FLUENT求解器基础

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流体流动和传热
– – – – 动量方程，连续性方程，能量方程 辐射 紊流 以RANS为基础的模型SpalartAllmaras, k–ε, k–ω, Reynolds stress） – 大涡模拟和分离涡模拟
Pressure Contours in Near-Ground Flight
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组分运输 有限体积反应
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
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设置工作条件
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工作条件设置了FLUENT计算的参考值 Define
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在非交互模式下TUI命令在一个批处理 文件中能够用来自动运行。 TUI命令file/read-bc 和 file/write-bc 能够用来从文件中独 立的读入和写入FLUENT设置 TUI命令可以用来设置各个求解器变量 增加后缀.gz 在case,data文件后面可以 写成压缩格式，在读入时再自动解压
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网格缩放和单位设置
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当FLUENT读入一个网格，所有的物 理尺寸都被假设为以米为单位。
– 如果你的模型没有以米为单位，就必 须适当地进行缩放 – 检验并确定域的范围在网格缩放之后 是正确的
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任何想得到的 “混合”的单位系统都 Grid Scale… 能够实现
– – – – – – ls 列出在工作目录下的文件 rcd 读入case和data文件 wcd 写入case和data文件 rc/wc 读入/写入case文件 rd/wd 读入/写入data文件 it 迭代
Sample Batch File
; Read case file rc example.cas.gz ; Initialize the solution /solve/initialize/initialize-flow ; Calculate 50 iterations it 50 ; Write data file wd example50.dat.gz ; Calculate another 50 iterations it 50 ; Write another data file wd example100.dat.gz ; Exit FLUENT exit yes
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FLUENT允许通过使用轮廓文件和轮廓数 据文件对选定的变量在面域和单元体域内 添写选择可变数据进行插值 比如说，来自试验数据的轮廓文件或者以 前FLUENT计算的数据作为轮廓文件为一 个速度进口提供信息，或者利用粗网格计 算数据为细网格计算提供信息 轮廓文件是选定变量在特殊面或点的数据 文件，能够在FLUENT窗口中读入和写入。 同样的，内插数据文件是包括选定的流场 变量在特定单元体域上的离散数据，可以 被读入和写入FLUENT
– 二维求解器
• 左键平移/推动 • 中键放大缩小 • 右键选择/探针
– 三维求解器
• 左键绕2轴旋转 • 中键缩放 – 中键点击点为窗口中心 • 右键选择/探针
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用激活的探针找回流场的细节信息
– 在图形显示面板上点右键
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Pressure Contours in a Squirrel Cage Blower
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设置材料属性
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在 FLUENT中能够对流体，固 体，混合物以及粒子 设置材料属性 FLUENT提供了一个材料标准数 据库和用户自定义数据库的功能 物理模型包含需要定义的额外材 料，并指出需要定义材料哪些属 性
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读入网格－元素
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网格元素在前处理程序中定义并且保 存在mesh文件中
– 单元体－将求解域离散化
• 计算域由表征关心的流体和固体区域 网格所确定
Cell Center
Node
Face Cell
Simple 2D Mesh
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– 默认情况下，FLUENT使用SI单位系 统（特殊的，米－千克－秒系统） – 在单位设置面板上能够自己定义任何 单位
Define Units…
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网格重排和修改
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– 在气相燃烧中附加产物和混合属 性 – 辐射中的发射率和吸收率 – 热传导中的导热系数 – 质量传输中的扩散率
Define
Materials…
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材料属性能够直接用温度的函数 来定义，或者使用其它变量的自 定义函数来定义
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求解器基础
Introductory FLUENT Training
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求解器执行
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文本用户界面
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• 所有的图形用户界面命令 都有一个对应的文本用户 界面命令
– 高级命令只在TUI中可用 – 按下Enter键可显示当前光 标下的命令设置 – q返回上一级菜单
• FLUENT能够在批处理模式下运行或 者在脚本格式下使用日志文件 File Write Start Journal… File File Write Read Stop Journal… Journal…
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网格能够重排为了是相邻的单元体在域中和内存中能够互相靠近
– 改善内存存取效率，降低计算带宽 – 重排能够应用于整个区域或者是特定单元区域 – 网格每部分的带宽能够作为参考打印出来
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面/体区域同样也能在Grid菜单下列选项中得到修改
– – – – – – 分离和合并域 通过复制面和节点来融合单元体区域 平移，旋转，镜相面或者单元体域 通过延伸面扩展域 替代域或删除域 激活或者不激活单元体域
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鼠标功能
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鼠标按键功能由所选择的求解器（2D / 3D）决定，而且能够在求 解器中设定。 默认设置 Display Mouse Buttons…
– Arrhenius 有限速率化学反应 – 紊流快速化学反应 • 涡耗散，无预混合，预混合， 部分预混合 – 紊流有限速率化学反应 • EDC, 薄片火焰, PDF模型 – 表面反应模型
Temperature Contours for Kiln Burner Retrofit
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Converting Mesh for DPW3-W1 Wing Tet/Hybrid Mesh
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在网格菜单中两个转化选项可用
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Polyhedral Mesh
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轮廓数据和解数据的内插
Reorder Reorder Domain Grid Reorder Zones
Grid Grid
Print Bandwidth
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多面体网格转化
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材料数据库
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FLUENT 材料数据库
– 提供一系列预定义好的流 体，固体和混合材料的接 口 – 材料能够被复制到case文件 中，如果需要的话还能够 编辑
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自定义材料数据库
– 创造一个新的自定义材料 数据库，材料属性可来自 已有的case文件并可再用于 不同case文件。 – 自定义数据库能够从 FLUENT标准原料面板中 提取和编辑
面－单元体边界 线－面的边界 节点－线的交汇处/网格点 区域－一系列节点，面，和/或者体
• 边界数据指派给面区域 • 材料数据和源项指派给体区域
Node Face Cell Edge
Simple 3D mesh
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用户指南在FLUENT用户服务 中心可以找到 www.fluentusers.com
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使用TUI命令
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一些TUI操作命令可简写：
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操作顺序一般是按菜单从左 到右展开的顺序执行的
– 读入mesh文件然后转换单 位 – 选择物理模型 – 定义材料属性 – 指定工作条件 – 指定边界条件 – 提供初始解 – 设置求解器控制 – 设置收敛监视器 – 计算和监视器解决方案
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后处理
– 反馈回求解器 – 工程分析
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四面体的或者混合的网格能够在FLUENT 6.3中不用通过前处理程序就转换为多面体 网格
– Grid Polyhedra Convert Domain 优点 • 改善网格质量 • 能够显著减少单元数 • 用户控制转换过程 缺点 • 不能自适应和再次转换 • 不能使用修改网格的工具，比如：平 滑，交换，合并和伸出 把区域中所有的单元体（除了六面体）都 转换为多面体 • 不能转换有悬挂点的网格 • 六面体核心网格能够使用tpoly独立转 化 polyhedra能够把高度倾斜的单元体转换为 多面体 Grid Polyhedra Convert Skewed Cells
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FLUENT 6中的可用模型
• 多相流
– (DPM)离散相模型 – (VOF) 不混合流体体积模型 – 混合模型 – Eulerian-Eulerian Euleriangranular – 液体/固体和空穴相变模型
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Inlet
Gas outlet
File File File Write Profile… Read Profile… Interpolate…
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FLUENT 6中可用的பைடு நூலகம்型
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读入网格 – 区域
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孔板 孔板影子 墙
Define Boundary Conditions…
出口 孔 (内部) 入口 流体 (单元区域) 默认内部是包括所 有内部单元体面的 区域
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Contours of Oil Volume Fraction in a Three-Phase Separator
Water outlet
Oil outlet
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移动和变形网格
– 移动区域
• 单一和多参考坐标系 • 混合平面模型 • 滑动网格模型
– 移动和变形（动态）网格
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自定义标量运输方程
Courtesy Ford Motor Co.