计算流体力学与FLUENT软件简介
FLUENT软件简介
FLUENT软件包简介FLUENT通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。
由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。
灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
FLUENT软件具有以下特点：☆FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法，而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法；☆定常/非定常流动模拟，而且新增快速非定常模拟功能；☆FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题，用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件，余下的网格变化完全由解算器自动生成。
网格变形方式有三种：弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。
其局部网格重生式是FLUENT所独有的，而且用途广泛，可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题；☆FLUENT软件具有强大的网格支持能力，支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。
值得强调的是，FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术；☆FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法，是商用软件中最多的；☆FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。
湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。
另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型；☆适用于牛顿流体、非牛顿流体；☆含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射；☆化学组份的混合/反应；☆自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型；☆融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型；☆离散相的拉格朗日跟踪计算；☆非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）；☆风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型；☆惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格；☆动静翼相互作用模型化后的接续界面；☆基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型；☆质量、动量、热、化学组份的体积源项；☆丰富的物性参数的数据库；☆磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题；☆连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题；☆高效率的并行计算功能，提供多种自动/手动分区算法；内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。
关于Fluent的ppt
Catia 建立的三维模型
两孔内冷钻切削液三维模型 四孔内冷钻切削液三维模型
二、网格生成
1、网格分为结构性网格和非结构性网格 。结构 性网格包括2D四边形网格和3D六面体网格；非结 构性网格包括2D三角形网格，3D四面体，金字塔
形以及楔形网格。
2、网格划分的顺序
在gambit中，划分网格按照先线，后面，再体
的顺序进行
3、设置边界条件
根据问题的需要选择边界条件，在Fluent中 还可以修改的。这里根据假设条件，设置了 每个进口及出口的速度，温度以及压力数值。 4、输出网格
利用Ansys.Fluent划分网格
两孔内冷钻切削液模型网格划分 四孔内冷钻切削液模型网格划分
结果分析
模型分析-----速度
四孔内冷却钻切削液
对较好。
CFD方法求解流体润滑流程
（1）确定模拟目的
（（4）设置物理问题 （5）定义求解器 （6）边界条件
（7）解法
（8）后处理
3.分析过程
一、关于模型建立与导出： 采用三维Catia软件建立两孔与四孔的切削 液流体模型；在建模过程中注意以下两点： (1) 模型应导出为Parasolid（*.x_t); (2) 建模时的中心坐标不同，导入到 Ansys.fluent中也不同，在求解器设置过程中， 旋转中心坐标和参考方向坐标也会有所不同。
两孔内冷却钻切削液
模型分析-----温度
四孔内冷却钻切削液
两孔内冷却钻切削液
模型分析-----压力
四孔内冷却钻切削液
两孔内冷却钻切削液
结论
以上对比可以看出：四孔内冷钻切削 液在同等条件下排除切屑的能力比两孔的 要强。并且，由于同等进口温度、速度、压 力下，四孔的出口压力更小，这样可以使 四孔内冷钻能够加工更深的孔，并且效果相
介绍计算流体力学通用软件_Fluent_李勇
A辑第16卷第2期 水动力学研究与进展 Ser.A,V ol.16,N o.2 2001年6月 JOU RNAL OF HYDRODYNAM ICS June,2001文章编号:1000-4874(2001)02-0254-05介绍计算流体力学通用软件——Fluent李勇1, 刘志友2, 安亦然1(1.北京大学力学系,北京100871; 2.624研究所,四川江油621700) 摘 要: 计算机软件是计算机知识的一种形式,计算流体力学通用软件是它在流体力学方面的一个积累,是前人留给后人的宝贵财富,我们应该充分利用。
F luent软件是流体力学中通用性较强的一份商品软件,它不但可以为工程设计服务,亦可为科学研究所用。
本文用它分析了同心球壳间Couette流动,算出了稳定的T aylo r涡族以及它们的分叉过程。
关 键 词: 计算流体力学;通用软件;F luent;分叉中图分类号: O35 文献标识码:B科学家是站在人类肩膀上的人。
他们在人类已有的文化基础上进行工作,将它推向更高处。
如今世界尚未大同,涉及国家安全和经济利益的“文明”尚无法共享。
但确有一大类,特别是基础类的文化是可以共享的,是“无国界”的。
对于这类学科的学者都有一定的国际性,他们在工作时自然应该首先了解“我们”已有的基础,然后,在这基础上再去做新的研究。
对于基础科学的研究我们国家一直是重视的。
但在实行开放以前与国外来往较少。
研究工作处处都得由自己从头做起。
由于底子薄,起点低,最后的成果当然也高不了。
常常花大力气做了一些别人早已做过的工作。
如今实行开放政策,基础理论的研究可以与国外自由交流,别国的科研成果可以为我们所用,而我们亦该在已有的工作的基础上,合理地利用我们有限的人力和资源,作进一步的研究。
计算机发明之初,想要用它,就得自己从机器码开始编程序。
有的程序码用的机会多,就成为软件,只要做一次,就可无限制地使用。
就是说,这部分功能的软件今后不必再编。
fluent简介PPT课件
多相流模型
多流体（VOF）模型 离散相（DPM）模型 密相DPM（DDPM）模型 离散元（DEM）模型
流化床中的Leabharlann 泡化学反应模型涡耗散模型 均衡混合颗粒模型 小火焰模拟 大量气体燃烧、煤燃烧、液体燃料燃烧的预混合模型 预测SOx 生成、NOx 生成和分解的特殊模型
低NOx燃烧器
声学模型
Fflow-Williams&Hawkings声学模型
结构网格生成
Fluent求解计算
根据需要选择2d、2ddp、3d、3ddp解算器
输入网格；File -> Read -> Case（读取网格.msh）
检查网格和缩放： Check&Scale
选择物理模型
定义物质属性
定义边界条件
求解方程设置
初始化流场
计算结束、保存结果
后处理（Fluent）
后处理
fluent自带/CFD—post
Fluent 实例应用
模拟气体通过SCR反应器
得到气体通过SCR反应器时：
压力变化趋势 速度变化情况
气体采用氮气 采用标准k-ε标准模型
Fluent 实例应用
Solidworks建模
零件另存为 .x_t格式
ICEM划分网格
导入几何结构和创建part
非结构网格生成
FLUENT 14.0超级学习手册 作 者：唐家鹏 编著 出 版 社人民邮电出版社
ANSYS FLUENT 14.0仿真分析与优化设计 作 者孙帮成，李明高 主编 出 版 社机械工业出版社
仿真论坛：
小木虫论坛： /bbs/index.php 仿真论坛：
压力云图
后处理(Fluent) 速度云图和矢量图
大型通用计算流体力学软件Fluent
Ｆｌｕｅｎｔ软件并行运行可以基于共享内存或分布式
内存系统，并行效率高。并行采用区域分解并行技
术，可以自动区域分解，也可以手动用工具分解网
用 格。并行的时候既可以采用标准的消息传递库，也 与应 可以采用专用的通信库，通信方式灵活多样。通信 发展 印 过程中支持动态负载平衡，确保全局高效并行，并 算 编 且可以与ＬＳＦ／ＳＧＥ等作业调度系统相匹配。
并行规模 精度
３２位ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１２８ＣＰＵ ３２位、６４位 ３２位、６４位
２．４ 软件使用基本步骤 申请帐号——获取系统和软件使用权。
２．２ 软件运行性能 Ｆｌｕｅｎｔ软件的性能加速比与ＣＰＵ数目呈近似线性
关系，即求解器解线性方程得并行能力是近似线性
模型准备——用户准备模型数据文件（．ｃａｓ文 件、．ｄａｔ文件和命令流文件、用户子程序等）和一个作 业脚本文件。
分析中，主要包括：
Ｆｌｕｅｎｔ软件是一个通用的ＣＦＤ软件包，用来模拟
航空航天
从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动，能够
航空发动机、导弹、固体火箭发动机、空气动
处理复杂的流体和传热问题。由于采用了多种求解
力学分析、旋转机械分析、气动噪音分析、翼端旋
方法和多重网格加速收敛技术，因而ＦＬＵＥＮＴ能达到
形和多面体网格；支持界面不连续的网格、混合网
用 格 、 动 ／ 变 形 网 格 以 及 滑 动 网 格 等 ； 支 持 网 格 自 适 与应 应，包括网格一致自适应和孤立点自适应；包含网 展 格平滑和网格操作工具；支持混合网格生成和网格 算发 编印 间物理量插值功能。
计 心 数值算法 性能 算中 Ｆｌｕｅｎｔ软件核心求解器包含基于压力隐式算法、 高 计 基于密度隐式算法和基于密度显式算法三种；所有 超级 算 法 都 是 基 于 有 限 控 制 体 积 法 ， 支 持 非 结 构 化 网 上海 格，动态时间步长和动态内存分配，充分满足用户
fluent中升力的计算
fluent中升力的计算
摘要：
1.Fluent 简介
2.升力计算原理
3.Fluent 中升力计算的方法
4.Fluent 中升力计算的应用实例
5.总结
正文：
【1.Fluent 简介】
Fluent 是一款广泛应用于流体力学领域的计算流体力学（CFD）软件，其强大的功能和易于操作的用户界面使其在工程界受到广泛欢迎。
Fluent 可以模拟各种流体流动问题，例如流体流动、传热、传质等，为工程设计提供了重要的理论依据。
【2.升力计算原理】
升力是流体力学中的一个重要概念，它是指流体在物体表面产生的向上的力。
升力的计算原理主要包括两种：一种是基于无旋流动的升力计算，另一种是基于粘性流动的升力计算。
【3.Fluent 中升力计算的方法】
在Fluent 中，升力计算主要采用基于无旋流动的升力计算方法。
该方法假设流体在物体表面是无旋的，因此物体表面的切向应力为零。
根据这一假设，可以得到一个基于无旋流动的升力计算公式。
【4.Fluent 中升力计算的应用实例】
下面是一个简单的Fluent 中升力计算的应用实例：
假设我们要计算一个平板在流体中产生的升力，我们可以按照以下步骤进行操作：
（1）创建一个Fluent 模型，设置流体的物理性质，例如密度、粘度等；
（2）定义流场的边界条件，例如入口速度、出口压力等；
（3）设置平板的几何参数，例如长度、宽度等；
（4）运行Fluent 模型，计算流场；
（5）在Fluent 中查看升力计算结果。
【5.总结】
总的来说，Fluent 是一款强大的CFD 软件，它可以用来计算流体流动中的各种物理量，包括升力。
FLUENT软件及其在我国的应用
FLUENT软件及其在我国的应用本文将介绍FLUENT软件及其在我国的应用。
FLUENT是一款流行的流体动力学模拟软件，广泛应用于流体流动、传热、燃烧等领域，在我国也得到了广泛的应用和发展。
FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的一款计算流体动力学（CFD）软件。
它基于先进的数值计算方法，可以模拟复杂流体流动、传热、燃烧等现象，被广泛应用于航空、航天、能源、环保、化工等领域。
FLUENT软件的发展历程可以追溯到1983年，当时FLUENT公司的创始人之一J.F.兴致勃勃地进行了流体动力学计算，并开发了FLUENT 的前身。
经过几十年的发展，FLUENT软件已经成为流体动力学模拟领域的佼佼者，被全球数百万工程师和科学家广泛使用。
FLUENT软件的功能特点包括：前后处理功能强大，可实现复杂几何形状的网格生成和自动加密；支持多种求解器，可实现稳态或瞬态模拟，包括不可压缩流、可压缩流、多相流等；支持多种物理模型，如传热、湍流、化学反应等；可输出丰富的结果数据，包括速度、压力、温度、浓度等。
FLUENT软件在我国的应用也非常广泛。
在智慧城市建设方面，FLUENT软件可以用于模拟城市气流场、温度场、污染物扩散等，为城市规划提供科学依据；在工业制造领域，FLUENT软件可帮助企业进行流体流动、传热、燃烧等过程的模拟和优化，提高生产效率和产品质量；在交通运输领域，FLUENT软件可用于车辆流动、空气动力学性能评估等，提高交通工具的效率和安全性。
以某城市热岛效应模拟为例，FLUENT软件可以用来模拟城市中的热气流分布、温度场和污染物扩散等情况。
通过模拟不同方案下的城市气候状况，可以为城市规划提供参考依据，优化城市空间布局和资源配置。
FLUENT软件在我国具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
它不仅可以帮助企业提高产品性能和质量，还可以为我国的科研和设计工作提供强有力的支持。
随着我国科技创新的不断推进，FLUENT软件将在更多领域得到广泛应用，为我国的科技进步和社会发展做出更大的贡献。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域，可用于模拟和分析各种流体现象。
其中，Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件，本文将对其进行详尽介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件，已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库，可用于模拟包括传热、流淌、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点，能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力：Fluent支持多物理场的耦合模拟，如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以便利地将多个模拟场景进行耦合，实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多标准模拟能力：Fluent可实现多标准模拟和跨标准传递分析，从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟：Fluent具备卓越的自由表面流模拟能力，可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富：Fluent内置了多种求解器和前处理器，可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可依据详尽问题选择合适的求解器，提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库：Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库，可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用，可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等浩繁工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域：1. 汽车空气动力学：Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真，优化车身外貌，提升汽车的空气动力学效果。
fluent在科研的应用
fluent在科研的应用
Fluent在科研领域有着广泛的应用。
Fluent是一种计算流体力
学（CFD）软件，可以用于模拟和分析流体流动、传热和化学反应等
现象。
在科研中，Fluent可以被用于多个领域和应用，以下是一些
常见的应用：
1. 汽车空气动力学研究，Fluent可以用于模拟汽车在高速行
驶时的空气动力学特性，包括气流分布、阻力和升力等，有助于优
化汽车外形设计和提高燃油效率。
2. 航空航天工程，在航空航天领域，Fluent可以用于模拟飞
机和火箭的空气动力学特性，包括气动力学性能、燃烧室内流动等，有助于设计更高效、更安全的飞行器。
3. 燃烧和热传递研究，Fluent可以用于模拟燃烧过程和热传
递现象，比如燃烧室内的流动和化学反应，以及热交换设备的设计
和优化。
4. 环境工程，在环境工程领域，Fluent可以用于模拟大气污
染物的扩散和传播，水流动和污染物传输等，有助于评估环境影响
和制定环境保护策略。
5. 医学工程，Fluent也可以在医学工程领域应用，比如模拟血液流动、呼吸道内气流分布等，有助于研究疾病机理和医疗设备设计。
总的来说，Fluent在科研中的应用非常广泛，可以帮助研究人员模拟和分析各种流体力学现象，为各个领域的工程和科学问题提供解决方案。
通过Fluent的模拟和分析，研究人员可以更好地理解流体力学现象，优化设计方案，提高工程效率，推动科学研究的进展。
cfd fluent简介
对流过壁面隆起的流动，用WM-LES模型精确地预测摩擦系数
传热和辐射模型
P1和Rossland模型 Surface to surface 模型 DO(Discrete Ordinates)模型&DRTM（Discrete Ray Tracing Module）模型 太阳辐射模型
燃气轮机燃烧室温度场
Fluent 软件介绍
目录
Fluent 概述 Fluent 应用实例展示 Fluent 主要物理模型 Fluent 仿真计算过程 Fluent 实例应用
Fluent概述
发展历史
1975年 谢菲尔德大学（UK）开发了Tempest 1983年 美国的流体技术服务公司creature推出fluent 1988年 Fluent Inc.成立 …… 2006年 被ANSYS收购 在被ANSYS收购后为6.3版本 2009年发布12.0版本 …… 2015年发布16.0版本
多相流模型
多流体（VOF）模型 离散相（DPM）模型 密相DPM（DDPM）模型 离散元（DEM）模型
流化床中的气泡
化学反应模型
涡耗散模型 均衡混合颗粒模型 小火焰模拟 大量气体燃烧、煤燃烧、液体燃料燃烧的预混合模型 预测SOx 生成、NOx 生成和分解的特殊模型
低NOx燃烧器
声学模型
Fflow-Williams&Hawkings声学模型
后处理
fluent自带/CFD—post
Fluent 实例应用
模拟气体通过SCR反应器 得到气体通过SCR反应器时： 压力变化趋势 速度变化情况 气体采用氮气 采用标准k-ε标准模型
Fluent 实例应用
Solidworks建模
零件另存为 .x_t格式
计算流体力学与FLUENT软件简介
对声学来说，ANSYS Fluent能用几种方法计算非稳态压力脉 动引起的噪声。瞬态LES对表面压力的预测能用内嵌的傅立叶变 换工具（FFT）转化为频谱。Ffowcs–Williams 和 Hawkings声类 比能模拟各种的声传播，从暴露的钝体到旋转风扇叶片。宽频噪 声模型能基于稳态仿真的结果预估声源。
在Model Constants 项中的模型 常数是被广泛认可的常数，不用 改变，保留其他默认设置。
Fluent算例介绍
要处理边界层内的流动问题需考虑以下三种情况：
① 层流底层 （y+ < 5）； ② 过渡区域 （5 < y+ < 30）； ③ 紊流区域 （y+ > 30）。
y u* y
/
多相流
许多CFD应用所包பைடு நூலகம்的流体是多相而不仅是一相。ANSYS Fluent 是多相流模型技术的领导者。其各类功能让工程师能洞察那些常常难 以测量的设备内部。对不同类型的多相流 ANSYS Fluent软件提供不同 的模型。
反应流
ANSYS Fluent都提供了丰富的架构来模拟伴随化学反应和燃烧的 流动。ANSYS Fluent中的反应流模型能处理大量的气体、煤和液体 燃料燃烧模拟。同时也包括预测SOx 生成、NOx 生成和分解的特殊 模型。该技术的表面反应功能可以预测气体和表面组分的反应，也能 预测不同组分间的反应，因此，能严格预测沉积和蚀刻。
选择2D 求解器
流场初 始化
选择求解 的方程
条件计算 控制参数
确定边界类型 及边界条件
确定流体的 材料性质
Fluent算例介绍
问题描述 温度为T0、压强为P0的理想气体以均速V0流过温度为
fluent介绍
第1章绪论FLUENT是世界领先的CFD软件，在流体建模中被广泛应用。
由于它一直以来以用户界面友好而著称，所以对初学者来说非常容易上手。
FLUENT的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
本章简要介绍CFD的基本概念及原理，并阐述FLUENT的基本特点及分析思路。
CFD软件简介。
FLUENT的功能和特点。
FLUENT 6.3流体分析过程。
1.1 CFD软件简介1.1.1 CFD概述CFD是计算流体动力学的简写(Computational Fluid Dynamics)，其基本的定义是通过计算机进行数值计算和图像显示，分析包含流体流动和热传导等相关物理现象的系统。
CFD进行流动和传热现象分析的基本思想是用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替将空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场；然后，按照一定的方式建立这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，通过求解代数方程组获得场变量的近似值。
CFD可以看成在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值模拟。
通过这种数值模拟，得到复杂问题基本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)在流场内各个位置的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。
还可据此算出相关的其他物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。
此外，与CAD联合，还可进行结构优化设计等。
CFD具有适应性强、应用面广的优点。
由于流动问题的控制方程一般是非线性的，自变量多，计算域的几何形状和边界条件复杂，很难求得解析解，只有用CFD方法才有可能找出满足工程需要的数值解；而且，可利用计算机进行各种数值试验，例如，选择不同流动参数进行物理方程中各项有效性和敏感性试验，从而进行方案比较。
计算流体动力学CFD简介
“开始”→“程序”→Fluent Inc Products→Fluent 6.2.16→Set environment， 单击Set environment，就会进入如图3-3所示的对话框。单击“是”按钮 就设 置好了Fluent的环境变量。
图3-3 系统提示设置Fluent的环境变量
选择“开始”→“程序”→Fluent Inc Products→Gambit2.2.30→Set environment，单击Set environment，进入如图3-4所示的对话框。单击 “是”按钮就设置好了Gambit的环境变量。另外，注意以上两种环境变 量设置好后需要重启系统，否则仍会提示找不到环境变量。
图3-2 各软件之间的关系图
2.3 Fluent软件包的安装及其运行
2.3.1 Fluent软件包的安装
Fluent的安装顺序如下： (1) 安装Exceed。推荐安装Exceed6.2版本。 (2) 安装Gambit。单击Gambit的安装，按照提示就可以完成安装，推 荐安装Gambit2.2.30。 (3) 安装Fluent。单击Fluent安装文件，按照提示就可以完成安装, 推 荐安装Fluent6.2..016。 一般来说，Fluent和Gambit的安装推荐使用默认安装设置。当按照以 上的安装步骤安装完毕以后，还要对Fluent和Gambit的环境变量进行设置 。
7.导热与对流换热耦合问题。 8.辐射换热。 9.惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟。 10.多运动坐标系下的流动问题。 11.化学组分混合与反应。 12.可以处理热量、质量、动量和化学组分的源项。 13.用Lagrangian轨道模型模拟稀疏相（颗粒、水滴、气泡等）。 14.多孔介质流动。 15.一维风扇、热交换器性能计算。 16.两相流问题。 17.复杂表面形状下的自由面流动。
fluent流体仿真软件原理
fluent流体仿真软件原理
Fluent流体仿真软件是由美国Ansys公司开发的一款流体动力
学仿真软件，它基于有限体积法和数值求解方法，用于模拟和分析
流体力学现象。
其原理涉及以下几个方面：
1. 有限体积法，Fluent使用有限体积法对流场进行离散化处理。
它将流场分割成有限体积的控制体，并在每个控制体内求解流
体的守恒方程，如质量守恒、动量守恒和能量守恒等。
这种方法能
够准确描述流体在空间和时间上的变化，是流体动力学仿真的基础。
2. 数值求解方法，Fluent采用数值求解方法对离散化后的守
恒方程进行求解。
这包括对流方程、扩散方程和源项的离散化处理，以及时间推进和迭代求解等过程。
通过数值求解方法，可以得到流
场的速度、压力、温度等物理量的分布和变化规律。
3. 物理模型，Fluent软件内置了多种物理模型，包括湍流模型、传热模型、化学反应模型等，用于描述不同流体现象的特性。
用户可以根据具体问题选择合适的物理模型，对流场进行更精确的
仿真和分析。
4. 网格生成，在进行流体仿真前，需要对计算区域进行网格划分。
Fluent能够生成结构化或非结构化网格，以适应不同流场的复杂几何形状和流动特性。
良好的网格质量对于准确求解流场至关重要。
总的来说，Fluent流体仿真软件的原理包括有限体积法的离散化处理、数值求解方法的应用、物理模型的选择和网格生成等多个方面。
通过这些原理的综合运用，Fluent能够对流体力学现象进行准确、高效的模拟和分析，为工程和科研领域提供重要的支持和帮助。
计算流体力学与FLUENT软件简介
流固耦合
通过ANSYS Fluent和 ANSYS 结构力学的耦合可以模拟固体运动 对流动的影响。ANSYS Fluent中流体域的网格变形算法既稳健又 灵活，能允许甚至很大的边界位移。对更极端的边界运动，单个网 格拓扑不足以模拟整个变形，ANSYS Fluent提供模拟中按需自动 重新划分网格的选项。
➢ 适用范围广。FLUENT含有多种传热燃烧模型 及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从 低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反 应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的 领域；
➢ 精度提高，可达二阶精度。
Fluent 软件结构
FLUENT包应该包括以下几个部分： 1. FLUENT解法器 2. prePDF，用于模拟PDF燃烧过程 3. GAMBIT，网格生成 4. TGrid，额外的处理器，用于从现有的边界网格生成体
多相流
许多CFD应用所包含的流体是多相而不仅是一相。ANSYS Fluent 是多相流模型技术的领导者。其各类功能让工程师能洞察那些常常 难以测量的设备内部。对不同类型的多相流 ANSYS Fluent软件提 供不同的模型。
反应流
ANSYS Fluent都提供了丰富的架构来模拟伴随化学反应和燃烧的 流动。ANSYS Fluent中的反应流模型能处理大量的气体、煤和液 体燃料燃烧模拟。同时也包括预测SOx 生成、NOx 生成和分解的 特殊模型。该技术的表面反应功能可以预测气体和表面组分的反应 ，也能预测不同组分间的反应，因此，能严格预测沉积和蚀刻。
湍流模型
ANSYS Fluent软件一直重点关注开发领先的湍流模型，精确有 效地捕捉湍流效应。尤其关注的是经广泛测试的剪切应力湍流模型 （SST），因其对非平衡湍流边界层流动和传热的预测有明显的优 势。 Fluent也提供了创新的模型来求解层流到湍流的转捩。此外 ，ANSYS Fluent提供了大量的尺度解析湍流模型。
FLUENT软件及其在我国的应用
FLUENT软件及其在我国的应用一、本文概述随着计算流体力学（CFD）技术的飞速发展，FLUENT软件作为一款功能强大的流体仿真工具，已经在我国多个领域得到了广泛的应用。
本文旨在全面介绍FLUENT软件的基本特性、技术原理、应用领域以及在我国的发展现状和前景。
我们将首先概述FLUENT软件的核心功能和特点，然后深入探讨其在我国航空、能源、建筑、环保等关键行业中的具体应用案例，最后展望FLUENT软件在我国未来的发展趋势和可能面临的挑战。
通过本文的阅读，读者可以对FLUENT软件有一个全面的了解，同时也能了解到该软件在我国各个领域的应用情况和发展前景。
这对于推动我国流体仿真技术的发展，提高我国相关行业的科技创新能力和市场竞争力具有重要的参考价值和指导意义。
二、FLUENT软件的基本功能和特点FLUENT，作为一款广泛应用的流体动力学模拟软件，其强大的功能和突出的特点使其在众多工程和科学领域中占据了重要地位。
该软件基于有限体积法，可以对复杂的流体流动和传热问题进行高效、准确的模拟。
流动模拟：FLUENT能够模拟包括层流、湍流、不可压缩和可压缩流体在内的各种流动状态。
其内置的多种湍流模型，如k-ε模型、k-ω模型等，使得软件能够应对从简单的管道流到复杂的工业流体系统的各种流动问题。
传热模拟：除了流动模拟外，FLUENT还能够进行包括自然对流、强制对流、热传导和热辐射等多种传热过程的模拟。
多物理场耦合：FLUENT能够与多种其他物理场模拟软件（如ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell等）进行无缝集成，实现流体流动与结构、电磁等多物理场的耦合分析。
化学反应模拟：软件内置了多种化学反应模型，可以对燃烧、化学反应动力学等过程进行精确的模拟。
用户友好：FLUENT拥有直观的操作界面和丰富的用户手册，使得用户能够轻松上手，进行复杂的模拟操作。
高度灵活：软件提供了丰富的物理模型选择，用户可以根据实际需求选择合适的模型进行模拟。
Ansys专业的流体力学分析软件：FLUENT介绍
Ansys专业的流体⼒学分析软件：FLUENT介绍Ansys 专业的流体⼒学分析软件：FLUENT 介绍想起CFD，⼈们总会想起FLUENT，丰富的物理模型使其应⽤⼴泛，从机翼空⽓流动到熔炉燃烧，从⿎泡塔到玻璃制造，从⾎液流动到半导体⽣产，从洁净室到污⽔处理⼯⼚的设计，另外软件强⼤的模拟能⼒还扩展了在旋转机械，⽓动噪声，内燃机和多相流系统等领域的应⽤。
今天，全球数以千计的公司得益于FLUENT 的这⼀⼯程设计与分析软件，它在多物理场⽅⾯的模拟能⼒使其应⽤范围⾮常⼴泛，是⽬前功能最全的CFD 软件。
FLUENT 因其⽤户界⾯友好，算法健壮，新⽤户容易上⼿等优点⼀直在⽤户中有着良好的⼝碑。
长期以来，功能强⼤的模块，易⽤性和专业的技术⽀持所有这些因素使得FLUENT 受到企业的青睐。
⽹格技术，数值技术，并⾏计算计算⽹格是任何CFD 计算的核⼼，它通常把计算域划分为⼏千甚⾄⼏百万个单元，在单元上计算并存储求解变量，FLUENT 使⽤⾮结构化⽹格技术，这就意味着可以有各种各样的⽹格单元：⼆维的四边形和三⾓形单元，三维的四⾯体核⼼单元、六⾯体核⼼单元、棱柱和多⾯体单元。
这些⽹格可以使⽤FLUENT 的前处理软件GAMBIT ⾃动⽣成，也可以选择在ICEM CFD ⼯具中⽣成。
在⽬前的CFD 市场， FLUENT 以其在⾮结构⽹格的基础上提供丰富物理模型⽽著称，久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度，新的NITA 算法⼤⼤减少了求解瞬态问题的所需时间，成熟的并⾏计算能⼒适⽤于NT，Linux 或Unix 平台，⽽且既适⽤单机的多处理器⼜适⽤⽹络联接的多台机器。
动态加载平衡功能⾃动监测并分析并⾏性能，通过调整各处理器间的⽹格分配平衡各CPU 的计算负载。
⼴州有道科技培训中⼼ h t t p ://w w w .020f e a .c o m湍流和噪声模型FLUENT 的湍流模型⼀直处于商业CFD 软件的前沿，它提供的丰富的湍流模型中有经常使⽤到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应⼒模型等，随着计算机能⼒的显著提⾼，FLUENT 已经将⼤涡模拟（LES）纳⼊其标准模块，并且开发了更加⾼效的分离涡模型（DES），FLUENT 提供的壁⾯函数和加强壁⾯处理的⽅法可以很好地处理壁⾯附近的流动问题。
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由理想气体状态方程，来流气体的密度为 ρ=P0/(RTO)=1.177kg/m3
来流的雷诺数为
ReL=V0L/(u/ρ)=1.266×106
Fluent算例介绍
4.紊流模型的确定
Model选择k-e模型； k-e 模型中选择理想化模型； 对于边界层流来说，Realizable k-e模型比Standard k-e模型精 度更高。
传热和辐射
在许多工业设备像涡轮叶片、发动机缸体和燃烧室，以及建筑和 结构中，优化传热都非常关键。ANSYS Fluent软件有最新的共轭传 热（CHT）技术，把流体动力学和固体材料的内部导热联合起来计算 。固体域可以直接划分网格，或用壳模型做为薄壁模拟。ANSYS Fluent引入了丰富的模型来计算各类流体和固体间的辐射传热，包括 全透明、半透明或不透明辐射。
Fluent算例介绍
5.定义边界条件
② 设置出流边界 在Zone项选择outflow，如图所示。
Gauge Pressure 为0，表示绝对压强 为操作压强。 出流边界的表压强=绝对压强-操作压 强 ③ 设置平板边界条件 在Zone项选择plate，如图所示。
Fluent算例介绍
第5步：求解 ① 采用二阶离散方法进行计算，如
u* 0
运用Fluent对该问题进行求解后，可以求得对应于不同位置网格的 y+值。
Fluent算例介绍
当网格的粗细度处于紊流区域（y+ > 30），选择 Enhanced Wall Treatment 可用来提高边界问题的计算精 度；
当网格的粗细度处于过渡区域（5 < y+ < 30），选择 Enhanced Wall Treatment 也可用来提高边界问题的计算 精度，但是作用不明显。
多相流
许多CFD应用所包含的流体是多相而不仅是一相。ANSYS Fluent 是多相流模型技术的领导者。其各类功能让工程师能洞察那些常常难 以测量的设备内部。对不同类型的多相流 ANSYS Fluent软件提供不同 的模型。
反应流
ANSYS Fluent都提供了丰富的架构来模拟伴随化学反应和燃烧的 流动。ANSYS Fluent中的反应流模型能处理大量的气体、煤和液体 燃料燃烧模拟。同时也包括预测SOx 生成、NOx 生成和分解的特殊 模型。该技术的表面反应功能可以预测气体和表面组分的反应，也能 预测不同组分间的反应，因此，能严格预测沉积和蚀刻。
被ANSYS收购后，命名为6.3版本 12.0版本发布 13.0版本发布 14.0版本发布 15.0版本发布 16.0版本发布
Fluent 基本功能及特点
网格灵活性
ANSYS Fluent软件的网格具有完全的灵活性，包括能相对容易 地对复杂几何生成非结构网格来求解流动问题。所支持的网格类型包 括三角形、四边形、四面体、六面体、棱柱体（楔形）和多面体。
湍流模型
ANSYS Fluent软件一直重点关注开发领先的湍流模型，精确有 效地捕捉湍流效应。尤其关注的是经广泛测试的剪切应力湍流模型（ SST），因其对非平衡湍流边界层流动和传热的预测有明显的优势。 Fluent也提供了创新的模型来求解层流到湍流的转捩。此外，ANSYS Fluent提供了大量的尺度解析湍流模型。
英国谢菲尔大学开发了Tempest 美国的流体技术服务公司creature推出fluent Fluent Inc.成立 收购最大对手FDI公司（ FIDAP ） 收购Polyflow公司（粘弹性和聚合物流动模拟） 被ANSYS收购
Fluent 发展历程
2006年 2009年 2010年 2011年 2013年 2015年
流固耦合
通过ANSYS Fluent和 ANSYS 结构力学的耦合可以模拟固体运动 对流动的影响。ANSYS Fluent中流体域的网格变形算法既稳健又灵 活，能允许甚至很大的边界位移。对更极端的边界运动，单个网格拓 扑不足以模拟整个变形，ANSYS Fluent提供模拟中按需自动重新划 分网格的选项。
图所示，density等参数均选择 Second Order Upwind； ② 设置流场初始值 ③ 设置收敛临界值 ④ 保存并计算
Fluent算例介绍
残差迭代收敛曲线
Fluent算例介绍
第6步：计算结果分析 ① y+分析
Fluent算例介绍
第6步：计算结果分析 ① 在 x=1m 处的速度分布
这些工业应用涵盖了从飞机机 翼的空气外流到锅炉的燃烧，从 塔内气泡流到钻井平台，从血液 流动到半导体制造，以及从洁净 室设计到污水处理厂。
一些特殊的模型如内燃机 燃烧、气动噪声、旋转机械和多 相流系统也进一步扩大了软件的 应用范围。
Fluent 发展历程
1975年 1983年 1988年 1995年 1997年 2006年
Fluent算例介绍
第1步：在Gambit中创建模型、划分网格并确定边界类型 创建流动区域的四个节点。
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第2步：创建网格
对此矩形区域进行网格划分， 将竖直方向划分为100份，并 沿y方向网格长度等比例逐渐 增 长 ； 将 水 平 方 向 等 分 为 30 份。
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➢ 适用范围广。FLUENT含有多种传热燃烧模型 及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从 低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反 应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的 领域；
➢ 精度提高，可达二阶精度。
Fluent 软件结构
FLUENT包应该包括以下几个部分： 1. FLUENT解法器 2. prePDF，用于模拟PDF燃烧过程 3. GAMBIT，网格生成 4. TGrid，额外的处理器，用于从现有的边界网格生成
材料属性
流动条件会影响材料的详细行为，如压力或温度对CFD结果的精 度有关键的影响。针对大范围的液体、气体和固体，ANSYS Fluent 有丰富的材料属性库。假设仿真中涉及到某个专有材料，或其它材料 库中没有的材料，用户能用ANSYS Fluent环境的灵活性容易地定义 任何新材料，或者定义材料属性和压力、温度、剪切应变速率等流场 参数的关系式。
当网格的粗细度处于层流区域（5 > y+），Fluent本身可用 来求解层流底层内的问题，所以选择Enhanced Wall Treatment 对于提高计算精度方面作用不明显。
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5.定义边界条件
① 入口边界设置 在Zone项选择inflow，速度大小 20，流体温度300。 但是在点击ok的过程中出现了警 告。
动网格
ANSYS Fluent的动网格能解决一些挑战性的应用，包括内燃机 流动、阀门、油箱分离。ANSYS Fluent也提供滑移网格和多重参考 坐标系模型，该模型在搅拌器、水泵和涡轮机械中已被验证。
FLUENT软件具有强大的网 格支持能力，支持界面不连续的 网格、混合网格、动/变形网格以 及滑动网格等。值得强调的是， FLUENT软件还拥有多种基于解 的网格的自适应、动态自适应技 术以及动网格与网格动态自适应 相结合的技术；
后处理和数据输出
ANSYS Fluent的后处理工具能产生有意义的图像、动画和报告， 让流体动力学结果的表达更容易。求解数据能输出到ANSYS CFDPost、第三方后处理软件或CAE软件中做进一步的分析。
FLUENT同传统的CFD计算方法相比，具 有以下的优点：
➢ 稳定性好。FLUENT经过大量算例考核，同实 验符合较好；
体网格。 5. Filters(Translators)，转换其它程序生成的网格，
用于FLUENT计算。可以接口的程序包括：ANSYS, IDEAS, NASTRAN, PATRAN等。
Fluent程序求解问题的步骤：
确定几何形状，生成计 算网络（用GAMBIT）输入并检 查网络求解计算保存结果进 行后处理等
选择2D 求解器
流场初 始化
选择求解 的方程
条件计算 控制参数
确定边界类型 及边界条件
确定流体的 材料性质
Fluent算例介绍
问题描述 温度为T0、压强为P0的理想气体以均速V0流过温度为
Tp、长为L的无限宽平板，如下图所示。试对平板绕流的 流动过程进行数值模拟计算。
V0
L=1m 空气流过高温平板示意图
第3步：定义边界类型 在Gambit中设置边界条件。
名称 inflow outflow
top plate
类型 VELOCITY_INLET PRESSURE_OUTLET
SYMMETRY WALL
第4步：输出网格并保存文件
top inflow
plate
outflow
Fluent算例介绍
第4步：在Fluent中对问题进行设置
谢 谢！
1.选择2D求解器 2.读入网格 将网格文件plate.msh读入。 3.检查并显示网格 点击Grid-Check
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4.设置求解器
1.在time项选择Steady稳态。 2.启动能量方程。 3.确定紊流模型 ReL>5×105，属于紊流流动。
Fluent算例介绍
雷诺数计算
问题描述
Fluent软件介绍
主要内容
1 Fluent 简要介绍
2 Fluent 发展历程 3 Fluent 基本功能及特点 4 Fluent 软件结构 5 Fluent程序求解问题的步骤 6 Fluent 算例介绍（俞梦玮）
7
Fluent 简要介绍
CFD商 业 软件FLUENT， 是通 用CFD软件包，用来模拟从不可压 缩到高度可压缩范围内的复杂流动 ，包含了广泛的物理模型，能模拟 工业应用中的流动、传热和反应。
温度为T0、压强为P0的理想气体以均速V0流过温度为Tp、长为L的无 限宽平板，如下图所示。试对平板绕流的流动过程进行数值模拟计算。