ANSYS fluent汇总

4-1
Fluent的简单应用
三通管流场仿真模拟
k-epsilon是湍流模式理论中 的一种，简称k-ε模型。kepsilon湍流模型是最常见的 湍流模型。 k-epsilon湍流模型属于二方 程模型，它适合完全发展的 湍流，对雷诺数较低的过渡 情况和近壁区域则计算结果 不理想。
基于压力的算法（PBS）
1 包括两类：一类是分离PBS算法，另 一类是耦合PBS算法。
分离算法首先求解三个方向的动量 方程，在通过质量连续性方程来修 正压力，最后再依此求解替他的标 量方程，即：能量方程、组分方程 及其他运输方程等。耦合PBS算法则 是首先同时求解动量方程和质量连 续性方程，然后再依次求解能量方 程、组分方程及其他运输方程等标 量方程。 PBS的分离求解器和耦合求解器都适 用于大部分的流动问题求解，可处 理低速不可压缩流动及高速可压缩 流动问题。
3-1
CFD分析的一般过程
CFD分析的基本过程
后处理阶段 后处理阶段的任务是对CFD计算的结果进行直观的图形显示、数据的提取分析及相关导出量的计 算。后处理过程中常见的计算结果通常包括微分方程的残差、流场的压力、速度、温度、流通量、 力、力矩、多相流动的体积分数等等。
PART FOUR
Fluent的简单应用
4-1
Fluent的简单应用
三通管流场仿真模拟
三通管中流体的相关条件 流体：空气 流体温度：常温（20℃） 流体入口流速：12m/s（查表选取） 管口内径：200mm 内壁压力：2.0MPa
下图为三通管内流体的结构
4-1
Fluent的简单应用
三通管流场仿真模拟
上图为流体的网格划分结果
网格划分采取的方法： 1.片相关四面体划分方法（ Tetrahedrons Patch Conforming），该方法划分 时模型表面的细节特征会影响 网格。 2.膨胀（Inflation）,用于手动 形成棱柱状的边界层网格，可 用于Edge或Face对象。
流体的基本特性
常用的流体参数
流动的分类
1-2
CFD算法的基本原理
常见的CFD算法包括有限单元法、有限差分法及有限体积法三种。
有限单元法，是一种有效解决数学问题的解题方法。其基础是变分原理和加权余 量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内， 选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变 量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式 ，借助于变分原理或 加权余量法，将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数形式，便构成 不同的有限元方法。有限元方法最早应用于结构力学，后来随着计算机的发展慢 慢用于流体力学的数值模拟。
包括流体的压力、流体的速 度、流体的黏性系数、流体 的密度、流体的导热系数、 流体的比热容、流体的体积 压缩系数、流体的体积弹性 模量、流体的体积膨胀系数、 流体的表面张力系数。
包括按流动的维度分 类、稳态流动与非稳 态流动、可压缩流动 与不可压缩流动、理 想流体与粘性流体、 层流与湍流、有旋流 动与有势流动、单相 流动与多相流动。
前处理阶段 工作内容主要包括：建立流场区域的几何模型、几何域的离散化（划分网格）、流动问题定义及 求解设置（设置定解条件、流体模型参数及求解参数）。
求解阶段 求解阶段的任务是通过线性方程组求解器求解离散的流体控制方程。目前常用的求解算法包括有 限体积法、有限差分法、有限单元法等。这些求解器的共同特点是借助简单的近似函数来表示待 求的流动变量，将这一假设的近似关系代入连续型控制方程，形成离散的线性方程组，之后求解 此线性方程组得到流动的解答。
1-3
Fluent离散方程的解算方法
基于密度的算法（DBS）
包括两类：一类是耦合隐式DBS方 法，另一类是耦合显式DBS方法。
DBS方法首先耦合求解动量方程、 质量连续方程、能量方程及组分方 程，然后再计算湍流方程和其他的 运输方程。 DBS耦合隐式算法使用的问题包括 带有燃烧的高速可压缩流动、超音 速流动、激波问题。 DBS耦合显式算法使用的问题包括 高马赫冲击波的传播、激波管问题 等。
ANSYS Fluent
汇报人：
目录 CON TEST
CFD分析的基本概念和原理 CFD技术应用领域和方向
CFD分析的一般过程 Fluent的简单应用
PART ONE
CFD分析的基本概念和原理
1-1
CFD分析的基本概念
包括流体的连续性、 流动性、黏性、惯性、 可压缩性和热膨胀性、 表面张力特性。
PART TWO
CFD技术应用领域和方向
2-1
CFD技术应用领域和方向
1.
飞行器及车辆的 外气动分析
2.
船舶水动力分析
3.
发动机的内部流 场及温度场分析
4
旋转机械的内部 流动分析
5.
电子设备散热系wk.baidu.com统的设计和分析
2-1
CFD技术应用领域和方向
6.
7.
8.
9.
10.
燃烧及化学反应 过程模拟
污染物的排放和 扩散模拟
有限差分方法（finite difference method）一种求偏微分（或常微分）方程和 方程组定解问题的数值解的方法，简称差分方法。其缺点是难以适应复杂的流场 几何形状。
1-2
CFD算法的基本原理
有限体积法（FVM）又称为控制体积法， 将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并 使每个网格点周围有一个控制体积；将待解的微分方程对每一个控制体积积分，便得出一组 离散方程。将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有一个控制体 积；将待解的微分方程对每一个控制体积积分，便得出一组离散方程。其中的未知数是网格 点上的因变量的数值。为了求出控制体积的积分，必须假定值在网格点之间的变化规律，即 假设值的分段的分布的分布剖面。 从积分区域的选取方法看来，有限体积法属于加权剩余法中的子区域法；从未知解的近似方 法看来，有限体积法属于采用局部近似的离散方法。简言之，子区域法属于有限体积发的基 本方法。
混合、分离、聚 合等化工过程分 析
建筑物外部风环 境及室内通风分 析
生物医学领域的 应用
PART THREE
CFD分析的一般过程
3-1
CFD分析的一般过程
CFD分析的基本过程
包括三个阶段：前处理阶段、求解阶段及后处理阶段。 前处理阶段的任务是建立分析模型、求解阶段的任务是进行仿真计算，后处理阶段的任务是进行 计算结果的分析和处理。