Stanford的fluent课件_Command files for parametric studies

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fluent讲稿

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质量

动量 能量 封闭方程 底层物理模型
求解设置
物理模型 湍流 燃烧 辐射 多相流 相变 动网格技术


后处理


材料特性 边界条件 初始条件
CFD的基本步骤



分析问题及前处理 1. 确定数值模拟的目标 2. 确定计算区域 3. 建立数值模拟物理模型和网格 求解执行过程 4. 建立数学模型 5. 计算并监控结果 后处理 6. 检查结果 7. 修正模型
建立数值模拟物理模型和网格



能否采用结构化的网格? 几何形状以及流动的复杂程度? 在各个控制区域内需要什么样的网格精度 对于这个几何形体需要什么样的网格精度? 大的网格梯度是否能预测流场? 是否需要采用网格自适应技术? 计算机的内存容量是否满足要求? 需要多少的计算网格? 计算模型的数量?

单方程(Spalart-Allmaras)模型、
双方程模型(基于湍流动能和扩散率:标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、 带漩流修正的Realizable κ-ε模型;基于湍流能量方程和扩散速率方程: 标准k-ω模型,剪切压力传输(SST) k-ω模型) 雷诺应力模型 大涡模拟(3D)

FLUENT中的湍流模型
三维网格:
tetrahedron
hexahedron
pyramid
prism or wedge
FLUENT中的湍流模型
湍流流动模型很多,但大致可以归纳为以下三类: 湍流输运系数模型 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数的方法。根据建立模型所需要的 微分方程的数目,可以分为零方程模型(代数方程模型),单方程模型 和双方程模型。 第二类是抛弃了湍流输运系数的概念,直接建立湍流应力和其它二阶关 联量的输运方程。 大涡模拟

《fluent湍流模型》课件

《fluent湍流模型》课件

Fluent湍流模型的常见问题
常见的问题包括模型精度不够、 计算量太大、计算时间过长等。
解决法
可以通过减小网格尺寸、改变模 拟设置、使用高性能计算机等方 法来解决问题。
常见错误示范
常见错误包括不合理的边界条件、 不准确的物理参数设定等。
总结
通过本课程的学习,您已了解Fluent湍流模型的基本概念、原理和应用。希望您可以将所学应用到实际工作中, 并继续跟踪湍流模型的发展趋势。
工业中的应用
在飞机、汽车、火箭等工业 制造领域中广泛应用,可以 用于优化产品设计、性能测 试和流体控制等方面。
实际案例分析
使用Fluent湍流模型成功预 测了风力发电机转子的性能, 为风力发电技术的发展做出 了重要贡献。
优缺点
具有高精度、高可靠性和可 灵活扩展等优点,但对计算 资源要求较高。
常见问题与解决方法
通过求解雷诺应力方程来描述湍流过程,
精度更高但计算量更大。
3
Large Eddy Simulation
通过将湍流流场分解成大尺度和小尺度
Detached Eddy Simulation
4
来模拟流体运动。
相对于LES模拟时间更短,适合处理具有 湍流特性的旋转流和湍流边界层等问题。
Fluent湍流模型应用
质量守恒方程
描述流体中物质的流 动规律,保证物质质 量不会凭空消失或凭 空增加。
模拟方法
计算流体力学(CFD) 模拟的方法,如有限 元方法、有限体积法 和边界元方法等。
湍流模型原理
1
k-ε模型
在工程实践中应用广泛,许多气动工程
Reynolds Stress Model
2
和水动力学模拟都基于该模型进行。

关于Fluent的ppt

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

FLUENT培训教材04求解器设置

FLUENT培训教材04求解器设置

ANSYS FLUENT 培训教材 第四节:求解器设置安世亚太科技(北京)有限公司A Pera Global Company © PERA China概要使用求解器(求解过程概览) – 设置求解器参数 – 收敛 • 定义 • 监测 • 稳定性 • 加速收敛 – 精度 • 网格无关性 • 网格自适应 – 非稳态流模拟(后续章节中介绍) • 非稳态流问题设置 • 非稳态流模型选择 – 总结 – 附录A Pera Global Company © PERA China求解过程概览求解参数 – 选择求解器 – 离散格式 初始条件 收敛 – 监测收敛过程 – 稳定性 • 设置松弛因子 • 设置 Courant number – 加速收敛 精度 – 网格无关性 – 自适应网格A Pera Global Company © PERA ChinaSet the solution parametersInitialize the solutionEnable the solution monitors of interestCalculate a solutionModify solution parameters or gridCheck for convergence Yes NoCheck for accuracy Yes StopNo求解器选择FLUENT中有两种求解器 – 压 力基和密度基。

压力基求解器以动量和压力为 基本变量 – 通过连续性方程导出压力和 速度的耦合算法 压力基求解器有两种算法 – 分离求解器 – 压力修正和动 量方程顺序求解。

– 耦合求解器 (PBCS) –压力和 压力和 动量方程同时求解Pressure-Based ( g g (segregated) )Solve U-Momentum Solve V-Momentum Solve W-Momentum Solve Mass Continuity; Update Velocity Solve Mass & Momentum Solve Mass, , Momentum, Energy, SpeciesPressure-Based Density-Based ( (coupled) p ) ( (coupled) p )Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s) Solve Other Transport Equations as requiredA Pera Global Company © PERA China求解器选择密度基耦合求解器– 以矢量方式求解连续性方程、动 量方程、能量方程和组分方程 – 通过状态方程得到压力 – 其他标量方程按照分离方式求解DBCS 可以显式或隐式方式求解– 隐式 – 使用高斯赛德尔方法求解 所有变量 – 显式: 用多步龙格库塔显式时间积 分法。

第2讲 fluent总体介绍-PPT课件

第2讲 fluent总体介绍-PPT课件
• 可以通过残差图来监控这个趋势
– 所有的量已达到守恒状态
一个收敛的、网格独立的解 将会提供有效的工程解!
• 收敛解的精确度取决于:
– 所选计算模型的适合度和精确度 – 网格的分辨率和独立性 – 模型
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
– 流体与网格基本无关联.
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
混合网格实例
• 阀口网格
– 指定的区域可以用不同 的网格类型来划分. – 单独使用四面体或六面 体网格可以使计算效率 和精确度得到提高. – 在GAMBIT和TGRID中 均可使用混合网格生成 工具.
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006
在电脑上操纵Fluent
• 进入你的工作站
– 注册名: – 密码: fluent fluent

Directories
– Your FLUENT session will start in c:\users – 指南中的 mesh/case/data 文件 可以按下列路径找到: c:\Student Files\fluent\tut\ – 建议你将文件保存到一个集中的工作文件夹: c:\users – 工作文件夹可以通过桌面快捷方式进入 c:\users
– – – – 新设计方案的研究 产品开发细节 故障解决方案 重新设计
• CFD 分析补充了测试和实验功能
– 简化了实验设计和数据分析中所要求的工作量
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 December 2006

fluent教程案例PPT课件

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膨胀算法
• 前处理
– TGrid 算法 – 所有物理类型的默认设置。首先表面网格膨胀, 然后生成体网格 – 不支持邻近面设置不同的层数 – 可应用于扫掠和 2D 网格划分
• 后处理
– ICEM CFD 算法 – 使用一种在四面体网格生成后作用的后处理技术 – 只对 patching conforming和patch independent 四面体网格有效.
– 过渡比
• 膨胀层最后单元层和四面体区域第一单元层间的体尺寸改变
• 当求解器设置为 CFX时, 默认的 Transition Ratio是 0.77. 对其它物理选项, 包括Solver Preference 设置为 Fluent的CFD,
默认值是 0.272. • 因为Fluent 求解器是单元为中心的,其网格单元等于求解器单元, 而CFX 求解器是顶点为中心的 ,求解器单元是双重节点
5. 注意这里有5 部件和 5个实体。 4个 Solid项 包含三通管的 固体部分而命名为 Fluid的体是流体区域
6. 因为首先关注的是流体区域, 右击并抑制Outline 中几何下的 4个固体
7. 右击 Mesh 插入方法。 选择流体体并将 Method 设置为 Tetrahedrons,将 Algorithm 设置为 Patch Conforming
23. 保存项目并退出 Workbench.
作业 5.2
汽车集流管的流 体和结构网格
5-33
目标
这个作业示范对耦合传热 (CHT) 流分析或流固耦合(FSI)分析创建合适的网格, . 然而, 几何呈现潜在困难.
• 几何包含两部分. 一部分是固体集流管,另一部分是流体区 域.
• 流体网格将是CFD 性质, 具有膨胀,ckness 并输入值0.001 m. Maximum Layers设为5

Fluent学习资料教程集锦02-FLUENT求解器基础

Fluent学习资料教程集锦02-FLUENT求解器基础

读入网格 – Zones
plate plate-shadow wall
outlet inlet
fluid (cell zone)
Default-interior zone(s) can always be ignored.
• 本例中,有两个域 (fluid-upstream and fluiddownstream).
附录
FLUENT Journals • FLUENT 可以使用journal 文件以批处理方式 运行
• journal 是包括TUI命令的文本文件
• FLUENT TUI 允许命令的缩写,如 – ls 列表工作目录下的文件 – rcd 读入 case 和data 文件 – wcd 写 case 和 data 文件 – rc/wc 读/写 case 文件 – rd/wd 读/写 data 文件 – it 迭代
– Edge 面的边(由两个节点定义)
– Face 单元的边界,由一组边定义
– Cell 域离散的控制体
– Zone 一系列节点、边、面或单元的集合
• 计算域由以上所有的信息组成
– 对纯流动问题,域只包括流体域
– 对共轭换热问题,或流固耦合问题,域还 会包含固体域
• 边界条件设置在面上
• 材料属性和源项设置在单元上
缩放网格,选择量纲
• FLUENT读入网格文件后,所 有的维度默认是以米为单位 的 – 如果你的模型不是以米为 单位建立的,你需要缩放 – 网格缩放后需要确认一下 计算域的大小。
• 如果是在 Workbench下读入 网格,不需要缩放。然而, 量纲默认为 MKS 系统
• 如果需要,可以使用混合的 量纲系统。 – FLUENT 默认使用国际单 位 SI – 在 Set Units 面板中,可以 使用任意的量纲。

Fluent教程PPT课件

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• 小管道进口(velocity-inlet-small) • 出口(pressure-outlet) • 对称面(symmetry)
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设置网格划分参数
• 在Outline>Project>Model(A3)选择Mesh; • 在Size中设置Use Advanced Size Function为On :Curvature; • 在Inflation中设置Use Automatic Tet Inflation为Program
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创建几何体
• In the Details View for the new plane (Plane4), set Transform1 (RMB) to Offset Global X , and set the Value of the offset to -8 in.
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1. In the ANSYS Workbench Project Schematic, double-click the Geometry cell in the Fluid Flow (FLUENT) analysis system.
2. This displays the ANSYS DesignModeler application.
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创建管道
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指定流体区域
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ME469B/7/GI
11
Example of Automatic Adaptation
Initial Grid: 100 elements
ME469B/7/GI
Final Grid: 40,000 elements
12
6
Example of Automatic Adaptation
Initial Grid: 100 elements
Automation
Grid Generation - GAMBIT CFD Solver - FLUENT
ME469B/7/GI
1
Grid Generation Automation
GAMBIT saves a “journal” file with the commands issues during a session Journal file are ASCII editable files Commands are quasi-English and easy-to-use They are useful to trace-back sessions to find errors They can be made general by introducing User Defined Parameters
ME469B/7/GI
14
7
Optimization Procedure
GAMBIT GAMBIT GAMBIT
PROCESS CONTROLLER
FLUENT FLUENT FLUENT
COST FUNCTION EVALUATION
END
ME469B/7/GI
15
Optimization Procedure Example
Design and Trim Sails for a Modern Clippper Ship
ME469B/7/GI
By T. Doyle
16
8
Optimization Procedure Example
Design and Trim Sails for a Modern Clipper Ship
With SCHEME you can perform standard operations:
(define my_new_url (+ my_url 0.1))
To interact with Fluent Journal files via parameters it is necessary to use SCHEME commands. Loops and conditional statements
3
GAMBIT Journal file
It is possible to perform operations on input parameters
$SUM = $A + 0.5*$B
Several functions are available:
$SUM = SIN($A) $X = INTERSECTING(volume, “volume.5”, “volume.12”)
ME469B/7/GI 9
FLUENT Example of Scheme file for Adaptation
;;; (custom-field-function/define ,….) … ! Define Adaptation Function ;;; ;;; set few parameters ;;; (define maxcells 200000) …. ! Set Control Parameters (define minref .1) ;;; (do ((j 0) ! Adaptation Loop (i 0 (+ i 1))) ((= i 5) j) (format "\n Iteration ~a step - STARTED " i) ;;; (cx-gui-do cx-activate-item …) … ! Display Adaptation function ;;; (cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*AdaptMenu*Iso-Value...") … ! Adapt ;;; (cx-gui-do cx-activate-item "MenuBar*SolveMenu*Iterate...") … ! Iterate ;;; (format "\n Iteration ~a step - FINISHED \n" i) ) ! End Adaptation Loop
(if (> 3 2) ‘yes ‘no)
See SCHEME reference manual on the Web-site for more information
ME469B/7/GI
8
4
FLUENT Batch Execution
Batch NO GUI: Batch with GUI:
ME469B/7/GI
6
3
FLUENT Journal Files
Fluent GUI is developed using a LISP dialect called SCHEME To interact with Fluent Journal files via parameters it is necessary to use SCHEME commands. For example to fix the under-relaxation in the momentum equation the command is:
Design and Trim Sails for a Modern Clipper Ship
Optimized Solution for Different Wind Directions
ME469B/7/GI
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10
ME469B/7/GI
2
1
GAMBIT Journal file
The command:
Volume create width 1 depth 1 height 1 offset 0 0 0 brick
Generates a cube of size 1 centered at 0 0 0 On the other hand the sequence
4
2
GAMBIT Batch Execution
The grid generation process can be performed in batch (without GUI) by using the command
gambit –inp <journalfile.jou>
Batch and GUI execution are EXACTLY equivalent!
$W = 2.3 $D = 1.5 $H = 4 Volume create width $W depth $D height $H offset 0 0 0 brick
Generates a cuboid of User-Specified Size centered at 0 0 0
ME469B/7/GI
Aerodynamic Force Definitions
One cost function is defined as Lift/Drag
ME469B/7/GI 17
Optimization Procedure Example
Design and Trim Sails for a Modern Clipper Ship
ME469B/7/GI
5
CFD Solver Automation
FLUENT can save a “journal” file To start saving File Write Start Journal To stop saving File Write Stop Journal Journal file are ASCII editable files Commands are somewhat “obscure” (keywords, etc.) They can be made general by introducing User Defined Parameters
ME469B/7/GI
Available as adapt.scm from the Website
10
5
Example of Automatic Adaptation
Driven Cavity Problem Start Initial Conditions - Uniform Grid Perform 5 Steps of Adaptation Using Hanging Nodes Adaptation Function is: Scaled Velocity Difference = (Velocity Gradient * Volume1/3)/Velocity
Also Loops and Conditional statements:
if cond ($A .eq. 5) volume create sphere radius ($A+3) endif
See Manuals on the Web-site for more information
ME469B/7/GI
Fl ow
Grid Generation
ME469rocedure Example
Design and Trim Sails for a Modern Clipper Ship
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