FLUENT学习方法精华总结

1.学习方法

首先看两本教材，然后开始看软件的说明。

如果说要提高效率的话，在阅读说明的时候可以先读完Getting Start Guide部分，然后大致先浏览一下User's Guide，之后重点过一遍Tutorial Guide。而且我建议Tutorial Guide部分不要因为跟自己的实际使用的模块不一样就跳过，因为实际上每一个Tutorial 都会有前处理后处理，这一部分是通用的。就算是模型部分，你也难保课题在进行过程中会需要换模型，你现在做一天算例，心里有数了，以后想尝试改变模型时心里也有底。

我个人前前后后应该是将Tutorial Guide部分的算例做了近三遍，第一遍基本按操作说明一步一步来。第一遍做下来对于Fluent这个软件的大体逻辑就有个数了。注意这里有一个问题，那就是计算流体力学的逻辑和软件的操作逻辑还不能等同的。这里涉及到一个数学模型在软件层面的具体实现路径的问题。所以你即使学过计算流体力学的课程，细致地做一遍Tutorial Guide部分的算例我觉得也是有很大的必要的。完成Tutorial Guide的第一遍演练之后，我就回头开始看User's Guide部分，并且边看边做第二遍算例演练。两个部分说明互相对照，开始明白每一步操作的实际目的是什么。渐渐知道自己在干什么了。这一个阶段会推进的比较慢，因为来回对照着做，太快了也不现实，所以需要静下心来做。第二遍完成之后，我在做第三的时候，则基本可以脱离操作说明，来完成设计了和计算了。而且User's Guide于自己课题相关的内容也基本仔细读过了。这样大体就可以进入下一个阶段了。

第三个阶段就是要真正利用Fluent计算自己的算例了。这里涉及到每个人模拟的具体物理过程，基本上大家在了解了Fluent有哪一些具体模块之后，也就清楚自己需要使用哪一个。第一步可以尽量尝试简单的几何模型以及初始条件和便捷条件。首要的目标是能够开始计算，模型跑通了才行。能够计算了才有接下来继续讨论的基础。简单模型调试成功之后接下来才算是正式能够开始课题工作了。每个人课题不同，所以在这个阶段计算的东西可能不太一样。我自己的理解是如果课题主要的工作是模拟计算的话，那么有两大东西是课题讨论的，一是在Fluent的基础之上讨论算法和计算参数的设置对于计算结果的影响，二是在稳定算例的基础之上讨论物理模型的数值模型建立方式控制方程的形式，计算模型的选择等因素对计算结果的影响。前者实际上往往是出不了什么成绩的，至少没有太多创新性的成绩。因为你始终在调整的是Fluent的用户控制界面上给

出的选项，Fluent程序底层的东西你看不到。但是不同参数下的计算结果比较作为学位论文的一部分应该没什么问题，尤其当精度和迭代求解算法等参数对计算结果又非常明显的影响的时候，也还是可以作为自己的一个发现的。而且我认为这部分工作其实是必须要做的，一方面多数情况下这些参数的选择本身可能对计算结果和收敛速度方面有直接且显著的影响，自己在调试算例的时候这些工作肯定是要做的额。另一方面完整的数值模拟过程就是要做到一个非参数化，也就是你的计算结果应该是稳定，不因网格尺寸等因素的变化而明显变化。

关于Fluent的算法和计算参数对计算结果的讨论暂且先说这么一些，下面谈一点关于物理模型到数据模型到控制方程这样思路的关于计算模型修正的讨论。这对于大多数的研究来说应该是最核心的东西，也是最难的东西，这一方面对于理论功底有要求，另一方面对于软件的使用的熟悉度也有要求。而且很多的时候计算结果不对，可能有模型构建的问题，也有软件实现的时候设置的问题，需要非常小心细致的工作才行。要走这一方面的工作学习UDF部分应该是必不可少的。如何学习编写UDF，也没有其他方法仔细看UDF Manual，然后自己尝试。这时候在自己最简单的算例上进行尝试，做到单变量变化来推进整个研究过程。不要急于求成，这个阶段是最容易出现挫败感的阶段，因为你的输入在些微细节上的疏忽就可能导致无法计算、计算不收敛、或者计算结果失真的问题。我自己在这方面是吃了很多苦头的，最开始目标设得太远直接按最复杂的模型编写UDF，编了十几个UDF插入，但是计算就是不对，然后再一个一个回头去找问题，这是特别头痛的一件事，最后都没有走通。最后是换了一种思路，从最简单的单相模型开始做，一直做到三相的模型，这样每一个阶段都能有一点结果的积累，毕业论文的压力也不会太大。关于自己模型的具体描述，对于跟我不是做一样方向的同学也没有什么价值，我就不具体详述了。关键还是细心看完UDF Manual然后自己尝试着从最简单的开始编写。另外网络上能找到一些比较复杂的UDF模板，对于同样需要编写复杂UDF的同学，不妨找来读一读，在它的基础之上做修改,这样编写起来要简单很多。

2.fluent模拟

当你决定使FLUENT解决某一问题时，首先要考虑如下几点问题：

（1）定义模型目标：从CFD模型中需要得到什么样的结果？从模型中需要得到什么样的精度？

（2）选择计算模型：你将如何隔绝所需要模拟的物理系统？计算区域的起点和终点是什么？在模型的边界处使用什么样的边界条件？二维问题还是三维问题？什么样的网格拓扑结构适合解决问题？

（3）物理模型的选取：无粘，层流还湍流？定常还是非定常？可压流还是不可压流？是否需要应用其它的物理模型？

（4）确定解的程序：问题可否简化？是否使用缺省的解的格式与参数值？采用哪种解格式可以加速收敛？使用多重网格计算机的内存是否够用？得到收敛解需要多久的时间？

在使用CFD分析之前详细考虑这些问题，对你的模拟来说是很有意义的。当你计划一个CFD工程时，请利用提供给FLUENT使用者的技术支持。

3.fluent 网格

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。网格的选择依赖于具体的问题，在选择网格的时候，你应该考虑下列问题：1）初始化的时间2）计算花费3）数值耗散4）初始化的时间。

很多实际问题是具有复杂几何外形的，对于这些问题采用结构网格或块结构网格可能要花费大量的时间，甚至根本无法得到结构网格。复杂几何外形初始化时间的限制刺激了人们在非结构网格中使用三角形网格和四面体网格。然而，如果你的几何外形并不复杂的话，两种方法所耗费的时间没有明显差别。

如果你已经有了结构网格代码如FLUENT 4生成的网格，那么在FLUENT中使用该网格会比重新生成网格节约大量的时间。这一特点也刺激了人们在FLUENT仿真中使用四边形网格和六面体网格。注意：FLUENT有一个格式转换器允许你从其它程序中读入结构网格。

CFD网格

（1）细化网格来捕捉关心的梯度；

（2）网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要；

（3）大部分可划分为四面体网格, 但六面体单元仍然是首选的；

（4）CFD网格的四面体单元通常是一阶的(单元边上不包含中节点)；