最新fluent学习笔记

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fluent技术基础与应用实例

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4.2.2 fluent数值模拟步骤简介

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主要步骤：

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1、根据实际问题选择2D或3Dfluent求解器从而进行数值模拟。

2、导入网格（File→Read→Case,然后选择有gambit导出的.msh文件）

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3、检查网格（Grid→Check）。如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格7

划分。

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4、选择计算模型。

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5、确定流体物理性质（Define→Material）。

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6、定义操作环境（Define→operating condition）

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7、制定边界条件（Define→Boundary Conditions）

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8、求解方法的设置及其控制。

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9、流场初始化（Solve→Initialize）

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10、迭代求解（Solve→Iterate）

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11、检查结果。

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12、保存结果，后处理等。

具体操作步骤：

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1、fluent2d或3d求解器的选择。

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2、网格的相关操作

（1）、读入网格文件

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（2）、检查网格文件

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文件读入后，一定要对网格进行检查。上述的操作可以得到网格信息，从中23

看出几何区域的大小。另外从minimum volume 可以知道最小网格的体积，若是24

它的值大于零，网格可以用于计算，否则就要重新划分网格。

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（3）、设置计算区域

在gambit中画出的图形是没有单位的，它是一个纯数量的模型。故在进行实

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际计算的时候，要根据实际将模型放大或缩小。方法是改变fluent总求解器的28

单位。

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（4）、显示网格。

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Display→Grid

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3、选择计算模型

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（1）、基本求解器的定义

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Define→Models→Solver

Fluent中提供了三种求解方法：

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·非耦合求解 segregated

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·耦合隐式求解 coupled implicit

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·耦合显示求解 coupled explicit

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非耦合求解方法主要用于不可压缩流体或者压缩性不强的流体。

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耦合求解方法用在高速可压缩流体

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fluent默认设置是非耦合求解方法，但对于高速可压缩流动，有强的体积力41

（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格要比较密集，建议采用耦合隐式求42

解方法。耦合能量和动量方程，可以较快的得到收敛值。耦合隐式求解的短板：43

运行所需要的内存比较大。若果必须要耦合求解而机器内存不够用，可以考虑44

采用耦合显示求解方法。盖求解方法也耦合了动量，能量和组分方程，但是内45

存却比隐式求解方法要小。

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需要指出的是，非耦合求解器的一些模型在耦合求解器里并不一定都有。耦47

合求解器里没有的模型包括：多相流模型、混合分数/PDF燃烧模型、预混燃烧48

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49

性流动模型和周期性换热模型。

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%%%有点重复，但是可以看看加深理解

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Fluent提供三种不同的求解方法；分离解、隐式耦合解、显示耦合解。

分理解和耦合解的主要区别在于：连续方程、动量方程、能量方程和组分方

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程解的步骤不同。

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分离解按照顺序解，耦合解是同时解。两种解法都是最后解附加的标量方程。

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隐式解和显示解的区别在于线性耦合方程的方式不同。

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Fluent默认使用分离求解器，但是对于高速可压流动，强体积力导致的强烈57

耦合流动（流体流动耦合流体换热耦合流体的混合，三者相互耦合的过程—文58

档整理者注）（浮力或者旋转力），或者在非常精细的网格上的流动，需要考虑59

隐式解。这一解法耦合了流动和能量方程，收敛很快。%%%

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（2）、其他求解器的选择

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在实际问题中，除了要计算流场，有时还要计算温度场或者浓度场等，因此62

还需要其他的模型。主要的模型有：

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Multiphase（多相流动） viscous（层流或湍流）energy（是否考虑传热）64

species（反应及其传热相关）

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（3）操作环境的设置

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Define→operation→condition

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该项设置所考虑的主要内容为外部环境对内部反应的影响

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4、定义流体的物理性质

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5、设置边界条件

Define→boundary condition

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（1）、设置流体区域（fluid）的边界条件

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在zong列表中选择fluid，即流体所在的区域，然后单击set，可以看到关73

于fluid区域连接条件设置的对话框，其中material name温恩框中显示的是74

fluid区域中的物质，从fluent数据库中复制出来物质的明智都会在这里显示75

出来，只要选择即可。

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（2）其他边界条件的设置

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例如壁面、进出口之类额边界条件。

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6、求解方法的设置及其控制。

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下面介绍连续性方程以动量方程的具体求解形式。

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（1）、求解参数的设置

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Solve→controls→solution

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打开求解器控制的对话框，其中equation项下面是当前问题的控制方程；

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pressure—velocity coupling对应的是压力速度耦合求解方式；

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discretization对应的是pressure和momentum（动量）的离散方式。另外under 85

—relaxation factors 选项可以设置控制方程求解时的松弛因子。

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（2）初始化

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Solve→initialize→initialize