Fluent 结构化网格与非结构化网格

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fluent的一些学习心得

fluent的一些学习心得我是一位从事fluent数值模拟多年的员工，也学了一些相关方面的技能。

希望能借助这个平台，将我所学到的东西传播给大家。

这是我之前学习fluent软件的一些心得，希望对大家有帮助。

一、重复、模仿阶段（主要是看网上的教程）1）学习网格的概念，非结构网格和结构性网格的区别，流体域与固体域的耦合等。

2）学习网格的画法，熟练掌握画网格的流程以及需要注意的事项。

个人推荐结构性网格用icem-cfd软件，非结构网格用ansys meshing软件，有时也可以用混合网格组装的形式。

这两个软件适合入门，比较简单（如果几何结构比较复杂，多达十几种不同零件的话，可以学习fluent meshing这个软件，这个软件难度比较高！）。

前期看教程，不需要搞懂每一步是什么原因，我们要做的，是记住这些操作流程和模仿，并且尽量地做到熟练、熟练、熟练3）熟悉fluent的模拟流程。

前期我觉得学习画网格的时间应该占70%左右，其余时间熟悉fluent模拟操作。

二、思考每一步操作的原因这时，我们需要思考教程中的操作流程，为什么要那么操作，以及作者的思路是怎么样的。

这时可以将教程看两遍，甚至三遍，倍速播放，这时不需要模仿操作，只需要思考作者的操作原因就行，也不会花费较多的时间。

这时遇到想不通的问题，要多和师兄师姐沟通，多用度娘，要善于看软件的帮助文档，有时候看帮助文档的效果是最好的。

这一阶段是最耗时间的，也是最困难的部分。

三、归纳总结+重复练习FLUENT——udf实例文档下载可以将教程按照网格画法、模拟方法（流体、流固耦合还是多相耦合）、动网格和静网格的不同、常见的问题解决等方法归类，总结出每一类的相同点和不同点。

相同点很重要，每个项目都会用到，都是相通的。

不同点我们可以整理出来，因为每个项目都不一样，到时候现学就可以。

最重要的一点，就是要多见识不同的模拟，平常重复练习。

因为fluent软件一段时间不用，就可能全忘了，需要持续不断地学习。

Fluent计算对网格质量的几个主要要求

Fluent计算对网格质量的几个主要要求
1）网格质量参数：
Skewness （不能高于0.95，最好在0.90以下；越小越好）
Change in Cell-Size （也是Growth Rate，最好在1.20以内，最高不能超过1.40）
Aspect Ratio （一般控制在5：1以内，边界层网格可以适当放宽）
Alignment with the Flow（就是估计一下网格线与流动方向是否一致，要求尽量一致，以减少假扩散）
2）网格质量对于计算收敛的影响：
高Skewness的单元对计算收敛影响很大，很多时候计算发散的原因就是网格中的仅仅几个高Skewness的单元。

举个例子：共有112,000个单元，仅有7个单元的Skewness超过了0.95，在进行到73步迭代时计算就发散了！
高长宽比的单元使离散方程刚性增加，使迭代收敛减慢，甚至困难。

也就是说，Aspect Ratio 尽量控制在推荐值之内。

3）网格质量对精度的影响：
相邻网格单元尺寸变化较大，会大大降低计算精度，这也是为什么高连续方程残差的原因。

网格线与流动是否一致也会影响计算精度。

4）网格单元形状的影响：
非结构网格比结构网格的截断误差大，因此，为提高计算精度计，请大家尽量使用结构网格，对于复杂几何，在近壁这些对流动影响较大的地方尽量使用结构网格，在其他次要区域使用非结构网格。

fluent笔记讲解

fluent笔记讲解Discretization离散Node values节点值，coarsen粗糙refine 细化curvature曲率，X-WALL shear Stress 壁面切应力的X方向。

strain rate应变率1、求解器:（solver）分为分离方式(segeragated)和耦合方式(coupled)，耦合方式计算高速可压流和旋转流动等复杂高参数问题时比较好，耦合隐式(implicit)耗时短内存大，耦合显式(explicit)相反；2.收敛判据:观察残差曲线。

可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion（收敛判据），比如设为10 -3 ，则残差下降到小于10 -3 时，系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。

（2）流场变量不再变化。

有时候不论怎样计算，残差都不能降到收敛判据以下。

此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化，就可以认为计算已经收敛。

（3）总体质量、动量、能量达到平衡。

在Flux Reports （通量报告）面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。

通过计算域的净通量应该小于0.1%。

Flux Reports（通量报告）面板如图2-17 所示，其启动方法为：Report -> Fluxes3.一阶精度与二阶精度：First Oder Upwind and Second Oder Upwind(一阶迎风和二阶迎风)①一阶耗散性大，有比较严重的抹平现象；稳定性好②二阶耗散性小，精度高；稳定性较差，需要减小松弛因子4.流动模型的选择①inviscid无粘模型：当粘性对流场影响可以忽略时使用；例如计算升力。

②laminar层流模型：考虑粘性，且流动类型为层流。

③Spalart-Allmaras （S-A模型）：单方程模型，适用于翼型、壁面边界层流动，不适于射流等自由剪切湍流问题。

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笔记资料

Discretization离散Node values节点值，coarsen粗糙refine细化curvature曲率，X-WALL shear Stress 壁面切应力的X方向。

可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion（收敛判据），比如设为10 -3 ，则残差下降到小于10 -3 时，系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。

（2）流场变量不再变化。

有时候不论怎样计算，残差都不能降到收敛判据以下。

此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化，就可以认为计算已经收敛。

（3）总体质量、动量、能量达到平衡。

在Flux Reports （通量报告）面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。

通过计算域的净通量应该小于0.1%。

②laminar层流模型：考虑粘性，且流动类型为层流。

③Spalart-Allmaras （S-A模型）：单方程模型，适用于翼型、壁面边界层流动，不适于射流等自由剪切湍流问题。

④k-epsilon （k-ε模型）:⑪k-ε标准模型:高雷诺数湍流，应用广泛，不适于旋转等各向异性较强的流动。

结构网格与非结构网格

4.数据结构简单
5.对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄。尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。
非结构化网格技术从六十年代开始得到了发展,主要是弥补结构化网格不能够解决任意形状和任意连通区域的网格剖分的缺欠.到90年代时,非结构化网格的文献达到了它的高峰时期.由于非结构化网格的生成技术比较复杂,随着人们对求解区域的复杂性的不断提高,对非结构化网格生成技术的要求越来越高.从现在的文献调查的情况来看,非结构化网格生成技术中只有平面三角形的自动生成技术比较成熟（边界的恢复问题仍然是一个难题，现在正在广泛讨论）,平面四边形网格的生成技术正在走向成熟。而空间任意曲面的三角形、四边形网格的生成，三维任意几何形状实体的四面体网格和六面体网格的生成技术还远远没有达到成熟。需要解决的问题还非常多。主要的困难是从二维到三维以后，待剖分网格的空间区非常复杂，除四面体单元以外，很难生成同一种类型的网格。需要各种网格形式之间的过度，如金字塔形，五面体形等等。
非结构化网格技术的分类，可以根据应用的领域分为应用于差分法的网格生成技术（常常成为grid generation technology）和应用于有限元方法中的网格生成技术（常常成为mesh generation technology），应用于差分计算领域的网格要除了要满足区域的几何形状要求以外，还要满足某些特殊的性质（如垂直正交，与流线平行正交等），因而从技术实现上来说就更困难一些。基于有限元方法的网格生成技术相对非常自由，对生成的网格只要满足一些形状上的要求就可以了。
三维实体的四面体和六面体网格生成方法现在还远远没有达到成熟。部分四面体网格生成器虽然已经达到了使用的阶段，但是对任意几何体的剖分仍然没有解决，现在的解决方法就是采用分区处理的办法，将复杂的几何区域划分为若干个简单的几何区域然后分别剖分再合成。对凹区的处理更是如此。

FLUENT全参数设置

FLUENT全参数设置FLUENT是一款流体力学仿真软件，用于通过求解流动和传热问题来模拟和分析各种工程现象。

在使用FLUENT进行仿真之前，我们需要进行全参数设置，以确保所得到的结果准确可靠。

本文将介绍FLUENT的全参数设置，并提供一些适用于新手的建议。

1.计算网格设置：计算网格是FLUENT仿真中最重要的因素之一、合适的网格划分能够很好地表达流场和传热场的特征。

在设置计算网格时，可以考虑以下几个因素：-网格类型：可以选择结构化网格或非结构化网格。

结构化网格具有规则排列的单元，易于生成和细化。

非结构化网格则适用于复杂的几何形状。

-网格密度：根据仿真需求和计算资源的限制，选择合适的网格密度。

一般来说，流动和传热现象较为复杂时，需要更密集的网格划分。

-边界层网格：在靠近流体边界处增加边界层网格可以更准确地捕捉边界层流动的细节。

-剪切层网格：对于具有高速剪切层的流动，应添加剪切层网格以更好地刻画流场。

2.物理模型设置：- 湍流模型：选择合适的湍流模型，如k-epsilon模型、Reynolds Stress Model(RSM)等。

根据流动领域的特点，选用合适的湍流模型能够更准确地预测湍流现象。

- 辐射模型：对于辐射传热问题，可以选择合适的辐射模型进行建模。

FLUENT提供了多种辐射模型，如P1模型、Discrete Ordinates模型等。

-传热模型：根据具体问题，选择适当的传热模型，如导热模型、对流传热模型等。

在选择传热模型时，需要考虑流体性质和边界条件等因素。

3.数值方法设置：数值方法的选择和设置对仿真结果的准确性和稳定性有很大影响。

以下是一些建议：-离散格式：选择合适的离散格式进行数值计算。

一般来说，二阶精度的格式足够满足大多数仿真需求。

-模拟时间步长：选择合适的模拟时间步长以保证数值稳定性。

一般来说，时间步长应根据流场的特性和稳定性来确定。

-松弛因子设置：对于迭代求解的过程，设置合适的松弛因子能够提高求解的收敛速度。

结构及非结构化网格

CFD网格的分类，如果按照构成形式分，可以分为结构化和非结构化结构化：只能有六面体一种网格单元，六面体顾名思义，也就是有六个面，但这里要区分一下六面体和长方体。

长方体(也就是所有边都是两两正交的六面体)是最理想完美的六面体网格。

但如果边边不是正交，一般就说网格单元有扭曲(skewed). 但绝大多数情况下，是不可能得到完全没有扭曲的六面体网格的。

一般用skewness来评估网格的质量，sknewness=V/(a*b*c). 这里V是网格的体积，a，b，c是六面体长，宽和斜边。

sknewness越接近1，网格质量就越好。

很明显对于长方体，sknewness=1. 那些扭曲很厉害的网格，sknewness很小。

一般说如果所有网格sknewness>0.1也就可以了。

结构化网格是有分区的。

简单说就是每一个六面体单元是有它的坐标的，这些坐标用,分区号码(B),I,J,K四个数字代表的。

区和区之间有数据交换。

比如一个单元，它的属性是B=1, I=2,J=3,K=4。

其实整个结构化单元的概念就是CFD计算从物理空间到计算空间mapping的概念。

I,J,K可以认为是空间x,y,z在结构化网格结构中的变量。

非机构化：可以是多种形状，四面体（也就三角的形状），六面体，棱形。

对任何网格，都是希望网格单元越规则越好，比如六面体希望是长方形，对于四面体，高质量的四面体网格就是正四面体。

sknewness的概念这里同样适用，sknewness越小，网格形状相比正方形或者正四面体就越扭曲。

越接近1就越好。

很明显非结构化网格也可以是六面体，但非结构化六面体网格没有什么B,IJK的概念，他们就是充满整个空间。

对于复杂形状，结构化网格比较难以生成。

主要是生成时候要建立拓扑，拓扑是个外来词，英语是topology，所以不要试图从字面上来理解它的意思。

其实拓扑就是指一种有点和线组成的结构。

工人建房子，需要先搭房粱，立房柱子，然后再砌砖头。

Fluent网格划分经验

Fluent⽹格划分经验转载⾸先，在⽹格划分之前，你最好从数值仿真的全局出发，⽐如精度要求，计算时间要求，机⼦配置等等，思考⼀下是使⽤结构⽹格，还是⾮结构⽹格，抑或是混合⽹格；因为这关系到接下来的⽹格划分布置和划分策略。

然后，在确定了⽹格类型之后，就是根据模型情况，构思⼀下⽹格拓扑，就是⾃⼰要明确最终想得到什么样的⽹格，⽐如翼型⽹格，是C型，还是O型；⼀个圆⾯是想得到“内⽅外圆”的铜钱币类型的⽹格，还是⼀般的⽹格，等等。

这⼀步有时可能不太清楚，⾃⼰有时都不知道什么样的⽹格拓扑是合适的，那就需要平时多看看这⽅⾯的帖⼦，收集⼀些划分⽐较好的⽹格图⽚，体会体会。

确定了⽹格拓扑之后，对模型进⾏划分⽹格前的准备，⽐如分割啊，对尺度⼩对计算结果影响不⼤的次要⼏何进⾏简化，等等。

接着，划分⽹格。

划分⽹格都是从线⽹格，⾯⽹格，到体⽹格的；线⽹格的划分，也就是⽹格节点的布置，对⽹格的质量影响⽐较⼤，⽐如歪斜，长宽⽐，等等，节点密度在GAMBIT中可以通过很多的⽅法进⾏控制调整，⼤家可以看相关的资料。

⾯⽹格的划分，⾮结构的⽹格咱就不说了，结构⽹格可能有时⽐较⿇烦，这就要求⼤家最好对那⼏种⽹格策略⽐较了解，⽐如Quad-Map划分⽅法所适⽤的模型形状，在划分的时候对顶点类型及⽹格节点数的要求（Quad-Map，适⽤于边数⼤于或等于4的⾯，顶点要求为4个End类型，其他为Side类型，对应边的⽹格节点数必须相等），以此类推，其他的划分⽅法也有这⽅⾯的要求以及适合的形状。

当出现了不能划分的时候，可以根据GAMBIT给的提⽰进⾏修改顶点类型或⽹格节点数来满⾜划分⽅法的要求。

如果实在不能划分，则退⽽求其次，改⽤其他⽅法进⾏划分或者对⾯进⾏分割；等等。

关于体⽹格的划分，与⾯⽹格划分所要注意的东西类似。

另外，根据我个⼈的经验，如果模型⽐较简单规则，⼤家最好尽量使⽤结构⽹格，⽐较容易划分，计算结果也⽐较好，计算时间也相对较短；对于复杂的⼏何，在尽量少的损失精度的前提下，尽量使⽤分块混合⽹格。

结构化网格非结构化网格

结构化⽹格⾮结构化⽹格
简介
简单的名词释义
参考⽂献
基于迭代的六⾯体⽹格⽣成算法
结构化⽹格
⼜称为栅格，是指区域内所有的⽹格点都有相同的度。

结构化⽹格的优点有⽣成速度快，存储结构简单，有许多优化措施，对形状简单的物体，结构化⽹格划分是⼀种很好的⽅法。

缺点是要求待划分的区域集合形状不能太复杂，适应性不如⾮结构化⽹格
⾮结构化⽹格
对区域内⽹格的拓扑没有统⼀的要求，每个节点的度可以不同，节点和单元的分布式任意的，⽹格单元的尺⼨、形状和⽹格节点的位置容易控制。

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笔记

fluent笔记结构化⽹格与⾮结构化⽹格⽐较1. 什么是结构化⽹格和⾮结构化⽹格？1.1结构化⽹格从严格意义上讲，结构化⽹格是指⽹格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。

它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表⾯应⼒集中等⽅⾯的计算。

它的主要优点是：⽹格⽣成的速度快。

⽹格⽣成的质量好。

数据结构简单。

对曲⾯或空间的拟合⼤多数采⽤参数化或样条插值的⽅法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。

它的最典型的缺点是适⽤的范围⽐较窄，只适⽤于形状规则的图形。

尤其随着近⼏年的计算机和数值⽅法的快速发展，⼈们对求解区域的⼏何形状的复杂性的要求越来越⾼，在这种情况下，结构化⽹格⽣成技术就显得⼒不从⼼了。

1.2⾮结构化⽹格同结构化⽹格的定义相对应，⾮结构化⽹格是指⽹格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。

即与⽹格剖分区域内的不同内点相连的⽹格数⽬不同。

从定义上可以看出，结构化⽹格和⾮结构化⽹格有相互重叠的部分，即⾮结构化⽹格中可能会包含结构化⽹格的部分。

2.如果⼀个⼏何造型中既有结构化⽹格，也有⾮结构化⽹格，分块完成的，分别⽣成⽹格后，也可以直接就调⼊fluent中计算。

3.在fluent中，对同⼀个⼏何造型，如果既可以⽣成结构化⽹格，也可⽣成⾮结构化⽹格，当然前者要⽐后者的⽣成复杂的多，那么应该选择哪种⽹格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢？a ⼀般来说，结构⽹格的计算结果⽐⾮结构⽹格更容易收敛，也更准确。

但后者容易做。

b 影响精度主要是⽹格质量，和你是⽤那种⽹格形式关系并不是很⼤，如果结构话⽹格的质量很差，结果同样不可靠，相对⽽⾔，结构化⽹格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。

c 结构化⽹格据说计算速度快⼀些，但是⽹格划分需要技巧和耐⼼。

⾮结构化⽹格容易⽣成，但相对来说速度要差⼀些。

4.在gambit中，只有map和submap⽣成的是结构化⽹格，其余均为⾮结构化⽹格。

在进⾏模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max⼤于信号中最⾼频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，⼀般实际应⽤中保证采样频率为信号最⾼频率的5～10倍；采样定理⼜称奈奎斯特定理。

fluent笔记讲解

Discretization离散Node values节点值，coarsen粗糙refine细化curvature曲率，X-WALL shear Stress 壁面切应力的X方向。

可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion（收敛判据），比如设为10 -3 ，则残差下降到小于10 -3 时，系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。

（2）流场变量不再变化。

有时候不论怎样计算，残差都不能降到收敛判据以下。

此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化，就可以认为计算已经收敛。

（3）总体质量、动量、能量达到平衡。

在Flux Reports （通量报告）面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。

通过计算域的净通量应该小于0.1%。

②laminar层流模型：考虑粘性，且流动类型为层流。

③Spalart-Allmaras （S-A模型）：单方程模型，适用于翼型、壁面边界层流动，不适于射流等自由剪切湍流问题。

④k-epsilon （k-ε模型）:⑴k-ε标准模型:高雷诺数湍流，应用广泛，不适于旋转等各向异性较强的流动。

Fluent结构化网格与非结构化网格

Fluent结构化⽹格与⾮结构化⽹格Fluent结构化⽹格与⾮结构化⽹格简单地说:结构化⽹格只包含四边形或者六⾯体，⾮结构化⽹格是三⾓形和四⾯体。

结构⽹格再拓扑结构上相当于矩形域内的均匀⽹格，器节点定义在每⼀层的⽹格线上，且每⼀层上节点数都是相等的，这样使复杂外形的贴体⽹格⽣成⽐较困难。

⾮结构⽹格没有规则的拓扑结构，也没有层的概念，⽹格节点的分布是随意的，因此具有灵活性。

不过⾮结构⽹格计算的时候需要较⼤的内存。

在计算流体动⼒学中，按照⼀定规律分布于流场中的离散点的集合叫⽹格(Grid)，分布这些⽹格节点的过程叫⽹格⽣成(Grid Generation)。

⽹格⽣成对CFD⾄关重要，直接关系到CFD计算问题的成败。

⾮结构三⾓形⽹格⽅法复杂外形⽹格⽣成的第⼆⽅向是最近应⽤⽐较⼴泛的⾮结构三⾓形⽹格⽅法，它利⽤三⾓形(⼆维)或四⾯体(三维)在定义复杂外形时的灵活性，以Delaunay法或推进波阵⾯法为基础，全部采⽤三⾓形(四⾯体)来填充⼆维(三维)空间，它消除了结构⽹格中节点的结构性限制，节点和单元的分可控性好，因⽽能较好地处理边界，适⽤于模拟真实复杂外型。

⾮结构⽹格⽣成⽅法在其⽣成过程中采⽤⼀定的准则进⾏优化判断，因⽽能⽣成⾼质量的⽹格，很容易控制⽹格的⼤⼩和节点的密度，它采⽤随机的数据结构有利于进⾏⽹格⾃适应。

⼀旦在边界上指定⽹格的分布，在边界之间可以⾃动⽣成⽹格，⽆需分块或⽤户的⼲预，⽽且不需要在⼦域之间传递信息。

因⽽，近年来⾮结构⽹格⽅法受到了⾼度的重视，有了很⼤发展。

⾮结构⽹格⽅法的⼀个不利之处就是不能很好地处理粘性问题，在附⾯层内只采⽤三⾓形或四⾯体⽹格，其⽹格数量将极其巨⼤。

现在⽐较好的⽅法就是采⽤混合⽹格技术，即先贴体⽣成能⽤于粘性计算的四边型或三棱柱⽹格，然后以此为物⾯边界，⽣成三⾓形⾮结构⽹格，但是⽣成复杂外型的四边形或三棱柱⽹格难度很⼤。

⾮结构⽹格⽅法的另⼀个不利之处就是对于相同的物理空间，⽹格填充效率不⾼，在满⾜同样流场计算条件的情况下，它产⽣的⽹格数量要⽐结构⽹格的(⼀个长⽅体数量⼤得多要划分为5个四⾯体)。

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算法的一些说明

fluent算法的⼀些说明FLUENT-manual 中解算⽅法的⼀些说明，摘录翻译了其中⽐较重要的细节，希望对初学FLUENT的朋友在选择设置上提供⼀些帮助，不致⾛过多的弯路。

离散1、 QUICK格式仅仅应⽤在结构化⽹格上，具有⽐second-order upwind 更⾼的精度，当然，FLUENT也允许在⾮结构⽹格或者混合⽹格模型中使⽤QUICK格式，在这种情况下，⾮结构⽹格单元仍然使⽤second-order upwind 格式计算。

2 、MUSCL格式可以应⽤在任何⽹格和复杂的3维流计算，相⽐second-order upwind，third-order MUSCL 可以通过减少数值耗散⽽提⾼空间精度，并且对所有的传输⽅程都适⽤。

third-order MUSCL ⽬前在FLUENT中没有流态限制，可以计算诸如冲击波类的⾮连续流场。

3、有界中⼼差分格式bounded central differencing 是LES默认的对流格式，当选择 LES后，所有传输⽅程⾃动转换为bounded central differencing 。

4 、low diffusion discretization 只能⽤在亚⾳速流计算，并且只适⽤于implicit-time，对⾼Mach流，或者在explicit time公式下运⾏LES ，必须使⽤ second-order upwind 。

5、改进的HRIC格式相⽐QUICK 与second order 为VOF计算提供了更⾼的精度，相⽐Geo-Reconstruct格式减少更多的计算花费。

6 、explicit time stepping 的计算要求苛刻，主要⽤在捕捉波的瞬态⾏为，相⽐implicit time stepping 精度更⾼，花费更少。

但是下列情况不能使⽤explicit time stepping：（1）分离计算或者耦合隐式计算。

explicit time stepping只能⽤于耦合显式计算。

fluent网格质量要求

1）网格质量参数：
Skewness （不能高于0.95，最好在0.90以下；越小越好）
Change in Cell-Size（也是Growth Rate，最好在1.20以内，最高不能超过1.40）
Aspect Ratio （一般控制在5：1以内，边界层网格可以适当放宽）
Alignment with the Flow（就是估计一下网格线与流动方向是否一致，要求尽量一致，以减少假扩散）
2）网格质量对于计算收敛的影响：
高Skewness的单元对计算收敛影响很大，很多时候计算发散的原因就是网格中的仅仅几个高Skewness的单元。

也就是说，Aspect Ratio尽量控制在推荐值之内。

3）网格质量对精度的影响：
相邻网格单元尺寸变化较大，会大大降低计算精度，这也是为什么连续方程高残差的原因。

网格线与流动是否一致也会影响计算精度。

Fluent Meshing网格划分技巧总结

Fluent Meshing网格划分流程（非结构化）：（默认）1.模型导入(面片网格形式or面网格形式)2.面网格尺寸控制3.生成面网格4.检查面网格质量(triple右键—选择Diagnostics(诊断)—Connectivity and Quality—Summary —在下方数据栏查看网格质量数据);①Face Connectivity—Issue栏的选项可以先Mark—据数据提示在Operations里—Apply for All进行修复；②Quality—Skewness—Min.1(0.5)—General Improve—Iterations(>5)—Apply for All(可以多次迭代知道得到自己想要的结果)；③交界面处理问题：Triple—右键Join/Intersect—√全选Join/Operation-选Intersect(观察处理结果)5.生成计算域(Volumetric Regions—右键Type—分流体/固体域)6.生成体网格(Cell Zones—右键选Auto Mesh)7.导出网格(File—Write—Mesh)主流：Fluent Meshing水密工作流(按照默认步骤即可)小结：Fluent Meshing生成的网格只能在本求解器中求解→直接转到求解器求解。

其中，全局通量守恒在通量报告中选中出入口来查看(最终结果只要数值很小接近0，即可认为守恒)。

7.ICEM导入Fluent计算：圆柱绕流边界条件设置视频78-79稳态开始！视频25教设置面1）168W网格(整体：1；Nodes：25横和竖-框/45°斜51;条件：0.3 1.2 0.01、2、0)8.Fluent边界条件设置小计：1)SIMPLE是分离求解器；Couple是耦合求解器。

2)先计算把网格无关性验证后，在定平面或点进行出图。

9. CFD中稳态与瞬态的区别：稳态计算与初始值无关，很多CFD 软件在稳态计算时要求进行初始化，这只是用于迭代计算，理论上是不会影响到最终的结果，但是不好的初始会值会影响到收敛过程。

fluent总结

解决问题的步骤确定所解决问题的特征之后，你需要以下几个基本的步骤来解决问题：1．创建网格.2．运行合适的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。

3．输入网格4．检查网格5．选择解的格式6．选择需要解的基本方程：层流还是湍流（无粘）、化学组分还是化学反应、热传导模型等7．确定所需要的附加模型：风扇，热交换，多孔介质等。

8．.指定材料物理性质8．指定边界条件9．调节解的控制参数10．初始化流场11．计算解12．检查结果13．保存结果14．必要的话，细化网格，改变数值和物理模型。

在所有计算机操作系统上FLUENT都包含这两个解算器。

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coupled是耦合的意思，指同能量方程一起求解，而segrated是动量方程、压力方程和能量方程分开单独求解，迭代求解。

一般能用耦合的时候尽量用，精度高。

而分段并行求解一般精度低。

GAMBIT 专用的CFD前置处理器(几何/网格生成)Fluent4.5 基于结构化网格的通用CFD求解器Fluent6.0 基于非结构化网格的通用CFD求解器Fidap 基于有限元方法的通用CFD求解器Polyflow 针对粘弹性流动的专用CFD求解器Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD软件Icepak 专用的热控分析CFD软件捕捉坐标网格线相交点功能。

Snap：FLUENT求解器设置主要包括：1、压力-速度耦合方程格式选择2、对流插值 3、梯度插值 4、压力插值下面对这几种设置做详细说明。