Fluent的自适应网格问题

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Fluent 动网格实例具体操作步骤

Fluent 动网格实例具体操作步骤

目录实例:Profile定义运动 (2)I、参数说明 (2)II、操作步骤 (3)一、将计算域离散为网格 (3)二、Fluent操作步骤 (4)1.启动Fluent 14.5求解器 (4)2.初始设置 (4)3.选择湍流模型 (5)4.设置流体物性 (6)5.设置边界条件 (7)6.动网格设置 (8)7.设置其它选项 (12)在Fluent中,动网格模型可以用来模拟由于流域边界运动引起流域形状随时间变化的流动情况,动网格在求解过程中计算网格要重构,例如汽车发动机中的气缸运动、阀门的开启与关闭、机翼的运动、飞机投弹等等。

CFD中的动网格大体分为两类:(1)显式规定的网格节点速度。

配合瞬态时间,即可很方便的得出位移。

当然一些求解器(如FLUENT)也支持稳态动网格,这时候可以直接指定节点位移。

(2)网格节点速度是通过求解得到的。

如6DOF模型基本上都属于此类。

用户将力换算成加速度,然后将其积分成速度。

在Fluent中,动网格涉及的内容包括:(1)运动的定义。

主要是PROFILE文件与UDF中的动网格宏。

(2)网格更新。

FLUENT中关于网格更新方法有三种:网格光顺、动态层、网格重构。

需要详细了解这些网格更新方法的运作机理,每个参数所代表的具体含义及设置方法,每种方法的适用范围。

动网格的最在挑战来自于网格更新后的质量,避免负体积是动网格调试的主要目标。

在避免负网格的同时,努力提高运动更新后的网格质量。

拉格朗日网格(固体有限元计算)网格欧拉网格(流体计算)实例:Profile定义运动I、参数说明本次实例采用的场景来自于流体中高速飞行的物体。

如子弹、火箭、导弹等。

这里只是为了说明profile在动网格运动定义中的应用,因此为了计算方便不考虑高速问题。

问题描述如下图所示:图 1 (1为运动刚体,2为计算域)图2计算说明:由于不考虑也没办法考虑刚体的变形,因此在构建面域的时候,将1中的部分通过布尔运算去除。

计算域总长度300mm,其中固体运动最大位移为:300-40-30-6mm=224mm。

第8讲 自适应网格和fluent计算数据的后处理(学生用)

第8讲 自适应网格和fluent计算数据的后处理(学生用)

FLUENT模拟中的关键问题与数据后处理以混合问题为例:一、自定义函数(p57)使用命令:Define>Custom Field Function打开自定义函数设计对话框:以定义速度水头为例:显示自定义函数的数值分布:使用命令:Display>Contours…取消Filled选项,保留其它默认设置,点击Display点击Close,结果见下图:二、使用二阶离散化方法重新计算为了提高计算精度,对于计算当中的变量可以在离散格式中,提高其精度:1)使用命令:Solve>Controls>Solution在条目下,选择能量项,并选择,此时要修改相应的能量方程的松弛因子为 0.8。

点击OK。

2)再进行200次计算:得到的结果明显改善:提高精度后的结果和前的结果比较三、 自适应网格FLUENT 设置自适应网格的目的是为了提高计算精度。

1. Display>contours…,选择温度作为显示对象;2. 取消node values 选项,再点击display ,看到单元边界不光滑,即梯度很大,其范围也会显示出来;从图中可以明显的看到,单元间边界很不光滑了。

为了改进梯度变化较大的区域的精度,我们必须建立梯度比较大的网格组合,以便于细分网格,提高计算精度。

3.在contours of 下拉菜单中,选择adption…和adaption function;显示用于改进计算精度的网格图:取消node values选项;点击display;4.把梯度范围大于0.01的显示出来,取消Options项下的Auto Range,设定min为0.01,把梯度大于0.01的边界节点显示出来:如果把min设置为0.005,网格数量明显增加:5.对高温度梯度的范围进行改进:使用Adapt>Gradient对计算区域重新修正;取消上表中的Coarsen选项,点击Compute,Fluent将修正Min和Max,把threshold值改为0.01,点击Mark,这时实际上对比较高梯度的网格节点进行了标记。

fluent命令介绍、网格划分、参数使用

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软件的使用(2)

Fluent软件的使用(2)

流动局部超音速的静压;如果流动亚音 速,则被忽略;如果流场从该边界开始 不可压缩流动: 初始化,该表压将被应用初始化计算。
可压缩流动:
入口的流动方向 湍流的物理量
总温(对于热传导或者可压缩流动)
质量流量入口Mass Flow Inlet
为可压流设计,也可用于不可压流。
总的压力被调整来满足质量流量 比压力入口的收敛难度大
Pressure-Based (coupled)
Density-Based (coupled)
压力基求解器包含两种算法:
解耦求解器,顺序求解压力修 正方程和动量方程 耦合求解器,同时求解压力修 正方程和动量方程
Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s) Solve Other Transport Equations as required
First-Order Upwind – 收敛容易,但是只有一阶精度。 Power Law – 当Recell < 5 (典型的低雷诺数)时,比一阶格式具 有更高的精度。
对流项插值格式
对流项的插值格式:
Second-Order Upwind – 具有二阶精度,当采用三角形/四面体 网格或者网格没有沿着流动方向布置时是十分必要的,收敛 速度较慢。
Monotone Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL) –应用于非结构网格的局部三阶对流项离散格式,在 计算二次流、漩涡等方面具有较高的精度。 Quadratic Upwind Interpolation (QUICK) – 适用于四边形/六面 体网格和混合网格,对于旋转流动非常有用,在均匀网格上 具有三阶精度。

fluent命令介绍网格划分参数使用

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。

参考第05章fluent网格

参考第05章fluent网格

网格的读入和使用FLUENT可以从输入各种类型,各种来源的网格。

你可以通过各种手段对网格进行修改,如:转换和调解节点坐标系,对并行处理划分单元,在计算区域内对单元重新排序以减少带宽以及合并和分割区域等。

你也可以获取网格的诊断信息,其中包括内存的使用与简化,网格的拓扑结构,解域的信息。

你可以在网格中确定节点、表面以及单元的个数,并决定计算区域内单元体积的最大值和最小值,而且检查每一单元内适当的节点数。

以下详细叙述了FLUENT关于网格的各种功能。

(请参阅网格适应一章以详细了解网格适应的具体内容。

)网格拓扑结构FLUENT是非结构解法器,它使用内部数据结构来为单元和表面网格点分配顺序,以保持临近网格的接触。

因此它不需要i,j,k指数来确定临近单元的位置。

解算器不会要求所有的网格结构和拓扑类型,这使我们能够灵活使用网格拓扑结构来适应特定的问题。

二维问题,可以使用四边形网格和三角形网格,三维问题,可以使用六面体、四面体,金字塔形以及楔形单元,具体形状请看下面的图形。

FLUENT可以接受单块和多块网格,以及二维混合网格和三维混合网格。

另外还接受FLUENT有悬挂节点的网格(即并不是所有单元都共有边和面的顶点),有关悬挂节点的详细信息请参阅“节点适应”一节。

非一致边界的网格也可接受(即具有多重子区域的网格,在这个多重子区域内,内部子区域边界的网格节点并不是同一的)。

详情请参阅非一致网格Figure 1: 单元类型可接受网格拓扑结构的例子正如网格拓扑结构一节所说,FLUENT可以在很多种网格上解决问题。

图1—11所示为FLUENT的有效网格。

O型网格,零厚度壁面网格,C型网格,一致块结构网格,多块结构网格,非一致网格,非结构三角形,四边形和六边型网格都是有效的。

Note that while FLUENT does not require a cyclic branch cut in an O-type grid,it will accept a grid that contains one.Figure 1: 机翼的四边形结构网格Figure 2:非结构四边形网格Figure 3: 多块结构四边形网格Figure 4: O型结构四边形网格Figure 5: 降落伞的零厚度壁面模拟Figure 6: C型结构四边形网格Figure 7:三维多块结构网格Figure 8: Unstructured Triangular Grid for an AirfoilFigure 9:非结构四面体网格Figure 10:具有悬挂节点的混合型三角形/四边形网格Figure 11:非一致混合网格for a Rotor-Stator Geometry选择适当的网格类型FLUENT在二维问题中可以使用由三角形、四边形或混合单元组成的网格,在三维问题中可以使用四面体,六面体,金字塔形以及楔形单元,或者两种单元的混合。

fluent网格自适应

fluent网格自适应

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。

可以从材料库database选择材料和拷贝属性,也可以在properties栏编辑属性,然后点击change/create。

5设置边界条件define-boundary conditions,根据给定条件设置6.求解solver-initialize-initializecomputer from列表中选择要计算的点,点击init,close7监控display-monitors--surface设置surface monitors的个数,勾选plot,点击define,在这里面修改和选择一些选项;然后保存:file-writer-case7 迭代.solver --iterate,会出现检测结果8,显示计算结果.8.1 利用不同颜色显示速度分布display--contours,勾选filled(就是填充),在contours of 选择,点击computer,点击display。

Fluent 使用指导

Fluent 使用指导

离散格式
离散格式是针对对流项通量而言的
可供选择的离散格式:
• First-Order Upwind – 易收敛,一阶精度。
• Power Law –对低雷诺数流动 ( Recell < 5 )比一阶格式更精确 • Second-Order Upwind – 尤其适用流动和网格方向不一致的四面体/三 角形网格,二阶精度,收敛慢 • Monotone Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL) – 对非结构网格,局部三阶精度,对二次流、旋转涡、力等 预测的更精确
• 用于几何建模和计算域划分
求解器和后处理器(Fluent)
• 设置求解模型和计算条件
• 进行计算求解
• 进行结果后处理
系统模拟器(Exceed)
• 模拟Linux运行环境,保证Gambit运行
可选用其它前处理器和后处理器,如ICEM-CFD 和TecPlot等
计算域的确定
需要哪类几何体?
几何体的选取范围?
?使用高阶离散格式二阶上风muscl?尽量让网格和流动方向一致减少伪扩散?加密网格?足够的网格密度对求解有突变的流动非常有用随着网格尺寸减少插值误差也减少?对非均匀网格尺寸变化不要太大均匀网格的截断误差小fluent提供基于网格尺寸梯度的自适应?减小网格扭曲度和长细比一般地避免使用长细比大于5的网格边界层允许使用更大长细比的网格优化四边形六面体网格使其更接近正交优化三边形四面体网格使其更接近等边湍流模型湍流模型ransbasedmodels一方程模型spalartallmaras二方程模型standardkrngkrelizablekstandardksstk多方程模型reynoldsstressmodelkkltransitionmodelssttransitionmodeldetachededdysimulationlargeeddysimulationincreaseincomputationalcostperiterationsa模型sa模型求解修正涡粘系数的一个输运方程计算量小?修正后涡粘系数在近壁面处容易求解主要应用于气动旋转机械等流动分离很小的领域如绕过机翼的超音速跨音速流动边界层流动等是一个相对新的一方程模型不需求解和局部剪切层厚度相关的长度尺度为气动领域设计的包括封闭腔内流动?可以很好计算有反向压力梯度的边界层流动?在旋转机械方面应用很广局限性?不可用于所有类型的复杂工程流动?不能预测各向同性湍流的耗散准标准k模型skeske是工业应用中最广泛使用的模型?模型参数通过试验数据校验过如管流平板流等?对大多数应用有很好的稳定性和合理的精度?包括适用于压缩性浮力燃烧等子模型ske局限性

FLUENT网格质量[整理]

FLUENT网格质量[整理]

答:我个人认为主要有三项:网格的正交性,雅可比值,扭角,和光滑性。

对于一般的cfd程序,结构化网格要求正交性和光滑性(就是你说的最大最小比率相差不大,想不出一个名次就用这个了)要比较好但是对于fluent这样基于非结构网格的,尤其是其中程序中加入了很多加快收敛速度的方法的软件,后者要求就不要太高我觉得真正需要考虑网格影响的,一般应该在结构网格上才需要基于非结构网格的有限体积法,计算通量的时候存在相邻节点的通量计算本身就可能存在计算误差,所以精度不会高到那儿,顺便说一下,对于fluent,顶多二阶格式就够了,而且绰绰有余,一般我都用一阶因为完全没有必要,其在计算中的误差远远达不到二阶的精度。

网格质量本身与具体问题的具体几何特性、流动特性及流场求解算法有关。

因此,网格质量最终要由计算结果来评判,但是误差分析以及经验表明,CFD计算对计算网格有一些一般性的要求,例如光滑性、正交性、网格单元的正则性以及在流动变化剧烈的区域分布足够多的网格点等。

对于复杂几何外形的网格生成,这些要求往往并不可能同时完全满足。

例如,给定边界网格点分布,采用Laplace 方程生成的网格是最光滑的,但是最光滑的网格不一定满足物面边界正交性条件,其网格点分布也很有可能不能捕捉流动特征,因此,最光滑的网格不一定是最好的网格。

对计算网格的一个最基本的要求当然是所有网格点的Jacobian必须为正值,即网格体积必须为正,其他一些最常用的网格质量度量参数包括扭角(skew angle)、纵横比(aspect ratio、Laplacian、以及弧长(arclength)等。

通过计算、检查这些参数,可以定性的甚至从某种程度上定量的对网格质量进行评判。

Parmley等给出了更多的基于网格元素和网格节点的网格质量度量参数。

有限元素法关于插值逼近误差估计的理论,实际上也对网格单元的品质给出了基本的规定:即每个单元的内切球半径与外切球半径之比,应该是一个适当的,与网格疏密无关的常数。

fluent 网格的读入和使用

fluent 网格的读入和使用

FLUENT教程网格的读入和使用FLUENT可以从输入各种类型,各种来源的网格。

你可以通过各种手段对网格进行修改,如:转换和调解节点坐标系,对并行处理划分单元,在计算区域内对单元重新排序以减少带宽以及合并和分割区域等。

你也可以获取网格的诊断信息,其中包括内存的使用与简化,网格的拓扑结构,解域的信息。

你可以在网格中确定节点、表面以及单元的个数,并决定计算区域内单元体积的最大值和最小值,而且检查每一单元内适当的节点数。

以下详细叙述了FLUENT关于网格的各种功能。

(请参阅网格适应一章以详细了解网格适应的具体内容。

)网格拓扑结构FLUENT是非结构解法器,它使用内部数据结构来为单元和表面网格点分配顺序,以保持临近网格的接触。

因此它不需要i,j,k指数来确定临近单元的位置。

解算器不会要求所有的网格结构和拓扑类型,这使我们能够灵活使用网格拓扑结构来适应特定的问题。

二维问题,可以使用四边形网格和三角形网格,三维问题,可以使用六面体、四面体,金字塔形以及楔形单元,具体形状请看下面的图形。

FLUENT可以接受单块和多块网格,以及二维混合网格和三维混合网格。

另外还接受FLUENT有悬挂节点的网格(即并不是所有单元都共有边和面的顶点),有关悬挂节点的详细信息请参阅“节点适应”一节。

非一致边界的网格也可接受(即具有多重子区域的网格,在这个多重子区域内,内部子区域边界的网格节点并不是同一的)。

详情请参阅非一致网格Figure 1: 单元类型可接受网格拓扑结构的例子正如网格拓扑结构一节所说,FLUENT可以在很多种网格上解决问题。

图1—11所示为FLUENT的有效网格。

O型网格,零厚度壁面网格,C型网格,一致块结构网格,多块结构网格,非一致网格,非结构三角形,四边形和六边型网格都是有效的。

Note that while FLUENT does not require a cyclic branch cut in an O-type grid,it will accept a grid that contains one.Figure 1: 机翼的四边形结构网格Figure 2:非结构四边形网格Figure 3: 多块结构四边形网格Figure 4: O型结构四边形网格Figure 5: 降落伞的零厚度壁面模拟Figure 6: C型结构四边形网格Figure 7:三维多块结构网格Figure 8: Unstructured Triangular Grid for an AirfoilFigure 9:非结构四面体网格Figure 10:具有悬挂节点的混合型三角形/四边形网格Figure 11:非一致混合网格for a Rotor-Stator Geometry选择适当的网格类型FLUENT在二维问题中可以使用由三角形、四边形或混合单元组成的网格,在三维问题中可以使用四面体,六面体,金字塔形以及楔形单元,或者两种单元的混合。

fluent讲义_各种计算模型介绍_网格介绍

fluent讲义_各种计算模型介绍_网格介绍
Example: unconnected real edges/faces connected virtual edges/faces
Edge Splits
CFD-FVM
19
7/5/2004
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
Standard κ-ε:
应用最为广泛的湍流模型,高Re数模型,不适于分离流动,
RNG (renormalization group重正规化群) κ-ε:
考虑了旋流、低雷诺数的作用, 适于自由剪切流动。主要应用于旋转机械,主要用于旋转坐标系下的流动 问题
Realizable κ-ε :
主要用于射流、大分离、回流等问题
对于二维图形来说,它必须是一个region,也就 是说要求是一个联通域。 对于三维图形而言,要求其是一个ASCI body
CFD-FVM
18
7/5/2004
由于各软件设置的最小识别尺寸不同, 导入后的几何体可能会出现:
不完整、有缝隙的几何体 有一些CFD分析时不需要的一些细小的几何结构
清理过程主要采用gambit中的虚几何操作。
CFD-FVM
24
7/5/2004
Solidification/melting model
可以求解在某一温度或一定温度范围内 有凝固或融化发生的流动过程 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
CFD-FVM
25
7/5/2004
Pollutant formation(污染物的形成过程)
CFD-FVM
23
7/5/2004

fluentgambit网格检查及优化方法

fluentgambit网格检查及优化方法

fluentgambit⽹格检查及优化⽅法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。

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。

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。

2. 不要使⽤那些书上写的y+与yp的计算公式,那个公式⼀般只能提供数量级上的参考。

推荐⼤家使⽤NASA的粘性⽹格间距计算器,设定你想要的y+值,它就能给你计算出第⼀层⽹格⾼度,与计算结果的y+很接近。

3.Fluent检查⽹格质量的⽅法,⽹格导⼊Fluent中之后,grid->check,可以看看⽹格⼤致情况,有⽆负体积,等等;在Fluent 窗⼝输⼊,grid quality然后回车,Fluent会显⽰最主要的⼏个⽹格质量。

3. 关于边界层⽹格⾼度与长度的⽐例,有本CFD书上说,⼤概在1/sqrt(Re)就可以;另外,也有这种说法,在做粘性计算时,这个⽐值可以在100-1000之间,⽆粘有激波计算时,这个⽐值要相应⼩点⼉,在10-100之间,因为要考虑激波捕捉精度问题。

1-1Fluent——网格概述

1-1Fluent——网格概述
EquiAngle Skew)来评价网格质量
max e e min max , 180 e e
max min
* max = largest angle in face or cell * min = smallest angle in face or cell * e = angle for equiangular face or cell
*网格分类
*
结构网格
网格系统中结点 排列有序,邻点间 的关系明确。
贴体网格
把物理平面上的不规则区域变换成计算平面上的规则区域
*
非结构网格
网格系统中节点的位置
无法用一个固定的法则予以
有序地命名。
优 结 构 网 格



1.可以方便准确地处理边界条件 2.计算精度、效率高 3.可以采用许多高效隐式算法和 多重网格法 1.适合于复杂区域的网格划分,特 别对奇性点的处理很简单 2.其随机的数据结构更易于作网格 自适应,以便更好地捕获流场的 物理特性
Quad/ Tri
Type的组合情况
Tri
Scheme type
Map Submap Pave TriPrimitive
Map Pave Wedge
Pave

Quad: Map

Quad: Submap

Quad: Tri-Primitive

Quad: Pave
• Quad/Tri: Map • Quad/Tri: Pave • Quad/Tri: Wedge • Tri: Pave
*
当存在二义性情况时,Gambit会默认使用混合网格 (Tet/Hybrid)和TGrid规则

Fluent的自适应网格问题

Fluent的自适应网格问题

Fluent的自适应网格问题加密网格的话有两种参考标准一种是y+值,一种是y*值,一般来说,要加密网格主要是为了是y+值满足需求,具体的情况看楼主你的需要...根据y+值来加密网格的步骤如下:运行fluent,导入cas and dat 文件后,点击adapt——Yplus/Ystar..。

,之后出现选择界面,一般情况可以保持默认界面,当然也可以根据自己的需求选择选项,一般type项选择Yplus,然后点击compute,在min及max项会出现你的选择壁面的Y+值,在其下方,有minallowed和maxallowed,输入你所需要的Y+值范围,点击Mark按钮,会标记出不符合要求的部分,然后点击adapt,就可以了,这部分区域的网格会加密,以适应你的要求Y*的步骤也是这样的但是前提是要知道你的计算的y+值范围,而这个值一般是估计值,且跟计算有关的,是个不确定量,所以一般只作参考用希望能帮到你......另外,希望给加分啊,呵呵追问我点完adpat,Yplus/Ystar这个是灰的,不能点。

回答额,你计算了吗?或者说你导入的是cas & dat 文件吗?如果不是,你都没有一个y+值的范围,怎么可能让软件给你加密网格...(这是基本条件)追问当然计算了,我保存完再导入cas& dat也不行回答那你试试计算完,直接点adapt试试.....还真没遇到过你说的情况追问adapt都能点只是里面的Yplus/Ystar不能点,是灰色的fluent里的常见问题(一)(2011-02-26 09:44:43)1什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样的影响?1、亚松驰(Under Relaxation):所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减,以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。

用通用变量来写出时,为松驰因子(Relaxation Factors)。

fluent讲义_各种计算模型介绍_网格介绍

fluent讲义_各种计算模型介绍_网格介绍

Inviscid Laminar Reynolds时均方程方法:
湍流粘性系数法 Reynolds应力方程法
Large Eddy Simulation (only 3D)
CFD-FVM
31
7/5/2004
Spalart-Allmaras:一方程模型
不适于自由剪切流动、分离流动,多用于外流,如航空航天问题。准2D问 题,如翼型绕流
E E E
S
S
S
C
C
C
R
R
CFD-FVM
13
7/5/2004
Formula for map scheme:
4*End+N*Side
Formula for submap scheme:
4*End+ L*Side + M*(E+C) + N* (2*E+R)
E
E
S
S
C E E
C E E E
S E
S E E
CFD-FVM
22
7/5/2004
Radiation
Surface to surface (S2S): 模拟封闭体内辐射传输, 不考虑参与性介质的辐射 Rosseland:扩散近似法,当光学厚度(衰减系数* 几何光学长度)大于3时使用。 P1:考虑散射,适于光学厚的介质 Discrete transfer (DTRM):不考虑散射,精确,适 于光学薄的介质 Discrete ordinates (DOM):考虑散射,精确,适于 光学薄的介质
CFD-FVM
29 7/5/2004
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:

网格自适应

网格自适应
2. Swap until the Number Swapped decreases to 0
3. 对于 3D网格,减小Minimum Skewness为0.6,重复 smoothing/swapping过程
Yplus/Ystar自适应
使壁面网格满足湍流壁面函数和湍流模型 的要求
Adapt -> Yplus/Ystar...
湍流壁面网格要求
壁面函数
标准和非网格处于过渡区
边界层中的网格单元不能太少
增强壁面处理
网格最好足够细,分辨粘性底,双层模型占主导
造成网格线相交,产生负体积 执行光顺前需保存case文件
Skewness-Based Smoothing
算法:移动节点,减小偏斜度 问题:
可能最大偏斜度降低,平均偏斜度升高 建议只对偏斜度非常高的单元进行光顺
Minimum Skewness:0.4 for 2D;0.8 for 3D.
面交换(swapping )
提高三角形和四面体网格的质量 三角形网格面交换:约束优化的Delaunay网格
交换
四面体网格面交换
skewness-based光顺与交换联用
1. skewness-based smoothing, Minimum Skewness of 0.8 for 3D, or 0.4 for 2D
动态梯度自适应设置
采用Hanging node 方法 设置Min # of Cells, Max # of Cells,超过限
制时自动调整加密和合并阈值 设置Max Level of Refine(一般设为2) 和
Min Cell Volume
等值面自适应 Adapt -> Iso-Value...

Fluent讲义-计算模型及网格划分介绍(哈工大培训)

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
20
7/5/2004
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
2
7/5/2004
CFD-FVM
3
7/5/2004
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
CFD-FVM
29
7/5/2004
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
CFD-FVM
25
7/5/2004
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

Fluent对输入网格的要求

Fluent对输入网格的要求

Fluent对输入网格的要求本文简单描述Fluent对于网格的需求。

网格的质量对数值计算的准确性和稳定性起着重要作用。

无论计算域中使用何种类型的网格,检查网格的质量都是必不可少的。

Fluent 允许用户检查的网格质量的一个重要指标是正交性。

为了确定给定网格的正交性,为每个网格面计算以下量:•网格面的面积向量与从网格中心到该面中心的向量的归一化点积•面的面积向量( ) 与从网格中心到共享该面的相邻网格中心的向量 ( ) 的归一化点积:对网格的所有面应用上面的公式进行计算,取最小值作为该网格的正交性。

因此最差网格的正交性更接近0,而最好网格的正交性更接近 1。

正交性的计算用于(但不总是等于)度量正交质量orthogonal quality。

默认情况下,正交质量取决于网格类型:•对于四面体网格、三棱柱网格及金字塔网格,正交质量为正交性和(1-网格歪斜度)的最小值•对于六面体与多面体单元,正交质量与正交性相同可以使用TUI命令mesh/enhanced-orthogonal-quality?对正交质量进行增强定义。

启用此命令后,正交质量使用各种质量度量方式来定义,包括:网格面相对于从网格中心到面中心及相邻网格中心的向量的正交性;度量局部边缘不良的网格形状(例如扭曲和/或凹度);度量网格面之间的法向变化。

这种增强的定义是评估薄棱柱网格的最佳选择。

网格质量的另一个重要指标是长宽比(aspect ratio)。

长宽比用于度量网格的拉伸程度,其被计算为以下距离的最大值与最小值之比:网格中心与面中心之间的法向距离(计算为距离向量和面法向的点积),以及网格中心与网格节点之间的距离。

对于立方体,最大距离为 0.866,最小距离为 0.5,因此长宽比为 1.732。

这种类型的定义可用于包括多面体在内的任何类型的网格。

要在Fluent中检查网格质量,可以在General任务页面中点击Report Quality按钮,控制台窗口中会输出网格质量相关信息,例如以下示例:Mesh Quality:Orthogonal Quality ranges from 0 to 1, where values close to 0 correspond to low quality.Minimum Orthogonal Quality = 6.07960e-01Maximum Aspect Ratio = 5.42664e+00如果想了解更多控制台中显示的质量的信息(包括其他质量指标和具有最低质量网格的区域),可以在点击Report Quality按钮之前设置TUI命令 mesh/checkverbosity的值为 2(有效值为 0、1、2)。

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加密网格的话有两种参考标准一种是y+值,一种是y*值,一般来说,要加密网格主要是为了是y+值满足需求,具体的情况看楼主你的需要...根据y+值来加密网格的步骤如下:运行fluent,导入cas and dat 文件后,点击adapt——Yplus/Ystar..。

,之后出现选择界面,一般情况可以保持默认界面,当然也可以根据自己的需求选择选项,一般type项选择Yplus,然后点击compute,在min及max项会出现你的选择壁面的Y+值,在其下方,有minallowed 和maxallowed,输入你所需要的Y+值范围,点击Mark按钮,会标记出不符合要求的部分,然后点击adapt,就可以了,这部分区域的网格会加密,以适应你的要求Y*的步骤也是这样的但是前提是要知道你的计算的y+值范围,而这个值一般是估计值,且跟计算有关的,是个不确定量,所以一般只作参考用希望能帮到你......另外,希望给加分啊,呵呵追问我点完adpat,Yplus/Ystar这个是灰的,不能点。

回答额,你计算了吗或者说你导入的是cas & dat 文件吗如果不是,你都没有一个y+值的范围,怎么可能让软件给你加密网格...(这是基本条件)追问当然计算了,我保存完再导入cas& dat也不行回答那你试试计算完,直接点adapt试试.....还真没遇到过你说的情况追问adapt都能点只是里面的Yplus/Ystar不能点,是灰色的fluent里的常见问题(一)(2011-02-26 09:44:43)1什么叫松弛因子松弛因子对计算结果有什么样的影响它对计算的收敛情况又有什么样的影响?1、亚松驰(Under Relaxation):所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减,以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。

用通用变量来写出时,为松驰因子(Relaxation Factors)。

《数值传热学-214》2、FLUENT中的亚松驰:由于FLUENT所解方程组的非线性,我们有必要控制的变化。

一般用亚松驰方法来实现控制,该方法在每一部迭代中减少了的变化量。

亚松驰最简单的形式为:单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a 与变化的积, 分离解算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解算器解的方程,包括耦合解算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常会出现这种情况。

最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件,并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。

最典型的情况是,亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加,但是随着解的进行残差的增加又消失了。

如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。

注意:粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的。

而且,如果直接解焓方程而不是温度方程(即:对PDF计算),基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。

要查看默认的亚松弛因子的值,你可以在解控制面板点击默认按钮。

对于大多数流动,不需要修改默认亚松弛因子。

但是,如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了,其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为,,和。

对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。

在密度和温度强烈耦合的问题中,如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动,应该对温度和/或密度(所用的亚松弛因子小于)进行亚松弛。

相反,当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时,流动密度是常数,温度的亚松弛因子可以设为。

对于其它的标量方程,如漩涡,组分,PDF变量,对于某些问题默认的亚松弛可能过大,尤其是对于初始计算。

你可以将松弛因子设为以使得收敛更容易。

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,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可能会导致不稳定。

对于所有的过渡流动计算,强烈推荐使用PISO算法邻近校正。

它允许你使用大的时间步,而且对于动量和压力都可以使用亚松驰因子。

对于定常状态问题,具有邻近校正的PISO并不会比具有较好的亚松驰因子的SIMPLE或SIMPLEC好。

对于具有较大扭曲网格上的定常状态和过渡计算推荐使用PISO倾斜校正。

当你使用PISO邻近校正时,对所有方程都推荐使用亚松驰因子为或者接近。

如果你只对高度扭曲的网格使用PISO倾斜校正,请设定动量和压力的亚松驰因子之和为比如:压力亚松驰因子,动量亚松驰因子)。

如果你同时使用PISO的两种校正方法,推荐参阅PISO邻近校正中所用的方法2在FLUENT运行过程中,经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值,此时如何解决而这里的极限值指的是什么值修正后它对计算结果有何影响Let's take care of the warning "turbulent viscosity limited to viscosity ratio****" which is not physical. This problem is mainly due to one of the following:1)Poor mesh quality.,skewness > for Quad/Hex, or skewness > for Tri/Tetra elements). {what values do you have}2)Use of improper turbulent boudary conditions.3)Not supplying good initial values for turbulent quantities.出现这个警告,一般来讲,最可能的就是网格质量的问题,尤其是Y+值的问题;在划分网格的时候要注意,第一层网格高度非常重要,可以使用NASA的Viscous Grid Space Calculator来计算第一层网格高度;如果这方面已经注意了,那就可能是边界条件中有关湍流量的设置问题,3在FLUENT运行计算时,为什么有时候总是出现“reversed flow”其具体意义是什么有没有办法避免如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响?这个问题的意思是出现了回流,这个问题相对于湍流粘性比的警告要宽松一些,有些case可能只在计算的开始阶段出现这个警告,随着迭代的计算,可能会消失,如果计算一段时间之后,警告消失了,那么对计算结果是没有什么影响的,如果这个警告一直存在,可能需要作以下处理:1.如果是模拟外部绕流,出现这个警告的原因可能是边界条件取得距离物体不够远,如果边界条件取的足够远,该处可能在计算的过程中的确存在回流现象;对于可压缩流动,边界最好取在10倍的物体特征长度之处;对于不可压缩流动,边界最好取在4倍的物体特征长度之处。

2.如果出现了这个警告,不论对于外部绕流还是内部流动,可以使用pressure-outlet边界条件代替outflow边界条件改善这个问题。

4什么叫问题的初始化在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响初始化中的“patch”怎么理解?问题的初始化就是在做计算时,给流场一个初始值,包括压力、速度、温度和湍流系数等。

理论上,给的初始场对最终结果不会产生影响,因为随着跌倒步数的增加,计算得到的流场会向真实的流场无限逼近,但是,由于Fluent等计算软件存在像离散格式精度(会产生离散误差)和截断误差等问题的限制,如果初始场给的过于偏离实际物理场,就会出现计算很难收敛,甚至是刚开始计算就发散的问题。

因此,在初始化时,初值还是应该给的尽量符合实际物理现象。

这就要求我们对要计算的物理场,有一个比较清楚的理解。

初始化中的patch就是对初始化的一种补充,比如当遇到多相流问题时,需要对各相的参数进行更细的限制,以最大限度接近现实物理场。

这些就可以通过patch来实现,patch可以对流场分区进行初始化,还可以通过编写简单的函数来对特定区域初始化。

5什么叫PDF方法FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些?概率密度函数输运输运方程方法(PDF方法)是近年来逐步建立起来的描述湍流两相流动的新模型方法。

所谓的概率密度函数(Probability Density Function,简称PDF)方法是基于湍流场随机性和概率统计描述,将流场的速度、温度和组分浓度等特征量作为随机变量,研究其概率密度函数在相空间的传递行为的研究方法。

PDF模型介于统观模拟和细观模拟之间,是从随机运动的分子动力论和两相湍流的基本守恒定律出发,探讨两相湍流的规律,因此可作为发展双流体模型框架内两相湍流模型的理论基础。

它实质上是沟通E-L模型和E-E模型的桥梁,可以用颗粒运动的拉氏分析通过统计理论,即PDF方程的积分建立封闭的E-E两相湍流模型非预混湍流燃烧过程的正确模拟要求同时模拟混合和化学反应过程。

FLUENT 提供了四种反应模拟方法:即有限率反应法、混合分数PDF 法、不平衡(火焰微元)法和预混燃烧法。

火焰微元法是混合分数PDF 方法的一种特例。

该方法是基于不平衡反应的,混合分数PDF 法不能模拟的不平衡现象如火焰的悬举和熄灭,NOx 的形成等都可用该方法模拟。

但由于该方法还未完善,在FLUENT 只能适用于绝热模型。

对许多燃烧系统,辐射式主要的能量传输方式,因此在模拟燃烧系统时,对辐射能量的传输的模拟也是非常重要的。

在FLUENT 中,对于模拟该过程的模型也是非常全面的。

包括DTRM、P-1、Rosseland、DO 辐射模型,还有用WSGG 模型来模拟吸收系数。

6在FLUENT的学习过程中,通常会涉及几个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对值参考压力有何作用如何设置和利用它?GAUGE PRESSURE 就是静压。

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