实体入水FLUENT模拟过程_包括划分网格方法
流体分析软件Fluent仿真无敌全过程
流体分析软件Fluent仿真无敌全过程随着计算机技术的发展,流体分析技术在工业、航空、船舶、化工等领域得到越来越广泛的应用,其中,流体动力学仿真技术是流体分析技术的重要组成部分。
现在,很多企业和研究机构都在使用流体分析软件Fluent进行流体仿真分析。
本文将为大家介绍如何使用Fluent软件进行流体分析仿真,从模型导入、边界条件设置、网格划分、求解、后处理等环节全面详细地介绍Fluent软件的使用。
一、模型导入首先,将需要进行流体分析仿真的模型导入到Fluent软件中,这里假设读者已经有了需要进行仿真的模型。
导入模型的方法如下:1.打开Fluent软件,点击“File” → “Import” → “Mesh”,弹出文件选择窗口;2.在文件选择窗口中,选择需要导入的模型文件;3.点击“Open”按钮,等待软件自动加载模型。
二、边界条件设置在导入模型后,需要进行边界条件的设置,这是进行流体分析仿真的重要步骤。
边界条件的设置包括两个方面,一个是流体属性的设置,一个是模型边界的设置。
1.流体属性的设置在Fluent软件中,可以设置流体的密度、黏度、温度等属性。
设置方法如下:•在菜单栏中选择“Define” → “Material Properties”,弹出“Material”对话框;•在“Material”对话框中,可以设置流体密度、黏度、热导等属性;•点击“OK”按钮完成流体属性的设置。
2.模型边界的设置模型边界的设置包括几何边界的定义和边界条件的设置。
在定义模型几何边界时,需要将模型分为充气室、出气口等边界。
在定义边界条件时,需要设置速度、压力、温度等参数。
•定义几何边界:在菜单栏中选择“Mesh” → “Surface Operation” → “Boundary Type”,弹出“Boundary Types”对话框,选择需要设置的表面并设置其边界类型;•设置边界条件:在菜单栏中选择“Define” → “Boundary Conditions” → “Velocity Inlet”或“Pressure Outlet”等,设置边界条件相关参数。
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件,可用于解决各种流体力学问题。
本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例,包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。
这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。
一个典型的案例是流体在管道中的流动。
该案例背景是,一根长直管道内有水流动,管道的直径为0.1米,长度为10米。
水的初始速度为1 m/s,管道的壁面是光滑的,管道两端的压差为100Pa。
现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程,并进一步分析不同参数对流动的影响。
首先,在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目,并选择“仿真”模块。
在界面上点击“新建”按钮,在弹出的对话框中填写相应的参数,例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。
点击“确定”后,进入模拟设置页面。
首先,需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。
在“物理模型”选项卡中,选择“连续相”和“非恒定模型”。
在“湍流模型”中选择某种适合的模型,例如k-ε模型。
在“重力”选项卡中,定义流体的密度和重力加速度。
接下来,在“模型”选项卡中,定义管道的几何和边界条件。
选择“管道”作为流体领域的几何模型,并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。
在“边界”选项卡中,定义管道两端的入口和出口条件,例如速度和压力。
将管道两端的压力差设置为100Pa,在入口处设置水的初始速度为1 m/s。
在出口处选择“出流”边界条件。
完成几何和边界条件的定义后,点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。
在“求解控制”中,设置计算时间步长和迭代次数。
选择合适的网格划分方法,并进行网格划分。
点击“网格”选项卡,选择合适的网格类型,并进行网格划分。
在划分网格后,可以使用“导入”按钮导入网格文件,并进行网格优化。
完成设置后,点击“计算”按钮开始进行模拟计算。
在计算过程中,可以实时观察流体场的变化情况,并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。
FLUENT知识点解析
FLUENT知识点解析
1.网格生成:
在使用FLUENT进行模拟之前,首先需要生成一个合适的网格。
网格
的划分对于模拟结果的准确性和计算效率都有很大的影响。
FLUENT提供
了多种网格生成方法,包括结构化网格和非结构化网格。
结构化网格适用
于简单几何形状,而非结构化网格适用于复杂几何形状。
2.边界条件:
在模拟中,需要设置合适的边界条件来模拟真实物理系统中的边界行为。
常见的边界条件包括:壁面条件、入口条件、出口条件和对称条件。
根据具体情况,可以根据需要自定义边界条件。
3.流动模型:
4.输运方程:
FLUENT使用质量守恒、动量守恒和能量守恒方程来描述流体流动和
传热过程。
质量守恒方程包括连续性方程,动量守恒方程包括Navier-Stokes方程,能量守恒方程包括热传导和对流传热方程。
根据具体问题,可以选择合适的输运方程进行模拟。
5.数值解算方法:
6.辅助模型:
7.后处理:
FLUENT提供了丰富的后处理功能,用于分析和可视化模拟结果。
通
过后处理,可以绘制流速矢量图、压力分布图、温度分布图等,以及计算
流量、阻力系数、换热系数等物理量。
此外,在后处理过程中,还可以进行轨迹计算、剪切应力计算等。
8.并行计算:
9.耦合求解:
以上是FLUENT的一些重要知识点解析。
FLUENT作为一款强大的CFD 软件,具有广泛的应用前景。
在使用FLUENT进行模拟时,需要了解和掌握以上知识点,以确保模拟结果的准确性和可靠性。
大连理工大学FLUENT-ICEM网格划分原理
通用的前处理软件 输出结构与非结构网格
几何实体
ICEM
网格
Autodyn Ls_dyna Ansys ……
Autodyn
Ls_dyna
......
......
DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
数值仿真
属性参量 本构关系,状态方程,失效模式 动量守恒,质量守恒,能量守恒 ......
时间离散化:时变偏微分方程->定常偏微分方程 有限差分法 有限元法 空间离散化 : 定常偏微分方程 代数方程组 有限体积法 ......
:一一映射
y=f(x)
一一映射:即是满射又是单射;
点线面的关联 线上节点分布规则
原像 1. 几何实体 2. 反应特征的 块 规则 像 4设置节点 生成网格
3点线关联
几何拓扑
DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
构造方法 自下而上:块的堆积 块:劈分/合并;删除;拉伸 | 综合运用
(主要操作对象) |(辅助操作对象) .................................................................................. 自上而下:块的切+除 实体:简化 旋转;对称;平移 O grid ; C grid ; L grid 线:劈分;关联 面:劈分/合并;
Fluent操作解析
求解器版本类型的选择
2d 2ddp 3d 3ddp
二维、单精度求解器 二维、双精度求解器 三维、单精度求解器 三维、双精度求解器
大多数情况下,单精度求解器已经 足够高效准确,所需内存也比双精 度求解器要少,但在某些特殊情况 下需要考虑使用双精度求解器,例 如细长管道、热传导率很大以及高 纵横比网格等问题。
最后保存任务文件,退出Gambit。
35
Fluent求解器的使用
Fluent数值模拟的一般步骤
根据具体问题选择求解器版本类型。 导入网格(File Read Case,选择由Gambit导出的.msh文
件)。 检查网格(Grid Check)。如果网格最小体积为负,需要重
新划分。 选择计算模型。 确定流体物理性质(Define Materials)。 定义操作环境( Define Operation Condition)。 设置边界条件( Define Boundary Condition )。 求解参数的设置。 流场初始化(Solve Initialize)。 迭代求解(Solve Iterate)。 保存结果,后处理。
适用范围
适用于粘性对流场影响可以忽略的计算。 考虑粘性且流动类型为层流的情况。 适用于翼形、壁面边界层等流动。
k-ε模型
适合高雷诺数湍流,不适合旋流。
fluent分析问题及前处理求解执行过程确定数值模拟的目标确定计算区域建立数值模拟物理模型和网格建立数学模型计算并监控结果检查计算结果修正模型计算时间的要求建立物理模型时需要考虑的问题将研究对象进行孤立化处理确定计算区域的初始和结束位置尽量将计算区域简化为二维或轴对称形式能否采用结构化网格在各个控制区域内需要什么样的网格精度计算机的内存容量是否满足要求选择合适的物理模型确定材料的特性给定操作工况给定所有边界条件设定数值计算的控制参数初始化设置监视点湍流多相流燃烧辐射等状态以及状态参数通过迭代计算使结果收敛
FLUENT操作过程及参数选择
FLUENT操作过程及参数选择FLUENT是一种用于模拟流体力学问题的商业计算机软件,由ANSYS公司开发。
它采用计算流体力学(CFD)方法,用于模拟和分析流体流动、传热、化学反应和其他与流体相关的问题。
在FLUENT软件中,用户需要选择适当的操作过程和参数以进行模拟分析。
下面将详细介绍FLUENT的操作过程以及常见的参数选择。
操作过程:1. 几何建模:在使用FLUENT之前,必须先进行几何建模,以创建流体域和边界条件。
可以使用专业的三维建模软件(如CATIA、SolidWorks 等)或使用FLUENT提供的基本几何建模工具。
2.网格划分:在几何建模之后,需要对流体域进行网格划分。
网格的划分质量直接影响模拟结果的准确性和计算效率。
FLUENT提供了多种网格生成方法,如结构化网格、非结构化网格和混合网格。
根据具体情况选择合适的网格划分方法,并确保网格质量良好。
3.物理模型:在模拟之前,需要选择适当的物理模型以描述流体的行为。
FLUENT支持多种物理模型,如流体动力学模型、传热模型、湍流模型、多相流模型、化学反应模型等。
根据实际情况选择合适的物理模型,以获得准确的模拟结果。
4.数值方法:选择合适的数值方法对流体流动进行离散化计算。
FLUENT提供了多种数值方法,如有限体积法、有限差分法和有限元法等。
选择合适的数值方法可以提高计算精度和稳定性。
5.边界条件:为流体域的边界设置适当的边界条件。
边界条件描述了流体在边界上的特性,如流量、速度、温度、压力等。
根据实际情况选择合适的边界条件,并设置相应的数值。
6.运行模拟:设置好物理模型、数值方法和边界条件后,可以开始运行模拟。
FLUENT将使用所选的数值方法和物理模型,通过迭代计算的方式求解流体力学方程组。
7.后处理:模拟运行结束之后,可以对计算结果进行后处理。
FLUENT提供了多种后处理工具,如可视化工具、图表生成工具、数据输出工具等,可以对模拟结果进行分析、比较和展示。
fluent命令介绍、网格划分、参数使用
第一章Fluent 软件的介绍fluent 软件的组成:软件功能介绍: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 软件软件安装步骤:step 1: 首先安装exceed软件,推荐是exceed6.2版本,再装exceed3d,按提示步骤完成即可,提问设定密码等,可忽略或随便填写。
step 2: 点击gambit文件夹的setup.exe,按步骤安装;step 3: FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下;step 4:安装完之后,把x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\gambit.exe命令符拖到桌面(x为安装的盘符);step 5: 点击fluent源文件夹的setup.exe,按步骤安装;step 6: 从程序里找到fluent应用程序,发到桌面上。
注:安装可能出现的几个问题:1.出错信息“unable find/open license.dat",第三步没执行;2.gambit在使用过程中出现非正常退出时可能会产生*.lok文件,下次使用不能打开该工作文件时,进入x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\,把*.lok文件删除即可;3.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径,推荐设置办法,在非系统分区建一个目录,如d:\usersa) win2k用户在控制面板-用户和密码-高级-高级,在使用fluent用户的配置文件修改本地路径为d:\users,重起到该用户运行命令提示符,检查用户路径是否修改;b) xp用户,把命令提示符发送到桌面快捷方式,右键单击命令提示符快捷方式在快捷方式-起始位置加入D:\users,重起检查。
fluent并行分割网格方法
1 网格分割的一般方法在用Fluent 的并行求解器时,需要将网格细分割为几组单元,以便在分离处理器上求解将未分割的网格读入并行求解器里,可用系统默认的分割原则(推荐使用)还可以在连续求解器里或将mesh 文件读入并行求解器后自己分割。
在建立问题(定义模型、边界条件等)之前或之后分割网格都可以,不过,由于某些模型的特点(象非等形接触面、滑移网格、shell-conduction encapsulation 的自适应),最好是在建立问题后。
!!如果case 文件含有滑移网格或非等形接触面,要在计算过程中进行自适应,因此要用连续求解器分割。
值得注意的是计算节点间的相关单元的分布在网格自适应时要保持不变,除非是非等形接触面,这样在自适应后就不必重新分割了。
若在网格分割前用连续求解器建立问题,用于此项工作的计算机必须有足够大的内存来读入网格。
如果网格太大,不能读进连续求解器,可将未分割的网格直接读入并行求解器里(使用所有被定义主机的内存),然后让并行机自动分割。
在这种情况下,你将在做一个初步网格分割后建立问题。
如果必要可以手工再重新分割一次。
2 自动分割网格在将case 文件读入并行求解器之前选用两分法或是其他网格分割方法来自动分割网格。
对一些方法,可预览来确定是否为最佳的网格分割,注意case 文件中含有滑移网格或非等形接触面,在计算过程中要自适应,则需要在连续求解器中分割此文件,然后再把它读入并行求解器,在Auto Partition Grid 控制面板上选择Case File 选项。
并行求解器上自动网格分割的步骤如下:1. (任选)在菜单栏上点Parallel Auto Partition...,弹出Auto Partition Grid 控制面板设置分割参数。
读入mesh 文件或case 文件时如果没有获取分割信息,那就保持Case File 选项开启,Fluent 会用Method 下拉菜单里的方法分割网格。
基于CFD的内压式MBR污水处理过程的模拟与仿真
International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2019, 8(2), 118-125Published Online June 2019 in Hans. /journal/ijmhttps:///10.12677/ijm.2019.82014Simulation and Simulation of InternalPressure MBR Wastewater TreatmentProcess Based on CFDXuefei Dai, Chunqing Li, Ming MaSchool of Computer Science and Software Technology, Tianjin Polytechnic University, TianjinReceived: May 16th, 2019; accepted: Jun. 4th, 2019; published: Jun. 11th, 2019AbstractMBR (membrane bioreactor) is an emerging high-efficiency water treatment technology in recent years. Its working principle is to use the membrane separation equipment to intercept the acti-vated sludge and macromolecular organic matter in the sewage. The essence of this process is solid-liquid separation. To study the wastewater treatment process of MBR, we simulated the process using CFD-related software. First, the membrane module portion of the internal pressure MBR is selected for modeling and meshing. Then, we use the Euler multiphase flow model to set the fluid in the membrane tube as water and suspended particles. The model was solved by FLUENT calculation, and it was found that after 500 iterations, the residual curve converges at about 17 times. Finally, the calculation results were imported into the post-processing software for visualization. It was observed that the pressure distribution and water flow direction of the membrane module were consistent with the actual situation. At the same time, the actual data of a sewage treatment plant was used for calculation and verification, which proved that the model is reliable and effective.KeywordsCFD, MBR, Euler Multiphase Flow Model基于CFD的内压式MBR污水处理过程的模拟与仿真戴雪飞,李春青,马明天津工业大学计算机科学与软件学院,天津戴雪飞 等收稿日期:2019年5月16日;录用日期:2019年6月4日;发布日期:2019年6月11日摘 要MBR (膜生物反应器)是近年来新兴的一种高效水处理技术,其处理原理为利用膜分离设备将污水中的活性污泥和大分子有机物截留住,这个过程的本质就是固液分离。
2023年fluent教程讲解模板
2023年fluent教程讲解模板第一部分:介绍Fluent是一款流体动力学仿真软件,广泛应用于航空航天、汽车、能源和环境工程等领域。
本教程旨在帮助初学者了解和使用Fluent。
通过本教程,您将学习如何进行模型准备、网格划分、边界和边界条件的设定,以及模拟运行和结果分析等基本操作。
以下是本教程的详细讲解。
第二部分:模型准备在使用Fluent进行仿真之前,首先需要准备好模型。
模型的准备包括选择合适的几何形状、导入或创建几何模型,并进行必要的前处理操作。
在本教程中,我们将介绍如何导入和创建几何模型,并对其进行修复和优化。
1.导入几何模型Fluent可以导入多种几何模型格式,如STL、STEP、IGES等。
我们将展示如何导入不同格式的几何模型,并介绍如何处理不完整或有错误的几何模型。
2.创建几何模型如果无法找到或导入合适的几何模型,我们可以使用Fluent的几何建模功能来创建几何体。
我们将介绍几何建模的基本操作,包括创建基本几何体、合并和切割几何体等。
3.修复几何模型导入的几何模型中可能存在不完整或有错误的部分。
我们将展示如何使用Fluent的几何修复工具来修复几何模型,以保证后续的网格划分和仿真计算的准确性。
第三部分:网格划分网格划分是进行仿真计算的关键步骤。
合理的网格划分可以极大地影响仿真结果的准确性和计算效率。
在本部分,我们将介绍不同类型的网格划分方法和常用的划分工具。
1.网格类型Fluent支持结构化网格和非结构化网格。
我们将介绍这两种网格类型的优缺点,并在实例中展示如何选择合适的网格类型。
2.网格划分工具Fluent提供了多种网格划分工具,包括GAMBIT和TGrid。
我们将展示如何使用这些工具进行网格划分,并介绍划分参数的设置和调整。
3.网格质量控制合理的网格质量是保证仿真结果准确性的关键。
我们将介绍如何使用Fluent的网格质量评估工具来检查和改进网格质量,并介绍一些常用的网格质量指标。
学会使用ANSYSFluent进行流体力学模拟和分析
学会使用ANSYSFluent进行流体力学模拟和分析流体力学是研究流体运动和相互作用的科学。
在工程学领域,流体力学广泛应用于模拟和分析各种工程问题,如气体和液体流动、热传递、质量传递等。
而ANSYSFluent是一种常用的流体力学模拟和分析软件,可以帮助工程师和科研人员进行流体力学模型的建立、仿真和结果分析。
本文将介绍如何学会使用ANSYSFluent进行流体力学模拟和分析。
第一章:ANSYSFluent简介ANSYSFluent是面向工程领域的一款强大的计算流体力学软件。
它提供了广泛的模型和分析工具,可以模拟和分析各种流体力学问题。
ANSYSFluent具有友好的界面,简单易用,同时也具备高级的功能和定制性。
该软件在汽车、航空、化工等领域得到了广泛的应用。
第二章:流体力学模拟流程在使用ANSYSFluent进行流体力学模拟和分析之前,我们需要先了解整个模拟流程。
首先,我们需要定义几何模型,可以通过导入CAD模型或手动构建几何体。
然后,对几何模型进行网格划分,将其离散成小的单元。
接下来,设置流体材料的物性参数,如密度、粘度和热传导系数。
然后,定义流体动力学模型,如流动方程和边界条件。
最后,进行求解和后处理,通过数值方法求解流体力学方程,并分析结果。
第三章:几何建模在ANSYSFluent中,我们可以使用多种方法进行几何建模。
一种常用的方法是通过导入CAD模型,可以直接打开各种常见格式的CAD文件。
另一种方法是使用Fluent的几何建模工具,可以手动构建几何体。
该工具提供了创建基本几何体(如圆柱、球体等)、布尔操作(如并集、交集等)和边界设置等功能,可以方便地生成复杂的几何体。
第四章:网格划分网格划分是流体力学模拟中的重要环节。
好的网格划分可以提高计算精度和计算效率。
在ANSYSFluent中,我们可以使用多种方法进行网格划分。
一种常用的方法是结构化网格划分,它将几何体划分成规则的网格单元。
另一种方法是非结构化网格划分,它允许在几何体中创建任意形状的网格单元。
FLUENT喷雾模拟具体步骤
FLUENT喷雾模拟具体步骤1.建立几何模型:-首先,打开FLUENT仿真软件,在主界面上选择“模型”和“几何”选项。
-使用几何建模工具来绘制喷雾器的几何模型。
你可以选择使用软件内置的几何形状,也可以通过导入外部CAD文件来建立模型。
-确保几何模型包含了所有需要考虑的细节,例如喷嘴、喷孔、喷嘴口径等。
2.网格划分:-完成几何建模后,选择“模型”和“网格”选项,在几何模型上生成网格。
-选择合适的网格类型和划分参数,确保网格密度高、质量好,并适应仿真需求。
-在喷嘴周围的区域上细化网格,以捕捉小尺度的喷雾现象。
3.定义物理模型:-选择“模型”和“物理”选项,设定物理模型参数。
-根据喷雾器所使用的液体和气体类型,选择相应的物理模型。
-设定相关的边界条件,例如喷嘴进气边界、喷雾雾化边界等。
4.定义初始和边界条件:-选择“材料”选项,设定初始条件。
根据仿真需求,设定喷雾液体的初始体积分数、温度、密度等参数。
-选择“边界”选项,设定边界条件。
根据实际情况设定喷嘴进气速度、环境温度、压力等。
5.选择求解器和求解方法:-在主界面上选择“求解器”选项,选择合适的求解器。
对于喷雾模拟,通常选择较高阶的求解器以提高计算精度。
-根据需求设定求解方法参数,例如迭代次数、收敛标准等。
6.进行仿真计算:-在主界面上选择“求解”选项,进行仿真计算。
FLUENT将根据设定的模型和参数进行计算,并显示计算结果。
-根据计算结果,观察喷雾液滴的分布、大小、速度等信息,以及喷雾过程中的流场情况和变化。
7.分析结果:-在计算完成后,FLUENT会生成流场和液滴分布等仿真结果。
-使用后处理工具对仿真结果进行分析,例如绘制等值线图、矢量图,计算液滴直径分布、湍流能耗等物理量。
-深入分析喷雾过程中的现象和机制,验证模拟结果的准确性和可靠性。
8.优化模型和参数:-根据分析结果,对模型和参数进行优化。
例如,调整喷嘴形状、喷雾液体特性、喷嘴位置等,以获得更好的喷雾效果。
fluent流体仿真步骤
fluent流体仿真步骤如何进行fluent流体仿真。
为了便于理解和遵循流体仿真的步骤,本文将按照以下六个主题一步一步解释fluent流体仿真的步骤:准备工作、几何建模、边界条件设置、网格划分、物理模型设置和求解。
一、准备工作:在进行流体仿真之前,首先需要明确仿真的目标和应用,以便选择适当的模型和方法。
同时,要收集和准备所需的输入数据,例如流动场区域的几何形状和材料特性。
二、几何建模:根据仿真对象的几何形状,使用CAD软件或其他几何建模工具创建几何模型。
确保几何模型的尺寸和比例与实际对象一致,以获得准确的仿真结果。
在建模过程中,要考虑流动区域的细节和特征,例如孔洞、曲线和表面特征等。
三、边界条件设置:在几何建模完成后,需要为仿真区域的边界设置边界条件。
边界条件包括流体入口和出口的速度、压力和温度值,以及壁面的粗糙度和热传导特性等。
根据实际情况和仿真目标,选择合适的边界条件设置。
确保边界条件的选取合理和准确,以确保仿真结果的可靠性。
四、网格划分:在设置边界条件之后,需要对流动区域进行网格划分。
网格划分的目的是将流动区域划分为小的离散单元,以便于计算机进行离散运算。
网格划分的划分精度和划分密度直接影响到仿真结果的准确性和稳定性。
因此,要根据仿真目标和几何模型的复杂程度,选择合适的网格划分方法和参数。
五、物理模型设置:在进行仿真之前,需要设置适当的物理模型,以考虑流体的特性和行为。
物理模型包括流体的输运方程、湍流模型和辐射模型等。
选择适当的物理模型有助于准确地模拟流体的运动和传热行为。
此外,还要考虑流体和固体之间的相互作用,例如物体的运动和变形等。
确保物理模型的设置准确和可靠,以获得可信的仿真结果。
六、求解:完成以上步骤后,可以开始进行仿真求解。
在求解过程中,计算机会根据边界条件、网格划分和物理模型等输入数据,通过迭代和数值计算方法求解流体的物理行为和分布状态。
求解过程可能需要花费一定的时间和计算资源,取决于仿真模型和计算机性能。
FLUENT-6-计算模拟过程方法及步骤汇总
FLUENT-6-计算模拟过程方法及步骤汇总FLUENT 12 模拟步骤Problem Setup读入网格:file read case 选择网格文件(后缀为。
Mesh)1 General1)Mesh(网格)> Check(点击查看网格的大致情况,如有无负体积等)Maximum volume (m3)(最大体积,不能为负)Minimum volume (m3)(最小体积,不能为负)Total volume (m3)(总体体积,不能为负)> Report Quality(点击报告网格质量)Maximum cell squish(最大单元压扁,如果该值等于1,表示得到了很坏的单元)Maximum cell skewness(最大单元扭曲,该值在0到1之间,0表示最好,1表示最坏)Maximum aspect ratio(最大长宽比,1表示最好)> Scale(点击缩放网格尺寸,FLUENT默认的单位是米)Mesh Was Create In(点选mm →点击Scale按钮且只能点击一次)View Length Unit In(点选mm →直接点击Close按钮不能再点击Scale按钮)> Display(点击显示网格设定)→弹出Mesh Colors窗口Options(选Edges和Faces)Edge Type(点选All)Surface(点选曲面)→点击Display按钮点击Colors按钮→弹出Mesh Display窗口Options(点选Color by ID)→点击Close按钮→再点击Display按钮2)Solver(求解器)> Pressure-Based(压力基,压力可变,用于低速不可压缩流动)> Density-Based(密度基,密度可变,用于高速可压缩流动)3)Velocity Formulation(速度格式)> Absolute(绝对速度)> Relative(相对速度)4)Time(时间)> Steady(稳态)> Transient(瞬态)5)Units(点击设置变量单位)点击按钮→弹出Set Units窗口→在Quantities项里点选pressure →在Units项里点选atm →点击New按钮→点击OK按钮→点击Close按钮2 Models(物理模型)1)Multiphase(多相流模型)2)Energy(能量方程,一般要双击勾选)3)Viscous(粘性模型,一般选k-ε模型,所有参数保持默认设置)4)Radiation(辐射模型)5)Heat Exchanger(传热模型)6)Species(组分模型)7)Discrete Phase(离散相模型)8)Solidification & Melting(凝固与融化模型)9)Acoustics(声学模型,一般选择Broadband Noise Source 模型,所有参数保持默认设置)3 Materials(定义材料)1)点击FLUENT Database →在FLUENT Fluid Materials里选择所需要的物质→点击Copy按钮→点击Close按钮→再点击Change/Create按钮2)点击User-Defined Database →选定写好的自定义文件→点击OK按钮3)自定义材料物性参数:在Name文本框中输入自定义材料名字gas →Chemical F ormula文本框删除为空→修改Properties中各参数的值→点击Change/Create按钮→弹出Change/Create mixture and Overwrite air对话框→点击NO按钮→点击Close按钮4 Phases(相)5 Cell Zone Conditions(单元区域条件)点击Edit按钮→在Material Name项的下拉列表中选择gas(工作介质)→点击OK按钮6 Boundary Conditions(边界条件)1)Pressure-Inlet(压力进口)> Momentum(动量)Reference Frame(参考系)Gauge Total Pressure(总表压)Supersonic/Initial Gauge Pressure(初始表压或静压,一般比总表压小500Pa左右,或设为出口表压)Direction Specification Method(进口流动方向指定方法,Normal to Boundary垂直边界)Turbulence > Specification Method(湍流指定方法,Intensity and Hydraulic Diameter)Turbulent Intensity(湍流强度,一般为1)Hydraulic Diameter(水力半径,一般为管内径)> Thermal(热量)Total Temperature(总温)> Species(组分)2)Pressure -Outlet(压力出口)> Momentum(动量)Gauge Pressure(表压)Backflow Direction Specification Method(回流方向指定方法)Radial Equilibrium Pressure Distribution(径向平衡压力分布)Target Mass Flow Rate(目标质量流率)Non-Reflecting Boundary(非反射边界)Turbulence > Specification Method(湍流指定方法,点选Intensity and Hydraulic Diameter)Backflow Turbulent Intensity (回流湍流强度,一般为1)Backflow Hydraulic Diameter(回流水力半径,一般为管内径)> Thermal(热量)Backflow Total Temperature(回流总温)> Species(组分)7 Mesh Interfaces(分界面网格)8 Reference Values(参考值)9 Adapt(自适应)Adapt →Gradient(压力梯度自适应)> Options(显示选项)Refine(加密,勾选)Coarsen(粗糙,勾选)Normalize(正规化)> Method(方法)Curvature(曲率)Gradient(梯度,勾选)Iso-Value(等值)> Gradient of(梯度变量)Pressure(压力,点选)Static pressure(静压,点选)> Normalization(正常化)Standard(标准)Scale(可缩放,勾选)Normalize(使正常化)> Coarsen Threshold(粗糙比,0.3)> Refine Threshold(细化比,0.7)> Dynamic(动态)Dynamic(动态,勾选)Interval(每隔几次迭代自适应一次)→点击Mark按钮→点击Adapt按钮→(点击Compute按钮)→点击Apply按钮Solution1 Solution Methods(求解方法)1)Formulation(求解格式,默认为隐式Implicit)2)Flux Type(通量类型,默认为Roe-FDS)3)Gradient(求解格式,默认为Least Squares Cell Based)4)Flow(流动,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)5)Turbulent Kinetic Energy(湍动能,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)6)Turbulent Dissipation Rate(湍流耗散率,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)2 Solution Controls1)Courant Number(库朗数,控制时间步长,瞬态计算才需要设置)2)Un-Relaxation Factors(欠松弛因子)> Turbulent Kinetic Energy(湍动能,默认为0.8)> Turbulent Dissipation Rate(湍流耗散率,默认为0.8)> Turbulent Viscosity(湍流粘度,默认为1)3)Equations(点击弹出控制方程)> Turbulence(湍流方程)> Flow(流动方程= 连续方程+ 动量方程+ 能量方程)4)Limits(点击弹出限制窗口)对某些变量使用限制值,如果计算的某个变量值小于最小限制值,则求解器就会用相应的极限取代计算值。
FLUENT全参数设置
FLUENT全参数设置FLUENT是一款流体动力学模拟软件,广泛用于研究和分析流体动力学问题。
它提供了丰富的参数设置选项,可以帮助用户完成各种流体模拟任务。
对于新手来说,掌握FLUENT的全参数设置是很重要的,下面我将详细介绍FLUENT的全参数设置。
FLUENT的全参数设置主要分为四个方面:物理模型,数值方法,计算控制和模拟设置。
在进行流体模拟前,你需要首先设置物理模型参数。
物理模型参数包括流体的密度、黏度、热导率、比热容等,你需要根据研究对象的特点设置相应的参数。
另外,FLUENT还提供了多种流动模型,如湍流模型、多相流模型、燃烧模型等,你可以根据需要选择合适的物理模型。
数值方法参数是进行计算的基础,可以影响模拟结果的准确性和计算速度。
数值方法参数包括网格划分、时间步长、离散化格式等。
在进行网格划分时,你可以选择不同的划分方法,如结构化网格划分、非结构化网格划分等。
此外,你还可以设置控制网格尺寸以及边界条件。
在设置时间步长时,你需要根据模拟的时间尺度来调整,过大的时间步长可能导致数值不稳定,过小的时间步长则会增加计算时间。
离散化格式可以影响数值解的精度,你可以选择不同的格式,如有限体积法、有限差分法等。
计算控制参数用于控制计算的过程,包括残差收敛准则、迭代次数、计算输出频率等。
FLUENT提供了多种残差收敛准则选项,你可以根据需要选择相应的准则。
迭代次数用于控制计算的精度,你可以逐步增加迭代次数,直到收敛为止。
计算输出频率可以控制计算结果的输出频率,你可以根据需要进行设置。
模拟设置参数用于指定模拟的类型和目标,包括流体运动类型、边界条件、求解器选择等。
FLUENT支持多种流体运动类型的模拟,如压力驱动流动、自由表面流动、旋转流动等,你需要选择适合自己研究对象的流体运动类型。
边界条件参数用于指定边界条件的类型和数值,你可以设置速度、压力、温度等边界条件。
求解器选择参数用于选择求解方法,FLUENT提供了多种求解方法,如压力修正方法、SIMPLE方法等,你需要根据自己的需求选择合适的求解器。
直管水道Fluent模拟使用方法
直管水道Fluent模拟使用方法直管水道是供热系统中很常见的一种形式,水在管道中流动,由于粘滞力的作用,在流动过程中将产生沿程阻力。
由于直管水道内断面流速不均匀,其断面平均流速很难准确给出。
针对这一问题,我们采用Fluent软件对其进行CFD模拟,研究管道内的速度场,并计算出沿程阻力损失;本文给出模拟仿真的具体步骤,以便让人们更好地掌握Fluent软件。
标签:Fluent;Gambit;直管水道;速度分布;沿程阻力损失1 Fluent简介Fluent 软件是目前市场上最流行的CFD 软件,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,它适用于各种复杂外形的可压和不可压流动计算。
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。
对Fluent软件包而言,其完成一个流体流动与传热问题的计算流程是:首先利用Gambit或者其他前处理器完成模拟对象几何结构的建模以及计算网格的生成与划分,然后将网格导入Fluent中进行求解计算,最后对计算结果进行处理和分析。
下面我们采用Fluent软件对直管水道内流场进行CFD数值仿真模拟,以便更好地了解和掌握Fluent软件的使用方法。
2 直管水道数值模拟2.1 建立模型划分网格2.1.1 问题描述模拟对象是一个圆形直管道,内部工质为水。
由于是圆截面管道,在不考虑重力或者假设重力方向与管道轴线方向一致时,该三维流动可以简化为二维轴对称流动问题,简化后的数值模拟区域仅仅是原来管道的一个轴对称剖面。
管道总长2m,管半径0.1m,管道足够长,我们一般认为出口已经是充分发展的流动;管中流动的工质为水,常温下密度为1000kg/m3,粘性为0.001kg/(m·s);假设入口处水流速度0.05m/s。
2.1.2 利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型(1)步骤1 文件和创建及其求解器的选择:1)启动Gambit软件;2)建立新文件。
ansys fluent的仿真流程
Ansys Fluent是一款用于流体动力学仿真的软件,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源等领域。
在进行流体动力学仿真时,Ansys Fluent可以帮助工程师分析和优化流体流动、传热和化学反应等问题。
本文将介绍Ansys Fluent的仿真流程,以帮助读者更好地理解和应用该软件。
一、前期准备在进行Ansys Fluent的仿真前,首先需要准备好仿真所需的几何模型和边界条件。
这包括使用CAD软件创建流体域的三维几何模型,对模型进行网格划分,并设定流体的入口、出口、壁面等边界条件。
在准备好几何模型和边界条件后,即可进入Ansys Fluent进行后续的仿真设置和计算。
二、流体域网格划分在进入Ansys Fluent的界面后,首先需要进行流体域的网格划分。
网格划分的质量和密度对仿真结果具有重要影响,因此需要根据具体问题的特点进行合理的网格划分。
Ansys Fluent提供了多种网格划分工具和算法,可以根据流动特性和几何形状进行不同类型的网格划分,如结构化网格、非结构化网格等。
通过合理的网格划分,可以提高仿真结果的准确性和稳定性。
三、物理模型设置在完成网格划分后,需要设定相应的物理模型和求解器选项。
AnsysFluent支持多种流体动力学模型,如雷诺平均纳维-斯托克斯方程(RANS)、大涡模拟(LES)、雷诺数可微模型(RSM)等,根据具体问题的复杂程度和求解精度,可以选择合适的物理模型进行设定。
还需要设定流体的性质参数(密度、黏度等)、流体流动中的传热、传质、化学反应等过程,以及其他相关的边界条件和初始条件。
四、求解器设置与计算完成物理模型和求解器选项的设定后,即可进行流体动力学仿真的求解器设置和计算。
Ansys Fluent提供了多种求解器选项和收敛准则,可以根据具体问题的特点进行合理的求解器设置。
在进行计算前,需要对求解器的稳定性和收敛性进行评估,如果发现收敛困难或者振荡现象,则需要修改求解器选项或者调整网格划分等,以提高计算的稳定性和有效性。
Fluent讲义-计算模型及网格划分介绍(哈工大培训)
Gambit中有三类几何体:
Real:
Virtual:
根据一个或多个实体(real,称为宿主)来确定其几何描述
Faceted geometry(有小面的几何体):
象virtual 一样处理
一些实几何操作对虚几何体不能正常使用
CFD-FVM
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多相流动
Multiphase flow in fluent
大多数附加的模型是在主体方程组上补充一些 附加源项、附加输运方程与关系式.
CFD-FVM
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CFD-FVM
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求解器
针对各种复杂流动的物理现象, FLUENT软件采用的不同的数值解 法,以期在计算速度、稳定性和精 度等方面达到优化组合,
形成多种解算器,可根据实际应用 选择恰当的求解器
Mixing plane (MPM): 在旋转和静止区域的交界 面使用混合平面来考虑相邻区域的影响,如多 级的叶轮机械
Sliding mesh (SMM): 用网格移动算法来考虑特 定区域的运动
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User defined functions (UDF)
链接在求解器上的用户自己编制的C语言程序 UDF的主要应用:
纯金属或二元合金的液/固凝固/融化过程 连续浇铸的铸造过程 凝固材料与壁面的接触热阻
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Pollutant formation(污染物的形成过程)
氧化氮(NO, NO2, N2O)
只能采用segregated solver 可以与预混燃烧模型同时使用
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实体入水模拟过程3.2.1利用GAMBIT建立计算模型1)启动GAMBIT,打开对话框如图3.2.1选择工作目录为D:\GAMBIT working。
图 3.2.12)首先建立等边三角形,单击Geometry Vertex Create Real Vertex,在Create Real Vertex面板的x、y、z坐标输入(0,0,0),单击Apply按钮生成第一个点,按同样的方法建立点(0.4,0,0)。
然后单击Geometry Edge Create Straight Edge,在Create Straight Edge面板中选择点1与点2,连接这两点省成线段。
如图3.2.2图3.2.23)单击Edge面板中的Move/Copy Edges按钮,打开如图3.2.3的面板,选择线段1,单击copy按钮,并选择Operation为Rotate,在Angle栏输入60,其他保持默认,单击Apply 按钮。
即旋转复制生成第二条线段。
图3.2.34)剩下的一条线段只需连接右侧两点即可,如图3.2.4所示。
图3.2.45)创建三角形面。
单击Geometry Face Create Face from Wireframe,在Create Facefrom Wireframe面板中利用鼠标左键框选等边三角形的三条边,然后单击Apply按钮创建面。
6)由于三角形面域的位置不对,所以还要对其位置进行调整。
首先需将其旋转210度。
单击Face面板中的Move/Copy Faces按钮,在Move/Copy Faces面板中,选择面1(face.1),单击Move并选择Operation为Rotate,在Angle栏输入210,其他保持默认,单击Apply 按钮。
其次,需要将三角形平移,在Move/Copy Edges面板中选择面1(face.1),单击Move 并选择Operation为Translate,在x与y栏分别输入3和8.4,单击Apply按钮完成平移操作,此时的视图窗口如图3.2.5所示。
图3.2.57)建立矩形面域。
单击Geometry Face Create Real Rectangular Face,打开对话框如图3.2.6,在Create Real Rectangular Face面板的Width文本框和Height文板块中输入数值10,并选择Direction为+X+Y(表示以坐标原点为矩形在左下角进行绘制),单击Apply 按钮生成矩形面。
图3.2.68)至此,还需要绘制包裹三角形的外围区域。
点击Geometry Face Move/Copy Faces 在Move/Copy Faces面板中选择三角形面,单击Copy按钮,并选择Operation为Scale,设置Factor为1.5,其余保持默认设置,单击Apply按钮,生成了一个放大的三角形面域,然后将这个新生成的面域移动至合适位置,即在Move/Copy Faces面板中选择face.3,单击Move并选择Operation为Translate,在x与y栏分别输入-1.45和-4.1,单击Apply 按钮,此时的两个三角形位置如图3.2.7所示。
图3.2.79)对面域进行布尔运算操作。
单击Geometry Face Subtract Face,打开对话框如图3.2.8,在第一行Face文本框中选取矩形面,第二行Face文本框中选择面3,(放大的三角形),并选择Remain(保留面3),单击Apply按钮,完成布尔操作。
图3.2.810)此时,大三角形的3条边都含有重合的边,可使用Edge面板中的Connect Edges按钮重合为一条。
11)将两三角形对应的顶点相连,单击Geometry Edge Create Straight Edge,顶点连接之后,单击Geometry Face Create Face from Wireframe,将两三角形的空隙处建立成三个梯形面域,如图3.2.9所示。
图3.2.912)到这一步,大小三角形面域都已经不再需要,单击Geometry Face Delete Faces,选择face.1和face.3,单击Apply按钮删除,只保留face.2、face.4、face.5、face.6。
3.1.2计算网格的划分1)首先对三个梯形面域face.4、face.5、face.6进行网格划分。
单击Mesh Edge Mesh Edges,打开Mesh Edges面板,如图3.2.10,在面板中选取大三角的三条边,运用Interval size划分方法,并在左侧输入0.05。
图3.2.10单击Apply按钮,生成3.2.11所示的线网格。
图3.2.112)然后对连接两个三角形的3条边进行划分,在Mesh Edge面板中相关操作,在Edges中选择两三角形顶点的三条连线。
选择完后设置Ratio为0.9,以Interval count的方式进行划分,并在左侧输入10,即划分为10个间隔,单击Apply按钮生成这三条边的线网格,如图3.2.12所示。
图3.2.123)梯形面的线网格划分好后,进行梯形面的面网格划分,单击Mesh Face Mesh Faces,打开Mesh Faces面板,选中这三个面,运用Quad单元和Map方法对该面进行面网格划分,其他保持默认值,单击Apply按钮即可,其生成的网格如图3.2.13所示。
图3.2.13 梯形面域的网格划分4)外围计算区域的网格划分。
首先对矩形区域的四条边进行线网格划分,单击Mesh Edge Mesh Edges,在Edges中选取矩形的四条边,运用Interval size的划分方法,并在左侧输入0.1,单击Apply按钮,生成如图3.2.14所示的线网格。
图3.2.145)单击Mesh Face Mesh Faces ,在Mesh Faces面板中选取大矩形面,运用Tri单元与Pave方法对该面进行面网格划分,其他设置保持默认,单击Apply按钮,生成的网格如图3.2.15所示。
图3.2.153.2.3 定义边界和区域1)单击Zones Specify Boundary Types,在Specify Boundary Types面板中选择小三角形的三条边定义为壁面条件(WALL),命名为Dong-wall;选择矩形区域的左右和下边界,类型为WALL,命名为w-w;矩形的上边界,类型为PRESSURE_OUTLET,命名为p-out。
如图3.2.16所示。
图3.2.162)划分静区域和动区域,单击Zones Specify Continuum Types,在Specify ContinuumTypes面板中选择梯形面域face.4、face.5、face.6,,类型为FLUID,命名为dong;将外围计算区域也定义为FLUID,命名为jing。
如图3.2.17所示。
图3.2.173)执行File Export Mesh命令,输出网格文件,在文件名中输入shitiluoshui.mesh,并选择Export 2-D(X-Y)Mesh,确定输出的为二维模型网格文件。
如图3.2.18所示。
图3.2.15输出二维网格文件自此,在GAMBIT软件中,模型建立完毕,网格划分成功,边界定义之后,就可以生成Fluent软件进行仿真计算需要用的相关文件,为导入Fluent计算左做准备。
GAMBIT中总共生成五个文件:mesh文件、jou文件、lok文件、trn文件。
3.3 利用Fluent软件进行小球如水数值仿真计算求解计算的操作步骤如下:1)启动Fluent软件。
双击fluent6.3图标,弹出fluent version对话框,选择2d(二维单精度)计算器,单击Run按钮启动软件。
如图3.3.1所示。
图3.3.12)读入网格文件。
执行File Read Case…命令,读入划分好的网格文件shitiluoshui.msh,找到文件后,单击OK按钮确认3)检查网格。
执行Grid Check命令,网格读入后,一定要进行网格检查。
(注意最小体积一定不能为负值)4)网格比例设置。
执行Grid Scale…命令,弹出Scale Grid对话框,由于在GAMBIT 中是按照m为单位1:1建立的几何模型,所以不需要重新定义网格的尺寸,直接单击Close 按钮关闭对话框即可。
5)选择计算模型,设置求解器。
执行Define Models Solver…命令,弹出的Solver 对话框,在Time中选择Unsteady,其他保持默认值,单击OK按钮。
6)选择多相流模型。
执行Define Models Multiphase...命令,在弹出的Multiphase Model对话框中选择VOF模型,其他保持默认值。
7)定义流体材料性质。
执行Define Material命令。
从Fluent6.3自带的材料数据库中调用water-liquid[h2o<l>],顺序单击Copy,Change/Create和Close按钮,完成材料的定义,如图3.3.3所示。
图3.3.3 材料设置对话框8)定义基本相和第二相。
执行Define Phases…命令,在Phase列表框中选择Phase-1,定义为air,并在Name文本框中输入air代替原来的phase-1,选择Phase-2,定义为water-liquid,并在Name文本框中输入water代替原来的phase-2,单击OK按钮。
9)设置操作环境。
执行Define Operating Conditions命令,打开Operating Conditions 对话框,如图3.3.4所示,选中Gravity,指定重力方向为Y轴,在Y[m/s2]右侧输入-9.81,即重力方向指向底部。
同时选择Specified Operating Density选项,保持Operating Density[kg/m3]为1.225,单击OK按键确认。
图3.3.410)设置边界条件。
执行Define Boundary Conditions…命令,弹出Boundary Conditions对话框。
定义p-out(压力出口边界),单击set按钮,弹出如图3.3.5所示的对话框,保持相对压力值Gauge Pressure为0,单击OK按钮。
回到Boundary Conditions 对话框,选择phase为Water,再单击set按钮,在Pressure Outlet对话框中的Backflow Volume Fraction中输入0.图3.2.511)设置网格运动。
激活动网格并说明相关参数。
执行Define Dynamic Mesh Parameters命令,在弹出的Dynamic Mesh Parameters对话框中勾选Dynamic Mesh 复选框,对话框自动展开如图3.3.6所示,在Smoothing选项卡输入图示参数,图3.3.6勾选Remeshing,选中Size Function和Must Improve Skewness,在展开的对话框中,单击Mesh Scale Info,根据其中的参数,按照图3.3.7所示的相对较小的参数输入,单击OK按钮。