fluent学习笔记

界条件一起使用，这是可用压力出口边界条件
用于定义流动出口的静压 （如果有回流存在， 还 包括其他的标量变量） 。当有回流时，使用压力 压力出口（ pressure outlet ） 出口边界条件代替出流边界条件常常有更好的
收敛速度。
用来描述无穷远处的自由可压流体。 该边界条件
压力远场（ pressure far-field ）
（1）、基本求解器 的定义 Define→ Models→Solver Fluent 中提供了三种求解方法： ·非耦合求解 segregated ·耦合隐式求解 coupled implicit ·耦合显示求解 coupled explicit 非耦合求解方法 主要用于 不可压缩流体 或者 压缩性不强的流体 。 耦合求解方法 用在 高速可压缩流体 fluent 默认设置是非耦合求解方法，但对于 高速可压缩流动 ，有强 的体积力（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格要比较密集，建 议采用 耦合隐式求解方法 。耦合能量和动量方程， 可以较快的得到收 敛值。耦合隐式求解的 短板 ：运行所需要的存比较大。若果必须要耦 合求解而机器存不够用， 可以考虑采用耦合显示求解方法。 盖求解方 法也耦合了动量，能量和组分方程，但是存却比隐式求解方法要小。 需要指出的是， 非耦合求解器的一些模型在耦合求解器里并不一定都 有。耦合求解器里没有的模型包括：多相流模型、混合分数 /PDF 燃 烧模型、预混燃烧模型。污染物生成模型、相变模型、 Rosseland 辐 射模型、确定质量流率的周期性流动模型和周期性换热模型。 %%%有点重复，但是可以看看加深理解 Fluent 提供三种不同的求解方法； 分离解、隐式耦合解、 显示耦合解。 分理解和耦合解的主要区别在于：连续方程、动量方程、能量方程和 组分方程解的步骤不同。 分离解按照顺序解， 耦合解是同时解。 两种解法都是最后解附加的标 量方程。隐式解和显示解的区别在于线性耦合方程的方式不同。 Fluent 默认使用分离求解器，但是对于高速可压流动，强体积力导致 的强烈耦合流动 （流体流动耦合流体换热耦合流体的混合， 三者相互 耦合的过程—文档整理者注） （浮力或者旋转力），或者在非常精细的 网格上的流动，需要考虑隐式解。这一解法耦合了流动和能量方程， 收敛很快。 %%% （ 2）、其他求解器的选择 在实际问题中，除了要计算流场， 有时还要计算温度场或者浓度场等， 因此还需要其他的模型。主要的模型有： Multiphase（多相流动） viscous（层流或湍流） energy（是否考虑传 热） species（反应及其传热相关） （ 3）操作环境的设置 Define→ operation → condition
只用于可压流动， 气体的密度通过理想气体定律 来计算。 为了得到理想计算结果， 要将改边界远
离我们所关心的计算区域。
进风口（ inlet vent ）
用于描述具有指定的损失系数、周围（进口）总 压和温度的进风口
排风口（ outlet vent ）

用于描述具有指定的损失系数、周围（排放处 总压的温度的排风口
开发的专用 CFD 前置处理器，用于模拟对象的几何模型以及网格生
成。 Tgrid 是一个附加的前置处理器，他可以从
gambit 或者其他
CAD/CAE软件包中读入所生成的模拟对象的几何结构， 从现在的边界
网络开始生成由三角形、四面体或者混合网格组成的体网格。 Filters
实际上就是其他 CAD/CAE软件包与 fluent 之间的接口，可以将其他软
边界条件相反。 该边界条件只用于可压流动， 对 于不可压流动，请使用速度进口边界条件。
用于规定在求解前流速和压力未知的出口边界
该边界条件适用于出口处的流动时完全发展的
出流（ outflow ）
情况。在该边界上，用户不需要定义任何容（ 非模拟辐射传热、离散相及多口出流） 。该条件
不能用于可压流动。 该条件也不能与压力进口边
Fluent 工程技术与实例分析
Fluent 拥有众多的物理模型，可以满足用户精确地模拟无粘性流体、 层流、紊流、传热和传质、 多孔介质、 化学反应、 颗粒运输、 多相流、 自由表面流、相变流等复杂流动现象的需要。
软件的基本结构
1、前处理 前处理包括 gambit、tgrid 和 filters 、其中 gambit 是由 fluent 公司自主
类别
进 口 边 界 出 口 边 界
边界条件名称
物理意义
速度进口（ velocity inlet
用于定义流动进口边界处的速度和流动的其他 ）
标量型变量
定义流动进口边界的总压 （总能量） 和其他标量
压力进口（ pressure inlet ） 型变量（如温度），及进口边界上总压等标量型
变量是固定的
用来规定进口的质量流量， 即进口边界上质量流 质量进口（ mass flow inlet ） 量固定， 而总压等可变， 该边界条件与压力进口
该项设置所考虑的主要容为外部环境对部反应的影响 4、定义流体的物理性质 5、设置边界条件 Define→boundary condition （1）、设置流体区域（ fluid）的边界条件 在 zong 列表中选择 fluid，即流体所在的区域，然后单击 set，可以看 到关于 fluid 区域连接条件设置的对话框，其中 material name 温恩框 中显示的是 fluid 区域中的物质，从 fluent 数据库中复制出来物质的 明智都会在这里显示出来，只要选择即可。 （ 2）其他边界条件的设置 例如壁面、进出口之类额边界条件。
计算结果，可以平移、缩放、旋转图像，也可以将计算结果导入到其
他后处理软件中。
边界条件问题
CFD 模拟时，常用的基本边界条件包括： 流动进口边界、 流动出口边 界、给定压力边界、壁面边界、对称边界和周期性循环边界。 1、进出口边界条件 Fluent 提供了 10 种类型的流动进、出口条件他们分别是： ·速度进口 ：给出进口速度及需要计算的所有 标量值 ，适用于 不可压
面
壁面（ wall ）
边界区域的平移或者转动来指定一个切向速度 分量，或者通过指定剪切来模拟一个“滑移”壁
6、求解方法的设置及其控制。 下面介绍连续性方程以动量方程的具体求解形式。 （ 1）、求解参数的设置 Solve→controls→ solution 打开求解器控制的对话框， 其中 equation 项下面是当前问题的控制方 程； pressure—velocity coupling 对应的是压力速度耦合求解方式； discretization 对应的是 pressure 和 momentum（动量）的离散方式。 另外 under—relaxation factors 选项可以设置控制方程求解时的松弛 因子。 （ 2）初始化 Solve→initialize→ initialize 打开相应的对话框可以初始化流场。 一般来说， 初始解对于求解的影 响比较大，所以给出的初始解要尽量接近真实值。确定初始解后，依 次单击 init 、apply 和 close按键。 （ 3）打开残差图 Solve→monitors →residual 若是选择 options 下面的 plot ，就可以在计算式动态的现实计算残差 的走势； convergence 下面对应的数值是计算结果的残差要满足的最 低要求，它的数值越小说明计算的精度要求越高。 （4）、保存当前的 case和 data 文件 （ 5）、开始迭代 保存好是设置后可以进行迭代求解， 此时迭代的一些控制参数可以利 用迭代设置对话框进行设置。 对于稳态问题， 迭代设置对话框见教材。 其中 number of iterations 为 总的迭代次数； reporting interval 为 fluent 输出监视信息的间断次
件包所生成的面网格或者体网格读入到 fluent 当中。
2、求解器
Fluent6.3.26 是一个基于非结构化网格的通用求解器， 支持并行运算，
分单精度和双精度两种。
3、后处理
Fluent 本身附带有强大的后处理功能呢， 有云图、等值线图、矢量图、 剖面图、 XY 散点图、粒子轨迹图、动画等多种方式显示储存和输出
fluent 技术基础与应用实例
4.2.2 fluent 数值模拟步骤简介
主要步骤： 1、根据实际问题选择 2D 或 3Dfluent 求解器从而进行数值模拟。 2、导入网格（File→Read→Case然, 后选择有 gambit 导出的 .msh 文件） 3、检查网格（ Grid→Check）。如果网格最小体积为负值，就要重新 进行网格划分。 4、选择计算模型。 5、确定流体物理性质（ Define→Material ）。 6、定义操作环境（ Define→operating condition ） 7、制定边界条件（ Define→Boundary Conditions） 8、求解方法的设置及其控制。 9、流场初始化（ Solve→Initialize） 10、迭代求解（ Solve→Iterate） 11、检查结果。 12、保存结果，后处理等。 具体操作步骤： 1、fluent2d 或 3d 求解器的选择。 2、网格的相关操作 （ 1）、读入网格文件 （ 2）、检查网格文件 文件读入后，一定要对网格进行检查。 上述的操作可以得到网格信息， 从中看出几何区域的大小。 另外从 minimum volume 可以知道最小网 格的体积，若是它的值大于零，网格可以用于计算，否则就要重新划 分网格。 （ 3）、设置计算区域 在 gambit 中画出的图形是没有单位的，它是一个纯数量的模型。故 在进行实际计算的时候， 要根据实际将模型放大或缩小。 方法是改变 fluent 总求解器的单位。 （ 4）、显示网格。 Display→Grid 3、选择计算模型
进气扇（ intake fan ）
用于描述具有指定的压力阶跃、 流动方向、 周围 （进口）总压和温度的外部进风扇
排气扇（ exhaust fan ）