FLUENT基础知识总结
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 ofany 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的区域中没有任何类型的流体存在。
★只有一相是可压缩的。
2★Streamwise periodic flow (either specified mass flow rate or specified pressure drop) cannot be modeled when the VOF model is used.★Species mixing and reacting flow cannot be modeled when the VOF model is used.★大涡模拟紊流模型不能用于VOF 模型。
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。
7.多物理场耦合:FLUENT可以进行多物理场的耦合模拟,例如流体-固体的传热问题、流体-结构的耦合问题等。
这些问题可以使用FLUENT软件中的多物理模块来进行建模和求解。
8.并行计算:FLUENT可以利用多核计算机或计算集群进行并行计算,以加快计算速度。
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的模型和边界条件,并根据需要进行参数调整。
7.结果分析:模拟计算结束后,用户可以对计算结果进行分析和后处理。
Fluent提供了丰富的后处理工具,可以对流动场、温度场、压力场等进行可视化展示、数据提取和统计分析。
这有助于用户深入理解流体动力学问题并作出合理的决策。
8.并发计算:Fluent支持并发计算,即使用多台计算机进行模拟计算,以提高计算速度和效率。
FLUENT入门
FLUENT入门Fluent必知的一些基本概念!1、连续性方程不收敛是怎么回事?在计算过程中其它指数都收敛了,就continuity不收敛是怎么回事?答:这和Fluent程序的求解方法SIMPLE有关。
SIMPLE根据连续方程推导出压力修正方法求解压力。
由于连续方程中流场耦合项被过渡简化,使得压力修正方程不能准确反映流场的变化,从而导致该方程收敛缓慢。
你可以试验SIMPLEC方法,应该会收敛快些。
2、湍流与黏性有什么关系?答:湍流和粘性都是客观存在的流动性质。
湍流的形成需要一定的条件,粘性是一切流动都具有的。
流体流动方程本身就是具非线性的。
NS方程中的粘性项就是非线性项,当然无粘的欧拉方程也是非线性的。
粘性是分子无规则运动引起的,湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。
粘性是耗散的根源,实际流体总是有耗散的。
而粘性是制约湍流的。
湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鲍辛内斯克1987年提出的。
3、FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A 和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西?答:一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。
对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,因为计算容易收敛。
但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),初始条件要仔细选择。
如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。
4、要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对于一个具体的问题,初始条件和边界条件的设定并不是唯一的,为了使解收敛,需要不断调整初始条件和边界条件直到解收敛为止,是吗?如果解收敛了,是不是就可以基本确定模拟的结果是正确的呢?答:对于一个具体的问题,边界条件的设定当然是唯一的,只不过初始化时可以选择不同的初始条件(指定常流),为了使解的收敛比较好,我一般是逐渐的调节边界条件到额定值("额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件,例如计算一个管内流动,要求入口压力和温度为10MPa和3000K,那么我开始叠代时选择入口压力和温度为1MPa和500K(假设,这看你自己问题了),等流场计算的初具规模、收敛的较好了,再逐渐调高压力和温度,经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K,这样比一开始就设为10MPa和3000K收敛的要好些)这样每次叠代可以比较容易收敛,每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解,然后继续叠代。
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。
(1)前处理器。
包括GAMBIT、Tgrid和Fliters。
其中GAMBIT是由FLUENT Inc.公司自主开发的专用CFD前置处理器,用于模拟对象的几何建模以及网格生成。
FLUENT的学习总结
FLUENT软件的学习总结通过这段时间对FLUENT软件的学习,我发现这个软件有庞大的参数设置和边界条件设置,同时要应用好这个软件也需要扎实的流体力学、传热学、导热学等基础知识。
在逐步的学习和摸索的过程中我总结有以下几个核心问题需要面对和研究。
第一.GAMBIT软件中的边界设置错误问题当在gambit中进行边界条件的设置时,路面上方十米处设置辐射源时,只要选择RADIATOR在网格输出时就会出现错误的提示,如选择WALL来作为边界,或者选择其它项时则不会出现这种情况。
请教一些人后,有人认为是网格划分的问题,认为对于网格的划分,要求控制网格的密度,可以遵循从线到面的原则,不能将所有边的网格点都定死,必须有一些边不定义网格,如四边形区域,一般只定义相邻两个边的网格,但是我在重新划分后还是不能解决。
后来在gambit2.3.16版本下运行也出现同样的问题。
所以现在对辐射面还是暂时设定为WALL,这直接影响到在msh文件导入fluent 后的边界条件设置。
同时在导入FLUENT也会出现如下的错误提示。
第二.Fluent中辐射模型的选用FLUENT 中可以用5 种模型计算辐射换热问题。
这5 种模型分别是离散换热辐射模型(DTRM)、P-1 辐射模型、Rosseland 辐射模型、表面辐射(S2S)模型和离散坐标(DO)辐射模型。
这五种模型究竟哪一种最适合路面对空气辐射的情况,由于没找到相关的算例,只能预估选择模型,根据看一些辐射算例和相关论坛,总结出要从以下几个方面去考虑:(1)光学厚度:可以用光学厚度(optical thickness)作为选择辐射模型的一个指标,看到一些论坛上关于光学厚度选模型的文章,由于我的模型的介质是空气,而空气的光学厚度相对其他介质比较小,所以选用P-1 模型或DO 模型,DO 模型的计算范围更大,但是同时计算量也更大,对计算机要求更高。
(2)散射:P-1、Rosseland 和DO 模型均可以计算散射问题,而DTRM 模型则忽略了散射的影响。
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;Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的,它是基于密度法的求解器,求解的控制方程是矢量形式的,主要离散格式有Roe,AUSM+,该方法的初衷是让Fluent具有比较[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好的求解可压缩流动能力,但目前格式没有添加任何限制器,因此还不太完善;它只有Coupled的算法;对于低速问题,他们是使用Preconditioning方法来处理,使之也能够计算低速问题。
FLUENT基本概念与常见问题汇总(一)
FLUENT基本概念与常见问题汇总(一)1、理想流体和粘性流体流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。
流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。
粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随溫度变化。
实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。
当流体的粘性较小(实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的),运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽咯小计。
此时我们可以近似地把流体看成无粘性的, 这样的流体称为理想流体。
十分明显,埋想流体对于切向变形没有任何抗拒能力。
这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类。
应该强调指出,真正的理想流体在客观实际中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型。
2、牛顿流体和非牛顿流体日常生活和工程实践中最常遇到的流体其切应力与剪切变形速率符合线性关系,称为牛顿流体。
而切应力与变形速率不成线性关系者称为非牛顿流体。
非牛顿流体中又因其切应力与变形速率关系特点分为膨胀性流体,拟塑性流体,具有屈服应力的理想宾厄流体和塑性流体等。
通常油脂、油漆、牛奶、牙音、血液、泥浆等均为非牛顿流体。
非牛顿流体的研究在化纤、塑料、石油、化工、食品及很多轻工业中有着广泛的应用。
对于有些非牛顿流体,其粘滞特性具有时间效应,即剪切应力不仅与变形速率有关而且与作用时间有关。
当变形速率保持常量,切应力随时间增大,这种非牛顿流体称为震凝性流体。
当变形速率保持常量而切应力随时间减小的非牛顿流体则称为触变性流体。
3、可压缩流体和不可压缩流体在流体的运动过程中,由于压力、温度等因素的改变,流体质点的体积(或密度,因质点的质量一定),或多或少有所改变。
流体质点的体积或密度在受到一定压力差或温度差的条件下可以改变的这个性质称为压缩性。
真实流体都是可以压缩的。
Fluent 16.0各功能键解析及基础知识 一部分
Fluent 16.0各功能键解析及基础知识 讲解一File 菜单:导入和导出文件、保存分析结果。
Mesh 菜单:对网格模型进行检查、修改。
Define 菜单:设置求解格式、选择计算模型、设置运行环境、设置材料特性、设置边界条件等。
Solve 菜单:调整控制求解的有关参数、初始化流场、启动求解过程。
Adapt 菜单:对网格、计算中间过程、计算结果、相关报表等信息进行显示和查询。
Surface 菜单:在模型中创建特殊的点、线、面或区域。
Display 、Report 、View 菜单:对网格、计算中间过程、计算结果、相关报表等信息进行显示和查询。
Parallel 菜单:设置并计算。
Help 菜单:显示系统的帮助性能。
Part 1 文件读写 XXX(读写的文件)文件类型创建文件的程序 功能简介Mesh (网格文件) GAMBIT 、GeoMesh 、ICEM CFD 包含几何结构和网格信息Case (案例文件)FLUENT包含几何结构、网格信息、边界条件、解的参数、用户界面、图形环境等信息Data (案例文件) FLUENT包含每个网格单元流场值以及收敛的历史记录菜单栏工具栏导航面板任务页 图形窗口 控制台Part 2 操作介绍1.检查网格第一种方式第二种方式菜单栏中:“Mesh”→“Check”每次检查都会显示很多信息,如下图。
信息中显示了区域范围,列出了X.Y和Z坐标的最大值与最小值,单位m。
其次是体积和面的统计,也包括最大值和最小值,当出现体积为负时,表示一个或多个单元有不正确连接,可以用“Iso.Value Adaption”命令确定负体积单元,并在图形窗口中查看他们,进行下一步之前这些负体积必须消除。
再次检查拓扑信息,先检查每个单元的面和节点数,再对每个区域的旋转方向进行检测,区域应包含所有右手旋向的面,通常有负体积的网格都是左手旋向。
2.网格统计报告①菜单栏“Mesh”→“Info”→“Size”命令,输出节点数、表面数、单元数以及网格的分区数。
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,以获取感兴趣的数据。
FLUENT提供了多种后处理工具,包括可视化、数据导出和报告生成等,可以方便地分析和展示模拟结果。
8.其他功能:除了上述主要知识点外,FLUENT还具有其他一些功能,如动网格技术、化学反应模型、传热传质模型和多物理场模拟等。
这些功能可以进一步扩展FLUENT的应用范围,并提供更加精确的模拟结果。
fluent学习笔记_(一)
直至收敛。 对于与网格成一条线的简单流动 (如: 划分为矩形网格或者六面体网格的矩形导管的层 流流动) ,数值耗散自然会很低,所以一般使用一阶格式替代二阶格式而不损失精度。 最后,如果你使用二阶格式遇到收敛性问题,你就应该尝试使用一阶格式。 选择压力插值格式 如压力插值格式所述, 当使用分离求解器时我们可以采用很多压力插值格式。 对于大多 数情况,标准格式已经足够了,但是对于特定的某些模型使用其它格式可能会更好: 对于具有较大体积力的问题,推荐使用体积力加权格式。 对于具有高涡流数,高 Rayleigh 数自然对流,高速旋转流动,包含多孔介质的流动和 高度扭曲区域的流动,使用 PRESTO!格式。 注意:PRESTO!只能用于四边形或者六面体网格。 对于可压流动推荐使用二阶格式。 当其它格式不适用时,使用二阶格式来提高精度(如:对于流过具有非六面体或者非四 边形网格的曲面边界的流动。 选择压力速度耦合方法 在分离求解器中,FLUENT 提供了压力速度耦合的三种方法:SIMPLE,SIMPLEC 以 及 PISO。 定常状态计算一般使用 SIMPLE 或者 SIMPLEC 方法, 对于过渡计算推荐使用 PISO 方法。PISO 方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。需要注意的是压力 速度耦合只用于分离求解器,对于耦合求解器你不可以使用它。 SIMPLE 与 SIMPLEC 比较 在 FLUENT 中,可以使用标准 SIMPLE 算法和 SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)算法, 默认是 SIMPLE 算法,但是对于许多问题如果使用 SIMPLEC 可能会得到更好的结果,尤其 是可以应用增加的亚松驰迭代时,具体介绍如下。 对于相对简单的问题(如:没有附加模型激活的层流流动) ,其收敛性已经被压力速度 耦合所限制,你通常可以用 SIMPLEC 算法很快得到收敛解。在 SIMPLEC 中,压力校正亚 松驰因子通常设为 1.0,它有助于收敛。但是,在有些问题中,将压力校正松弛因子增加到 1.0 可能会导致不稳定。对于这种情况,你需要使用更为保守的亚松驰或者使用 SIMPLE 算 法。对于包含湍流和/或附加物理模型的复杂流动,只要用压力速度耦合做限制,SIMPLEC 会提高收敛性。它通常是一种限制收敛性的附加模拟参数,在这种情况下, SIMPLE 和 SIMPLEC 会给出相似的收敛速度。 设定亚松驰因子 如亚松驰一节所述, 分离求解器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。 这 就意味着, 使用分离求解器解的方程, 包括耦合求解器所解的非耦合方程 (湍流和其他标量) 都会有一个相关的亚松驰因子。 在 FLUENT 中,所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合 于很多问题,但是对于一些特殊的非线性问题(如:某些湍流或者高 Rayleigh 数自然对流 问题) ,在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。 使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。 如果经过 4 到 5 步的迭代残差仍然增长, 你就需要减小亚松驰因子。 有时候,如果发现残差开始增加,你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时通
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1FLUENT6.1全攻略格。
还可以用其他网格生成软件生成与FLUENT兼容的网格用于FLUENT计算。
可以用于造型工作的CAD软件包括I-DEAS、Pro/E、SolidWorks、Solidedge等。
除了GAMBIT 外,可以生成FLUENT网格的网格软件还有ICEMCFD、GridGen等等。
Fluent学习的总结
Fluent学习总结报告学号:班级:姓名:指导老师: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,点击change length units给出相应的范围,点击scal,然后关闭;5.显示网格display--grid建立求解模型1.define-models-solver(求解器)2.设置湍流模型define-models-viscous3.选择能量方程define-models-energy4 设置流体物理属性define-materials,进行设置,然后点击change/create,弹出的对话框点NO。
FLUENT的学习总结
FLUENT软件的学习总结通过这段时间对FLUENT软件的学习,我发现这个软件有庞大的参数设置和边界条件设置,同时要应用好这个软件也需要扎实的流体力学、传热学、导热学等基础知识。
在逐步的学习和摸索的过程中我总结有以下几个核心问题需要面对和研究。
第一.GAMBIT软件中的边界设置错误问题当在gambit中进行边界条件的设置时,路面上方十米处设置辐射源时,只要选择RADIATOR在网格输出时就会出现错误的提示,如选择WALL来作为边界,或者选择其它项时则不会出现这种情况。
请教一些人后,有人认为是网格划分的问题,认为对于网格的划分,要求控制网格的密度,可以遵循从线到面的原则,不能将所有边的网格点都定死,必须有一些边不定义网格,如四边形区域,一般只定义相邻两个边的网格,但是我在重新划分后还是不能解决。
后来在gambit2.3.16版本下运行也出现同样的问题。
所以现在对辐射面还是暂时设定为WALL,这直接影响到在msh文件导入fluent 后的边界条件设置。
同时在导入FLUENT也会出现如下的错误提示。
第二.Fluent中辐射模型的选用FLUENT 中可以用5 种模型计算辐射换热问题。
这5 种模型分别是离散换热辐射模型(DTRM)、P-1 辐射模型、Rosseland 辐射模型、表面辐射(S2S)模型和离散坐标(DO)辐射模型。
这五种模型究竟哪一种最适合路面对空气辐射的情况,由于没找到相关的算例,只能预估选择模型,根据看一些辐射算例和相关论坛,总结出要从以下几个方面去考虑:(1)光学厚度:可以用光学厚度(optical thickness)作为选择辐射模型的一个指标,看到一些论坛上关于光学厚度选模型的文章,由于我的模型的介质是空气,而空气的光学厚度相对其他介质比较小,所以选用P-1 模型或DO 模型,DO 模型的计算范围更大,但是同时计算量也更大,对计算机要求更高。
(2)散射:P-1、Rosseland 和DO 模型均可以计算散射问题,而DTRM 模型则忽略了散射的影响。
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。
FLUENT知识点详解
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4 . axisymm创 ric 和 axisymmetric swirl
从宇而的意思很好理解 aXl symmem c 和皿 isymmetric swirl 的差别 皿isymmetric 是轴对称的意思,也就是关于一 个坐标轴肘称, 2D 的皿 isymmetric 问题 仍为 2D 问题。而皿 i symmetri c swi rl 是轴对称旋转的意思,就是个区域关于条坐标轴 回转所产生的区域,这产生的将是一个回转件 , 是 3 D 的问题。在 Fl uent 中使用这个,是将 个 3 D 的问题简化为 2D 问题,减少计算盘,需要注意的是,在 Fl u e nt 中,回转轴必须是 x 轴.
C 对于某些高导热革数比或高宽纵比的网格,使用单粘度求解器可能全遇到收敛性不 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 .
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一 ‘ 基本设置 1. Double Precision 的选择
启动世置如阁 , 这里着重说说 Double Precision (双精度) 直选框,对于大多数情况 ,
单精度求解器己能很好的满足精度要求 , 且计算盘小 , 这里我们选择单精度。然而对于以下 些特定的问题 , 使用'"精度束解器可能更有利' "
Fluent 6 . 3 以前的版本求解器 , 只有 Segregated Sol ver 和 Coupled So l ver , 其实也是 Pressure- Based So l ver 的两种处理方法 :
fluent内部名词解释(入门基础级)
Fluent内部名词解释(入门级)1、速度入口边界条件(velocity-inlet):给出进口速度及需要计算的所有标量值。
该边界条件适用于不可压缩流动问题。
Momentum 动量?thermal 温度radiation 辐射species 种类DPM DPM模型(可用于模拟颗粒轨迹)multipahse 多项流UDS(User define scalar 是使用fluent求解额外变量的方法)Velocity specification method 速度规范方法:magnitude,normal to boundary 速度大小,速度垂直于边界;magnitude and direction 大小和方向;components 速度组成?Reference frame 参考系:absolute绝对的;Relative to adjacent cell zone 相对于邻近的单元区Velocity magnitude 速度的大小Turbulence 湍流Specification method 规范方法k and epsilon K-E方程:1 Turbulent kinetic energy湍流动能;2 turbulent dissipation rate 湍流耗散率Intensity and length scale 强度和尺寸:1湍流强度 2 湍流尺度=0.07L(L为水力半径)intensity and viscosity rate强度和粘度率:1湍流强度2湍流年度率intensity and hydraulic diameter强度与水力直径:1湍流强度;2水力直径2、压力入口边界条件(pressure-inlet):压力进口边界条件通常用于给出流体进口的压力和流动的其它标量参数,对计算可压和不可压问题都适合。
压力进口边界条件通常用于不知道进口流率或流动速度时候的流动,这类流动在工程中常见,如浮力驱动的流动问题。
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fluen t的认识,并说说哪些用户适合用,哪些不适合f luent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gambi t做图和生成网格,并不是我不会,而是gamb it 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fl uent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flue nt5.5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gamb it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fluen t 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flu ent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。
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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子影响的流场,其思想就是在视转子为静止的旋转坐标系里进行定常计算,计算中考虑惯性力的影响;多参考坐标系模型(MRF)就是在前一模型的基础上考虑了定子对流场的影响,将流场按不同旋转速度划分成几个流动区域,每个区域里用旋转坐标系进行定常计算,在这些流动区域的交界面上强制流动速度的连续;混和平面模型是另一种用定常方法计算定子与转子相互影响下的流场的模型,它在不同流动区域之间的交界面上进行了一定的周向平均,消除了流动本身的非定常性,这种模型要优于MRF模型;滑移网格模型是采用滑移网格技术来进行流场的非定常计算的模型,用它计算的流场最接近于实际的流动,但这种模型需要耗费巨大的机器资源和时间。
关于对商用CFD软件的看法,我比较赞同zzbb的看法,我们可以利用它里面成熟的计算方法,附加上自己提出的一些模型,这样研究问题,可以省很多的精力和时间,对于CFD的发展也是很有好处的。
现在的商用软件提供的接口比较少,软件封装的比较死,这样不利于做科学研究,如果可以像linux的发展模式那样发展CFD,大家公开成熟的CFD代码,然后可以通过自由的研究,添加新的功能,相信CFD发展的会更快,不过如果这样,那商用CFD软件就不好赚钱了至于商用软件开发源代码的问题,实在是不大可能。
由于CFD应用很多领域,特别是还与核、航空、汽车等一些非常重要的工程领域相关,一般来说都属于高科技技术,鬼子是不会轻易公开的。
比如phoenics早在80年代初就开发完成并应用于工程,但是当时西方就是对共产党国家封闭,禁运,直到1991年(1993?)才有1.x的版本正式到中国。
所以这也是我想说的目前存在的矛盾。
那么请问一下fluent所提供的用户接口主要可以做些什么方面的工作呢?: 加入自己的模型当然是广义的,其实很多东西都可以称作模型。
CFD里最经典的算是湍流模型了吧。
比如需要修改系数或增加项,对涡粘系数重新计算,就是这种情况。
此外还有边界条件的修改等问题。
算法也可以算。
但这些并不一定是商用软件都能提供的。
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。