无量纲量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ装方法
Fluent最初只支持UNIX操作系统，面向高端用户。随着Windows 的普及，Fluent也开始支持Windows系统。但其前处理软件 Gambit仍然需要在UNIX系统下运行。所以在安装Gambit前，要安 装一个模拟UNIX系统的软件Exceed。
基于Fluent6.3的软件安装及破解方法：
忽略; Ma≈1时候（跨音速），可压缩性影响就显得十分重要了； Ma >1，超音速流动。
基本概念（5）
热传导及扩散：当流体中存在温度差时，温度高的地方将向温 度低的地方传送热量，这种现象称为热传导。同样地，当流体 混合物中存在组元的浓度差时，浓度高的地方将向浓度低的地 方输送该组元的物质，这种现象称为扩散。 理想流体忽略了粘性，即忽略了分子运动的动量输运性质，因 此在理想流体中也不应考虑质量和能量输运性质——扩散和热 传导，因为它们具有相同的微观机制。
基本功能（1）
可压缩与不可压缩流动问题； 稳态和瞬态流动问题； 无粘流、层流及湍流问题； 牛顿流体及非牛顿流体； 对流换热问题（包括自然对流和混合对流）； 导热与对流换热耦合问题； 辐射换热； 惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟；
基本功能（2）
多运动坐标系下的流动问题； 化学组分混合与反应； 可以处理热量、质量、动量和化学组分的源项； 用Lagrangian 轨道模型模拟稀疏相（颗粒，水滴，气泡等）； 多孔介质流动； 一维风扇、热交换器性能计算； 两相流问题； 复杂表面形状下的自由面流动。
雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速 的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若 雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较 不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则 的紊流流场。
基本概念（3）
定常流动和非定常流动：以时间为标准，根据流体流动的物理 量（如速度、压力、温度等）是否随时间变化，将流动分为定 常与非定常两大类。当流动的物理量不随时间变化，为定常流 动；反之称为非定常流动。 许多流体机械在起动或关机时的流体流动一般是非定常流动， 而正常运转时可看作是定常流动。
计算。可以接口的程序包括：ANSYS, I-DEAS, NASTRAN, PATRAN等。
软件结构及常用文件类型（2）
GAMBIT 设置几何形状
生成2D或3D网格
几何形状或 网格
其它软件包， 如CAD，CAE等
prePDF
2D或3D网格
PDF查表
FLUENT
PDF程序
网格输入及调整 物理模型 边界条件 流体物性确定 计算 结果后处理
软件结构及常用文件类型（1）
FLUENT包应该包括以下几个部分： 1. FLUENT解法器 2. prePDF，用于模拟PDF燃烧过程 3. GAMBIT，网格生成 4. TGrid，额外的处理器，用于从现有的边界网格生成体网格。 5. Filters(Translators)，转换其它程序生成的网格，用于FLUENT
基本概念（1）
理想与实际流体：根据是否考虑流体的粘性，可将流体分为理 想流体和实际流体。
可压缩流体与不可压缩流体：根据流体压缩性的大小，可将流 体分为可压缩流体与不可压缩流体。密度随压强变化大且不可 视为常数的为可压缩流体，反之，称为不可压缩流体。 正常情况下，液体和低速气体（<50m/s）可视为不可压缩流体。
基本概念（4）
亚音速流动与超音速流动：当气流速度很大，或者流场压力变 化很大时，流体就受到了压缩性的影响。
马赫数是流体速度与当地音速之比值，而音速在不同高度、温 度等状态下又有不同数值，因此无法将 Ma的数值换算为固定的 km/hr 或 mph 等单位。
Ma<1时，为亚音速流动； Ma<<1时，流体的可压缩性及压力脉动对密度变化影响都可以