ansys-FLUENT08物理模型
fluent教程
fluent教程Fluent是一款由Ansys开发的计算流体动力学（CFD）软件，广泛应用于工程领域，特别是在流体力学仿真方面。
本教程将介绍一些Fluent的基本操作，帮助初学者快速上手。
1. 启动Fluent首先，双击打开Fluent的图形用户界面（GUI）。
在启动页面上，选择“模拟”（Simulate）选项。
2. 创建几何模型在Fluent中，可以通过导入 CAD 几何模型或使用自带的几何建模工具来创建模型。
选择合适的方法，创建一个几何模型。
3. 定义网格在进入Fluent之前，必须生成一个网格。
选择合适的网格工具，如Ansys Meshing，并生成网格。
确保网格足够精细，以便准确地模拟流体力学现象。
4. 导入网格在Fluent的启动页面上，选择“导入”（Import）选项，并将所生成的网格文件导入到Fluent中。
5. 定义物理模型在Fluent中，需要定义所模拟流体的物理属性以及边界条件。
选择“物理模型”（Physics Models）选项，并根据实际情况设置不同的物理参数。
6. 设置边界条件在模型中，根据实际情况设置边界条件，如入口速度、出口压力等。
选择“边界条件”（Boundary Conditions）选项，并给出相应的数值或设置。
7. 定义求解器选项在Fluent中，可以选择不同的求解器来解决流体力学问题。
根据实际情况，在“求解器控制”（Solver Control）选项中选择一个合适的求解器，并设置相应的参数。
8. 运行仿真设置完所有的模型参数后，点击“计算”（Compute）选项，开始运行仿真。
等待仿真过程完成。
9. 后处理结果完成仿真后，可以进行结果的后处理，如流线图、压力分布图等。
选择“后处理”（Post-processing）选项，并根据需要选择相应的结果显示方式。
10. 分析结果在后处理过程中，可以进行结果的分析。
比较不同参数的变化，探索流体流动的特点等。
以上是使用Fluent进行流体力学仿真的基本流程。
FLUENT知识点
FLUENT知识点FLUENT是一种计算流体力学（CFD）软件，用于模拟和分析流体流动和热传递的现象。
它由美国公司Ansys开发，已经成为工程和科学领域中最常用的CFD模拟工具之一、下面是一些关于FLUENT软件的知识点。
1. FLUENT的基本原理：FLUENT使用Navier-Stokes方程组来描述流动过程，它基于流体力学和热力学原理。
它可以模拟各种流动情况，包括稳态和非稳态流动、气流和液流、可压缩和不可压缩流体等。
2.网格生成：在FLUENT中，首先需要生成一个计算网格。
网格的划分对于计算结果的准确性和计算速度至关重要。
FLUENT提供了多种网格生成方法，包括结构网格和非结构网格，用户可以根据需要选择适当的网格类型。
3.边界条件和初始条件：在进行流动模拟之前，需要定义合适的边界条件和初始条件。
边界条件包括流体速度、压力和温度等。
初始条件是指模拟开始时的流体状态。
FLUENT提供了多种边界条件和初始条件的设置选项。
4.物理模型：FLUENT支持多种物理模型，包括湍流模型、传热模型、化学反应模型等。
这些物理模型可以根据流动问题的特点进行选择和调整，以获得准确的计算结果。
5. 数值方法：FLUENT使用有限体积法来离散化Navier-Stokes方程组。
它将流场划分为小的控制体积，并在每个控制体积上进行数值解算。
FLUENT提供了多种求解算法和网格收敛策略，以提高计算的准确性和稳定性。
6.模拟结果的后处理：FLUENT可以输出各种流动参数和图形结果，以便分析和解释模拟结果。
用户可以获取流体速度、压力、温度分布等信息，并绘制流线图、剖面图、轮廓图等。
7.多物理场耦合：FLUENT可以进行多物理场的耦合模拟，例如流体-固体的传热问题、流体-结构的耦合问题等。
这些问题可以使用FLUENT软件中的多物理模块来进行建模和求解。
8.并行计算：FLUENT可以利用多核计算机或计算集群进行并行计算，以加快计算速度。
fluent理论一—基本流动
1 基本流动本节对ANSYS FLUENT提供的有关流动基本物理模型的数学背景进行了描述。
主要包括以下内容：●ANSYS FLUENT中的物理模型概述●连续方程及动力方程●用户定义标量（UDS）传输方程●周期流动●漩涡及旋转流动●可压缩流动●无粘流动1.1ANSYS中物理模型概述ANSYS FLUENT提供了广泛的对可压缩流动、不可压缩流动、层流及湍流流动问题的模拟能力。
能进行稳态及瞬态流动分析。
在ANSYS FLUENT中，广泛的数学模型，能用于复杂几何结构的传输现象（如热传递及化学反应）中。
例如使用ANSYS FLUENT模拟过程装备中的层流非牛顿流体流动；旋转机械及汽车引擎中的共轭热传递问题；锅炉中的煤粉燃烧；压缩机、泵及风扇中的流动；泡罩塔及流化床中的多相流动等。
为了对工业设备及过程中的流动与传递现象进行模拟，FLUENT提供了大量的有用特性。
包括多孔介质，集总参数（风扇及换热器），周期流动及热传递，旋转及移动参考系模型。
移动参考系模型包括模拟单参考系及多参考系能力。
时间精确的滑移网格方法，对于模拟多级旋转机械问题特别有用。
另外ANSYS FLUENT提供的特别有用的模型为自由表面及多相流动模型，这对于气液、气固、液固及气-液-固流动非常有用。
在这些类型的问题中，除离散相模型（DPM）外，FLUENT还提供了VOF，mixtrue，及欧拉模型。
离散相模拟利用拉格朗日对分散相（如粒子，液滴，气泡等）轨迹进行计算，包括与连续相的耦合计算。
多相流动的例子如明渠流动、喷雾、沉降、分离及气穴等。
健壮及精确的湍流模型是ANSYS FLUENT 模拟的一个至关重要的部分。
湍流模型的提供具有广泛的应用。
同时其还包括对其他物理现象的模拟，例如浮力及可压缩性。
通过使用扩展的壁面函数及区域模拟，对于近壁区域进行精确模拟。
能够模拟大量热传递模式，例如包括或不包括共轭热传递的自然、强制及混合对流模拟。
辐射模型及相关的子模型能够用于燃烧模拟。
ansysFLUENT湍流模型PPT课件
对一般问题，我们需要导出偏微分输运方程组来计算涡粘系数
湍动能k 启发了求解涡粘模型的物理机理
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涡粘模型
涡粘系数类似于动量扩散效应中的分子粘性
涡粘系数不是流体的属性，是一个湍流的特征量，随着流体流动 的位置而改变。
– 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:
– 对有大的压力梯度、强分离流、强旋流和大曲率流动，模拟精度 不够。
– 难以准备模拟出射流的传播 – 对有大的应变区域（如近分离点），模拟的k 偏大
-
Fully turbulent region (log law region)
y is the normal distance
Upper limit of log
from the wall.
law region depends
on Reynolds number
近壁面处无量纲的速度分布图
对平衡的湍流边界层来说，半对数曲线的线性段叫做边界层一致性定
Eddy viscosity
– 雷诺应力模型 (RSM): 求解六个雷诺应力项（加上耗散率方程） 的偏微分输运方程组
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涡粘模型
量纲分析表明，如果我们知道必要的几个尺度（如速度尺度、长 度尺度），涡粘系数就可以确定出来
– 例如，给定速度尺度和长度尺度，或速度尺度和时间尺度，涡粘 系数就被确定，RANS方程也就封闭了
【ANSYS Fluent培训】8-湍流模型
Reynolds stress models Quadratic pressure-strain RSM model
Stress-omega RSM model Scale-Adaptive Simulation (SAS) model
Detached eddy simulation (DES) mode Large eddy simulation (LES) model
• RSM 对复杂的 3D湍流流动更有效，但是模型更加复杂， 计算强度更大 ， 比涡粘模型更难收敛
2、 RANS 模拟
计算湍流粘性
• 基于量纲分析， μT 能够由 湍流时间尺度 (或速度尺度) 和空间尺度来决 定
• 湍流动能 [L2/T2] • 湍流耗散率 [L2/T3] • 比耗散率 [1/T]
• 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
• 对于有壁面边界空气动力学流动应用较好
• 在有逆压梯度的情况下给出了较好的结果
• 在涡轮机应用中很广泛
• 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
3、Spalart-Allmaras 模型
Spalart-Allmaras 模型为单方程湍流模型：
湍流粘度：
湍流产生项
Spalart-Allmaras 模型默认常数
3、Spalart-Allmaras 模型
激活Spalart-Allmaras 模型的方法如下： 1）选择粘性模型面板中的 Spalart-Allmaras（1 equ）； 2）选择Spalart-Allmaras模型中产生湍流 方法：Vorticity-Based； Strain/Vorticity-Based； 3）设置模型常数（Model Constants）
Fluent物理模型概述
Fluent物理模型概述Fluent为各种不可压缩和可压缩、层流和湍流流体流动问题提供了全面的模拟能力。
可以进行稳态或瞬态分析。
在Fluent中，大量传输现象的数学模型(如传热和化学反应)与复杂几何模型的能力相结合。
Fluent应用实例包括:工艺设备层流非牛顿流;叶轮机械与汽车发动机部件的共轭传热；电站锅炉中煤粉燃烧的分析；外部空气动力学;通过压缩机、泵和风扇的流量;以及气泡塔和流化床中的多相流。
为了模拟工业设备和过程中的流体流动和相关的运输现象，本教程提供了各种有用的特性。
包括多孔介质、集总参数(风扇和热交换器)、流向周期性流动和传热、涡流和移动参考系模型。
模型的移动参照系系包括对单个或多个参照系建模的能力。
此外，还提供了一种时间精确的滑动网格方法，用于叶轮机械应用中的多级建模，例如，计算时间平均流场的混合平面模型。
Fluent中另一组非常有用的模型是一组自由面和多相流模型。
这些可用于分析气-液、气-固、液-固和气-液-固流动。
针对这类问题，Fluent提供了(VOF)、混合模型、欧拉模型以及离散相模型(DPM)。
DPM对分散相(粒子、液滴或气泡)进行拉格朗日轨迹计算，包括与连续相耦合。
多相流的例子包括明渠流、喷雾、沉降、分离和空化。
在Fluent模型中，鲁棒性和准确性是湍流模型至关重要的组成部分。
所提供的湍流模型具有广泛的适用性，而且还包括其他物理现象的影响，如浮力和压缩性。
通过使用壁面函数和分区处理模型来求解近壁区域。
各种传热模式可以模拟，包括自然对流、强迫对流、混合对流、多孔介质等。
辐射模型和一些子模型都是可以使用的，还可以计算燃烧。
Fluent的一个特别的优点是它能够使用多种模型来模拟燃烧现象，包括涡流耗散模型和概率密度函数模型。
还有许多其他模型对于反应流应用非常有用，包括煤和液滴燃烧、表面反应和污染物形成模型。
总之，fluent提供了丰富的模型让你来模拟你所感兴趣的问题。
对于所有流动，Fluent求解质量和动量守恒方程。
ANSYS 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。
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。
FLUENT培训教材08物理模型
Reactor
Outlet
Secondary Fuel or Oxidizer
Fluidized Bed
FLUENT中的多相流模型
FLUENT 包括四种不同的多相流模型:
– Discrete Phase Model (DPM) – Volume of Fluid Model (VOF) – Eulerian Model
– Mixture Model
选择合适的模型非常重要
Secondary phase(s)
Primary Phase
多相流体系
– 气泡流 – 连续液体中存在离散的气 泡，如气体吸收器，蒸发设备，鼓 泡设备
气/液 液 /液
– 液滴流 – 连续气体中的离散液滴， 如喷雾器、燃烧器 – 柱塞流 – 连续液体中的大尺度气泡 – 分层 / 自由表面流– 不相溶的流体被 清晰的界面分开，如自由表面流 – 颗粒流 – 连续气体中的离散固体颗 粒，如旋风分离器，空气净化器， 吸尘器 – 流化床 – 流化床反应器 – 泥浆流 – 液体中的固体颗粒，固体 悬浮、沉积、液力输运
化学反应流
化学反应流的应用
FLUENT 包含了从计算均相反应到非均相反应的多个反应模型 – 炉子 – 锅炉
• 热处理炉 • 燃气轮机
Temperature in a Gas Furnace
• 火箭发动机
• 内燃机
– CVD, 催化反应
反应流一般预测
– 流动和混合 – 温度
CO2 Mass Fraction
Slug Flow
Bubbly, Droplet, or Particle-Laden Flow
Stratified / FreePneumatic Transport, Surface Flow Hydrotransport, or Slurry Flow
第08章fluent基本物理模型
基本物理模型本章介绍了FLUENT所提供的基本物理模型以及相关的定义和使用。
基本物理模型概述FLUENT提供了从不可压到可压、层流、湍流等很大范围模拟能力。
在FLUENT中,输运现象的数学模型与所模拟的几何图形的复杂情况是结合在一起的。
FLUENT应用的例子包括层流非牛顿流的模拟，涡轮机和汽车引擎的湍流热传导，锅炉内煤炭粉碎机的燃烧，可压射流，空气动力外流，以及固体火箭发动机的可压化学反应流。
为了与工业应用相结合，FLUENT提供了很多有用的功能。
如多孔介质，块参数（风扇和热交换），周期性流动和热传导，涡流，以及移动坐标系模型。
移动参考系模型可以模拟单一或者多个参考系。
FLUENT还提供了时间精度滑动网格方法以及计算时间平均流动流场的混合平面模型，滑动网格方法在模拟涡轮机多重过程中很有用。
FLUENT中另一个很有用的模型是离散相模型，这个模型何以用于分析喷雾和粒子流。
，多项流模型可以用于预测射流的破散以及大坝塌陷之后流体的运动，气穴现象，沉淀和分离。
湍流模型是FLUENT中很重要的一部分，湍流会影响到其它的物理现象如浮力和可压缩性。
湍流模型提供了很大的应用范围，而不需要对特定的应用做出适当的调节，而且它涵括了其它物理现象的影响，如浮力和可压缩性。
通过使用扩展壁面函数和区域模型，它可以对近壁面的精度问题有很好的考虑。
各种热传导模式可以被模拟，其中包括具有或不具有其它复杂性如变化热传导的，多孔介质的自然的、受迫的以及混合的对流。
模拟相应介质的辐射模型及子模型的设定通常可以将燃烧的复杂性考虑进来。
FLUENT一个最强大的功能就是它可以通过耗散模型或者和概率密度函数模型来模拟燃烧现象。
对于燃烧应用十分有用的其它模型也可以在FLUENT中使用，其中包括碳和液滴的燃烧以及污染形成模型。
连续性和动量方程对于所有的流动，FLUENT都是解质量和动量守恒方程。
对于包括热传导或可压性的流动，需要解能量守恒的附加方程。
AnsysFluent基础详细入门教程（附简单算例）
AnsysFluent基础详细⼊门教程（附简单算例）Ansys Fluent基础详细⼊门教程(附简单算例)当你决定使FLUENT解决某⼀问题时，⾸先要考虑如下⼏点问题：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；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？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？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。
第01章fluent介绍及简单算例 (2)第02章fluent⽤户界⾯22 (3)第03章fluent⽂件的读写 (5)第04章fluent单位系统 (8)第05章fluent⽹格 (10)第06章fluent边界条件 (36)第07章fluent流体物性 (55)第08章fluent基本物理模型 (63)第11章传热模型 (75)第22章fluent 解算器的使⽤ (82)第01章fluent介绍及简单算例FLUENT是⽤于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。
对于⼤梯度区域，如⾃由剪切层和边界层，为了⾮常准确的预测流动，⾃适应⽹格是⾮常有⽤的。
FLUENT解算器有如下模拟能⼒：●⽤⾮结构⾃适应⽹格模拟2D或者3D流场，它所使⽤的⾮结构⽹格主要有三⾓形/五边形、四边形/五边形，或者混合⽹格，其中混合⽹格有棱柱形和⾦字塔形。
（⼀致⽹格和悬挂节点⽹格都可以）●不可压或可压流动●定常状态或者过渡分析●⽆粘，层流和湍流●⽜顿流或者⾮⽜顿流●对流热传导，包括⾃然对流和强迫对流●耦合热传导和对流●辐射热传导模型●惯性（静⽌）坐标系⾮惯性（旋转）坐标系模型●多重运动参考框架，包括滑动⽹格界⾯和rotor/stator interaction modeling的混合界⾯●化学组分混合和反应，包括燃烧⼦模型和表⾯沉积反应模型●热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源●粒⼦，液滴和⽓泡的离散相的拉格朗⽇轨迹的计算，包括了和连续相的耦合●多孔流动●⼀维风扇/热交换模型●两相流，包括⽓⽳现象●复杂外形的⾃由表⾯流动上述各功能使得FLUENT具有⼴泛的应⽤，主要有以下⼏个⽅⾯●Process and process equipment applications●油/⽓能量的产⽣和环境应⽤●航天和涡轮机械的应⽤●汽车⼯业的应⽤●热交换应⽤●电⼦/HV AC/应⽤●材料处理应⽤●建筑设计和⽕灾研究总⽽⾔之，对于模拟复杂流场结构的不可压缩/可压缩流动来说，FLUENT是很理想的软件。
fluent中的基本物理模型
第二章，基本物理模型无论是可压、还是不可压流动，无论是层流还是湍流问题，FLUENT 都具有很强的模拟能力。
FLUENT 提供了很多数学模型用以模拟复杂几何结构下的输运现象（如传热与化学反应）。
该软件能解决比较广泛的工程实际问题，包括处理设备内部过程中的层流非牛顿流体流动，透平机械和汽车发动机过程中的湍流传热过程，锅炉炉里的粉煤燃烧过程，还有可压射流、外流气体动力学和固体火箭中的可压反应流动等。
为了能模拟工业设备和过程中的流动及相关的输运现象，FLUENT 提供了许多解决工程实际问题的选择，其中包括多空介质流动，（风扇和热交换器）的集总参量计算，流向周期流动与传热，有旋流动和动坐标系下流动问题。
随精确时间滑移网格的动坐标方法可以模拟计算涡轮流动问题。
FLUENT 还提供了离散相模型用以模拟喷雾过程或者稀疏颗粒流动问题。
还有些两相流模型可供大家选用。
第一节，连续和动量方程对于所有流动，FLUENT 都求解质量和动量守恒方程。
对于包含传热或可压性流动，还需要增加能量守恒方程。
对于有组分混合或者化学反应的流动问题则要增加组分守恒方程，当选择pdf 模型时，需要求解混合分数及其方差的守恒方程。
如果是湍流问题，还有相应的输运方程需要求解。
下面给出层流的守恒方程。
2.1.1 质量守恒方程m i iS u x t =∂∂+∂∂)(ρρ 2－1 该方程是质量守恒的总的形式，可以适合可压和不可压流动。
源项m S 是稀疏相增加到连续相中的质量，（如液体蒸发变成气体）或者质量源项（用户定义）。
对于二维轴对称几何条件，连续方程可以写成：m S rv v r u x t =+∂∂+∂∂+∂∂ρρρρ)()( 2－2 式中，x 是轴向坐标；r 是径向坐标，u 和v 分别是轴向和径向速度分量。
2.1.2 动量守恒方程惯性坐标系下，i 方向的动量守恒方程为： i i jij i j i j i F g c x p u u x u t ++∂∂+∂∂-=∂∂+∂∂ρτρρ)()( 2－3 式中，p 是静压；ij τ是应力张量，定义为：ijl l i j j i ij x u x u x u δμμτ∂∂-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=32 ，i g ρ，i F 是重力体积力和其它体积力（如源于两相之间的作用），i F 还可以包括其它模型源项或者用户自定义源项。
fluent融化凝固模型参数设置依据
fluent融化凝固模型参数设置依据Fluent融化凝固模型参数设置依据引言:在工程领域，对于流体流动和固态物质的变化过程进行数值模拟和预测，是解决多种工程问题的重要手段。
ANSYS Fluent作为流体力学领域的领先软件之一，提供了多种模型和参数设置，以便更好地模拟和分析各种复杂系统。
融化和凝固模型是其中的一个关键方面，它们在处理金属熔化、焊接、晶体生长等过程中起到至关重要的作用。
本文将详细介绍Fluent 融化凝固模型参数设置的依据和步骤。
第一步：选择适当的物理模型Fluent提供了多种融化凝固模型，如体积平均法、前沿追踪法和界面追踪法等。
在进行参数设置之前，我们需要先选择适合问题的物理模型。
不同的物理模型适用于不同的流动和凝固条件，因此正确选择物理模型是保证模拟结果准确性的关键因素。
第二步：设置材料属性融化凝固过程中，材料的热物性参数对模拟结果具有重要影响。
在Fluent 中，我们需要设置材料的热导率、比热容、密度和相变潜热等参数。
这些参数可以通过实验测量获得，也可以通过文献中提供的数据进行估算。
对于复杂材料，我们还可以使用Fluent提供的热物性模型库，根据材料的成分和温度范围，选择适当的模型。
第三步：设定边界条件在Fluent中，我们需要为模拟区域的表面设定适当的边界条件。
对于融化凝固问题，一般会设定固定温度、固定热流和对流换热等边界条件。
这些边界条件的选择与具体问题密切相关。
例如，在金属凝固过程中，可以通过设置固定温度的边界条件来模拟固相区域，通过设置固定热流的边界条件来模拟热源边界。
而对于流动问题，我们还需要考虑流体的速度边界条件。
第四步：设置相变模型相变模型是融化凝固模拟的核心。
在Fluent中，我们可以选择基于相变温度的模型（如Solidification-Melting Model）或基于对流和扩散的模型（如Enthalpy-Porosity Technique）。
在设置相变模型时，我们需要指定相变温度和相变热的数值。
ANSYS FLUENT培训教材
Domain of Interest as Part of a Larger System (not modeled)
能简化为二维或者轴对称问题吗？
Domain of interest isolated and meshed for CFD simulation.
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– 选择合适的物理模型
• 湍流，燃烧，多相流等。
– 指定操作条件 – 指定边界条件 – 提供初始值 – 设置求解器控制参数 – 设置监测收敛参数
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求解
Solve
7. Compute solution
通过迭代求解这些离散的守恒方程直至收敛 以下情况达到收敛： – 两次迭代的流场结果差异小到可以忽略
Non-conformal interface
3D Film Cooling Coolant is injected into a duct from a plenum. The plenum is meshed with tetrahedral cells while the duct is meshed with hexahedral cells Compressor and Scroll The compressor and scroll are joined through a non conformal interface. This serves to connect the hex and tet meshes and also allows a change in reference frame
* FLUENT control volumes are cell-centered (i.e. they correspond directly with the mesh) while CFX control volumes are node-centered
ANSYS Fluent Tutorial - 看过的最好的FLUENT中文教程
FLUENT 教程 赵玉新
第一章、开始 第二章、操作界面 第三章、文件的读写 第四章、单位系统 第五章、读入和操作网格 第六章、边界条件 第七章、物理特性 第八章、基本物理模型 第九章、湍流模型 第十章、辐射模型 第十一章、化学输运与反应流 第十二章、污染形成模型 第十三章、相变模拟 第十四章、多相流模型 第十五章、动坐标系下的流动 第十六章、解算器的使用 第十七章、网格适应 第十八章、数据显示与报告界面的产生 第十九章、图形与可视化 第二十章、Alphanumeric Reporting 第二十一章、流场函数定义 第二十二章、并行处理 第二十三章、自定义函数 第二十四章、参考向导 第二十五章、索引（Bibliography） 第二十六章、命令索引
流动变量，并且告诉我们如何创建自己的自定义流场函数。 z 并行处理：本章描述了 FLUENT 的并行处理特点以及使用方法 z 自定义函数：本章描述了如何通过用户定义边界条件，物理性质函数来形成自己的
FLUENT 软件。
如何使用该手册 z 根据你对 CFD 以及 FLUENT 公司的熟悉，你可以通过各种途径使用该手册 对于初学者，建议如下：
具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。在本章中，我们给出
了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。 z 使用界面：本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。同时也提供了远
程处理与批处理的一些方法。（请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助） z 读写文件：本章描述了 FLUENT 可以读写的文件以及硬拷贝文件。 z 单位系统：本章描述了如何使用 FLUENT 所提供的标准与自定义单位系统。 z 读和操纵网格：本章描述了各种各样的计算网格来源，并解释了如何获取关于网格的诊
ansys12-FLUENT物理模型
DPM模型
描述 – 颗粒/液滴/气泡的轨迹在拉格朗日坐标系求解 – 颗粒和连续相可以进行热、质量、动量的交换 – 每一条轨迹代表一组有相同初始属性颗粒的行为 – 单个颗粒的互相影响被忽略 – 离散相体积分数必须小于10 多个子模型 – 离散相的加热/冷却 – 液滴的蒸发和沸腾 – 可燃固体的挥发分析出和焦炭燃烧 – 喷雾模型模拟液滴破碎和聚合 – 磨损/增长 应用范围 – 颗粒分离、分级、喷雾干燥、浮质沉积、气泡喷射、液体燃料和煤粉燃 烧.
Initial particle Diameter: 2 mm
Contours of Evaporated Water Stochastic Particle Trajectories for Different Initial Diameters
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Gas / Sand Gas
Contours of Solids Volume Fraction for High Velocity Gas/Sand Production
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混合模型案例 – 气体鼓泡
用混合模型模拟氮气 喷入混合器中的流动， 用MRF方法模拟旋转 叶片的效应 FLUENT 很好的模拟了 气体的停顿和搅动过 程。
Temperature in a Gas Furnace
CO2 Mass Fraction
Stream Function
背景知识
模拟燃烧中的化学反应
– 快速化学反应
• 全局化学反应机理（有限速率/涡耗散） • 平衡/小火焰模型（混合分数）
如何使用ANSYSFluent进行流体动力学分析和模拟
如何使用ANSYSFluent进行流体动力学分析和模拟1. 概述ANSYS Fluent是一款强大的流体动力学分析和模拟软件，广泛应用于工程、航空航天、汽车、能源等领域。
本文将介绍如何使用ANSYS Fluent进行流体动力学分析和模拟，并分为以下几个章节展开讲解。
2. 准备工作在开始使用ANSYS Fluent之前，首先需要准备工作。
包括安装软件、了解软件的基本操作和界面、准备模拟所需的几何模型和边界条件等。
在准备工作中，还需要选择合适的流体模型、物理模型、边界条件和网格划分方案。
3. 建立几何模型在使用ANSYS Fluent进行流体动力学分析和模拟之前，首先需要建立几何模型。
可以通过CAD软件进行建模，然后导入到ANSYS Fluent中。
在建立几何模型的过程中，需要考虑物体的形状、大小、结构等因素，并根据需要设定不同的边界条件。
4. 设定边界条件在进行流体动力学分析和模拟时，边界条件的设置是非常重要的。
边界条件可以分为入口边界条件、出口边界条件和壁面边界条件等。
入口边界条件可以设置进口速度、温度和浓度等；出口边界条件可以设置出口压力和涡量等；壁面边界条件可以设置壁面粗糙度、热传导和传质等。
通过合理设置边界条件，可以得到准确的分析结果。
5. 网格划分网格划分是进行流体动力学分析和模拟的关键步骤之一。
通过将几何模型划分成小的网格单元，可以对流体的运动进行离散化处理。
网格划分的质量直接影响到计算结果的准确性和计算的效率。
在进行网格划分时，需要考虑流场的特征，选择合适的网格类型和网格密度。
6. 模拟设置在进行流体动力学分析和模拟之前，还需要进行一些模拟设置。
包括选择适当的求解器、设定求解精度和收敛准则等。
不同的流体问题需要选择不同的求解器，如稳态问题可以选择压力-速度耦合求解器，非稳态问题可以选择显式求解器。
通过合理设置模拟参数，可以加快计算过程和提高计算精度。
7. 运行模拟在完成模拟设置后，可以开始运行模拟。
Ansys与FLUENT中MHD(Magnetohydrodynamics)模型接口
用户手册目录1 免责声明 (1)2 前言 (2)3 软件概述 (2)3.1 软件简介 (2)3.2 功能特点 (2)4 软件安装 (2)5 软件操作指南 (3)5.1 整体操作流程 (3)5.2 如何得到坐标文件（Coordinate File）和磁场文件（B File） (3)5.3 将坐标与磁场文件导入软件 (6)5.4 设置参数 (6)5.5 计算并得到目标文件（*.mag） (9)5.6 将目标文件导入FLUENT (9)6 帮助 (10)1 免责声明本软件为北京科技大学绿色冶金及冶金过程模拟仿真研究室（Laboratory of Green Process Metallurgy and Modeling，以下称LGPMM）为提供ANSYS与FLUENT中MHD模型的接口而制作，本说明书所载所有内容（包括但不限于文字叙述、图片与其它信息等）均受著作权法及其它智慧财产权法规保护，LGPMM保留一切法律权利，非经LGPMM授权同意使用，此处数据或内容均不得以任何形式予以重制或其它不当侵害。
免责声明本服务及软件乃依其ANSYS模拟结果文件为基础提供FLUENT中MHD所需磁场文件，不提供ANSYS模拟结果之前及FLUENT中MHD加载磁场文件之后之保证。
对于因使用本服务及软件而产生任何损害（包括模拟结果及其权利纠纷之损害），即便本研究室已被告知此类损害之可能，均不负任何责任。
本研究室保留任何时刻修改本用户手册之权利，恕不另行通知。
2 前言本手册是专为ANSYS与FLUENT中MHD（Magnetohydrodynamics）模型接口V2.0用户编写的。
与本手册配套的软件版本为ANSYS与FLUENT中MHD（Magnetohydro-dynamics）模型接口V2.0，手册包含软件的总体介绍及用户操作说明。
3 软件概述3.1 软件简介ANSYS与FLUENT中MHD（Magnetohydrodynamics）模型接口是一款用于仿真模拟的软件，可将ANSYS磁场模拟结果转为FLUENT中MHD模型所需加载的磁场文件（*.mag）。
ansys fluent教程fluent12-lecture09-physics
Introductory FLUENT Training
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
9-1
April 28, 2009 Inventory #002600
1.1 mm
0.2 mm
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Advanced Physics
Eulerian Model Example – 3D Bubble Column
Training Manual
z = 20 cm
– – – – – Eddy dissipation model Non-premixed, premixed and partially premixed combustion models Detailed chemistry models Pollutant formation Surface reactions
where
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
and
9-6
April 28, 2009 Inventory #002600
Advanced Physics
DPM Example – Spray Drier
Training Manual
– One of the phases is considered continuous (primary) – The others (secondary) are considered to be dispersed within the continuous phase. – There may be several secondary phase denoting particles of with different sizes.
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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Stream Function
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背景知识
模拟燃烧中的化学反应
– 快速化学反应
• 全局化学反应机理（有限速率/涡耗散）
• 平衡/小火焰模型（混合分数）
Fuel Reactor Oxidizer Outlet
– 有限速率反应
FLUENT中反应流模型
流动结构
Premixed
NonPremixed
Partially Premixed
Eddy Dissipation Model (Species Transport) Premixed Combustion Model
Reaction Progress Variable*
化学反应
Gas / Sand Gas
Contours of Solids Volume Fraction for High Velocity Gas/Sand Production
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混合模型案例 – 气体鼓泡
用混合模型模拟氮气 喷入混合器中的流动， 用MRF方法模拟旋转 叶片的效应 FLUENT 很好的模拟了 气体的停顿和搅动过 程。
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运动域的CFD模型方法
单参考坐标系 (SRF)
多参考坐标系 (MRF)
混合平面法 (MPM)
滑移网格 (SMM)
运动 / 变形网 格 (MDM)
运动坐标系
运动域
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单参考坐标系模型 (SRF)
动网格
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动网格简介
许多问题需要考虑平移或旋转的部件 对移动域，有两种基本的模型方法:
– 运动的参考坐标系
• 参考坐标系和运动域联系在一起 • 修正控制方程来考虑运动坐标系
– 运动/变形域
• 域的位置和形状在静止坐标系下跟踪 • 求解本质上是瞬态的
FLUENT 包含了从计算均相反应到非均相反应的多个反应模型 – 炉子 – 锅炉 – 热处理炉 – 燃气轮机 – 火箭发动机 – 内燃机 – CVD, 催化反应 反应流一般预测 – 流动和混合 – 温度
CO2 Mass Fraction Temperature in a Gas Furnace
– 组分浓度
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欧拉模型中的粒状选项
当存在高浓度的固体颗粒时，会导致颗粒 间高频率的碰撞，此时应选Granular 假设颗粒的行为类似一团密集分子的碰撞 行为，对颗粒相使用分子云理论
Gravity
应用这个理论后，连续相和颗粒相的动量 方程都增加了附加应力 – 这些应力 (颗粒 “粘性”, “压力” 等.) 由颗 粒速度脉动强度确定 – 伴随颗粒速度脉动的动能由拟热 “pseudo-thermal” 或颗粒温度代表 – 不考虑颗粒的弹性变形
ANSYS FLUENT 培训教材 第八节：物理模型
安世亚太科技（北京）有限公司
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概要
多相流模型 – Discrete phase model – Eulerian model – Mixture model – Volume-of-fluid model 化学反应模型 – Eddy dissipation model – Non-premixed, premixed and partially premixed combustion models – Detailed chemistry models – Pollutant formation – Surface reactions 动网格 – Single and multiple reference frames – Mixing planes – Sliding meshes – Dynamic meshes – Six-degree-of-freedom solver
流动结构
– 非预混反应系统
• 可简化为混合系统
Fuel + Oxidizer
Reactor
Outlet
Secondary Fuel or Oxidizer
– 预混反应系统
• 冷态反应物传播到热的生成物中.
Fuel + Oxidizer
Reactor
Outlet
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表面反应
对于化学组分沉积到表面的反应，将沉积的组分处理为和气相组 分不同的另外一种组分 对每个吸收表面组分求解地点平衡方程
– 可以考虑详细表面反应机理（任意的多步反应，任意数量的气相 组分/沉积组分） – CHEMKIN 中的表面反应机理可以读入 FLUENT. – 表面反应可以在壁面或多孔介质中发生
Fuel Tank Without Baffles
t = 1.05 sec
t = 2.05 sec
Fuel Tank With Baffles
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化学反应流
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化学反应流的应用
Centrifugal Compressor (single blade passage)
*注意: 在旋转坐标系下有时依然有瞬态现 象，如湍流、周期非平衡、分离、涡脱落 等
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多参考坐标系模型 (MRF)
包括有静止域和运动域的多域问题， 此时，单参考坐标系不适合 这类系统可以这样处理：把域分割为 多个域：一些域旋转，一些域静止 域之间通过交界面传递数据
气 /液 液/液
– 液滴流 – 连续气体中的离散液滴， 如喷雾器、燃烧器
Slug Flow
Bubbly, Droplet, or Particle-Laden Flow
– 柱塞流 – 连续液体中的大尺度气泡
– 分层 / 自由表面流– 不相溶的流体被 清晰的界面分开，如自由表面流
气/固
– 颗粒流 – 连续气体中的离散固体颗 粒，如旋风分离器，空气净化器， 吸尘器 – 流化床 – 流化床反应器
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1.1 mm
0.2 mm
欧拉模型的例子 – 三维气泡床
z = 20 cm
z = 15 cm
z = 10 cm
z = 5 cm
Isosurface of Gas Volume Fraction = 0.175
Liquid Velocity Vectors
– 泥浆流 – 液体中的固体颗粒，固体 悬浮、沉积、液力输运
Stratified / FreePneumatic Transport, Surface Flow Hydrotransport, or Slurry Flow
液 /固
Sedimentation
Fluidized Bed
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DPM模型
描述 – 颗粒/液滴/气泡的轨迹在拉格朗日坐标系求解 – 颗粒和连续相可以进行热、质量、动量的交换 – 每一条轨迹代表一组有相同初始属性颗粒的行为 – 单个颗粒的互相影响被忽略 – 离散相体积分数必须小于10 多个子模型 – 离散相的加热/冷却 – 液滴的蒸发和沸腾 – 可燃固体的挥发分析出和焦炭燃烧 – 喷雾模型模拟液滴破碎和聚合 – 磨损/增长 应用范围 – 颗粒分离、分级、喷雾干燥、浮质沉积、气泡喷射、液体燃料和煤粉燃 烧.
FLUENT中的多相流模型
FLUENT 包括四种不同的多相流模型:
– Discrete Phase Model (DPM)
– Volume of Fluid Model (VOF)
– Eulerian Model – Mixture Model
选择合适的模型非常重要
– 取决于流体是分层的还是离散的-两相间的长度尺度界定这个 区别 – Stokes数 (颗粒松弛时间和流体特征时间的比例）也应该考 虑进来
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DPM 例子-喷雾干燥
喷雾干燥包括液体以雾状方式喷入加热的容器中，用DPM模拟 流动、传热、传质过程
Initial particle Diameter: 2 mm
Contours of Evaporated Water Stochastic Particle Trajectories for Different Initial Diameters
NOx 形成模型（预测定性的 NOx 形成趋势） – FLUENT 包括三种 NOx 产生机理
• Thermal NOx • Prompt NOx • Fuel NOx
– NOx 还原模型 – 选择性非催化还原模型 (SNCR) l
• 喷入氨水或尿素
烟灰形成模型 – Moos-Brookes 模型 – 一步模型，两步模型 – 烟灰对辐射吸收的影响 SOx 形成模型 – 求解SO2, H2S, 或者SO3 方程 – 一般 SOx 预测都作为后处理过程来进行
– 其中一种流体是连续的（主流体） – 其他相是离散的，存在于连续相中 – 可以有多种次流体相，代表不同尺寸的颗粒