ICEM与Fluent仿真卡门涡街问题
fluent中的一些基本问题
fluent中的一些基本问题fluent中的一些基本问题2022年-04-22 16:34:03| 分类：CFD | 标签：|字号大中小订阅使用gambit时可能遇到的问题问题1:如果体网格做好后,感觉质量不好,然后将体网格删除,在其面上重新作网格,结果发现网格都脱离面,不再附体了,比其先前的网格质量更差了.原因:删除体网格时，也许连同较低层次的网格都删除了.上面的脱离面可能是需要的体的面.解决方法:重新生成了面,在重新划分网格问题2:在gambit下做一虚的曲面的网格,结果面上的网格线脱离曲面,由此产生的体网格出现负体积.原因:估计是曲面扭曲太严重造成的解决方法:可以试试分区域划分体网格,先将曲面分成几个小面，生成各自的面网，再划体网格。
问题3:当好网格文件的时候，并检查了网格质量满足要求，但输出*.msh时报错误.原因:应该不是网格数量和尺寸.可能是在定义边界条件或continuum type时出了问题.解决方法:先把边界条件删除重新导出看行不行.其二如果有两个几何信息重合在一起, 也可能出现上述情况,将几何信息合并掉.问题4:当把两个面(其中一个实际是由若干小面组成,将若干小面定义为了group了)拼接在一起,也就是说两者之间有流体通过,两个面个属不同的体,网格导入到fluent时,使用interface时出现网格check的错误,将interface 的边界条件删除,就不会发生网格检查的错误.原因:interface后的两个体的交接面,fluent以将其作为内部流体处理（非重叠部分默认为wall，合并后网格会在某些地方发生畸变，导致合并失败.也可能准备合并的两个面几何位置有误差,应该准确的在同一几何位置(合并的面大小相等时),在合并之前要合理分块解决方法:为了避免网格发生畸变(可能一个面上的网格跑到另外的面上了),可以一面网格粗,一面网格细,或者通过将一个面的网格直接映射到另一面上的,两个面默认为interior.也可以将网格拼接一起.Map （产生规则的结构化网格）Submap（把一个非mappable面分成几个mappable面，从而在每个区域产生结构化网格）Pave （产生非结构化网格）Tri Primitive（把一个三边形面分成三个四边形部分，在每个部分生成结构化网格）Wedge Primitive（在楔形面的顶点产生三角形网格单元，从顶点往外生成发散性的网格）插值方式常称为离散格式。
卡门涡街数值模拟
二、边界条件
1.5m Wall
Velocity inlet
Wall 0.02m
Outflow
0.8m
Wall 0.3m u=0.17894m/s ν=1.7894×10-5m/s Re=Ud/ν=200
三、网格划分
四、求解设置
四、求解设置
四、求解设置
四、求解设置
四、求解设置
四、求解设置
卡门涡街的数值模拟
目录
1 卡门涡街简介 2 边界条件 3 网格划分 4 求解设置 5 结果分析
一、卡门涡街简介
卡门涡街是流体力学中重要的现象，在一定条件下的定常来流绕过某些物 体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡， 经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、 电线等都会形成卡门涡街。
10
0.14
0.00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Frequency
Lift coefficient
谢谢，请老师同学批评指正！
一、卡门涡街简介
原因：流体流经阻流体时，流体从阻流体两侧剥离，形成交替的涡流。 这种交替的涡流，使阻流体两侧流体的瞬间速度不同。流体速度不同， 阻流体两侧受到的瞬间压力也不同，因此使阻流体发生振动。
形成条件：卡门涡街形成的条件：对于在流体中的圆柱体雷诺数 （47<Re<105） 涡街频率：卡门涡街频率与流体速度和阻流体（旋涡发生体）宽度有如 下关系: f=SrV/d f=卡门涡街频率, Sr=斯特劳哈尔数, V=流体速度, d=阻流体迎面宽度 影响及应用：声响效应，引发共振，涡街流量计
四、求解设置
fluent常见问题解答(二)
1流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？这个问题的范畴好大啊。
简要的说一下个人的理解吧：流场数值求解的目的就是为了得到某个流动状态下的相关参数，这样可以节省实验经费，节约实验时间，并且可以模拟一些不可能做实验的流动状态。
主要方法有有限差分，有限元和有限体积法，好像最近还有无网格法和波尔兹曼法（格子法）。
基本思路都是将复杂的非线性差分/积分方程简化成简单的代数方程。
相对来说，有限差分法对网格的要求较高，而其他的方法就要灵活的多2 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解描述无粘流动的基本方程组是Euler方程组，描述粘性流动的基本方程组是Navier-Stokes方程组。
用数值方法通过求解Euler方程和Navier-Stokes方程模拟流场是计算流体动力学的重要内容之一。
由于飞行器设计实际问题中的绝大多数流态都具有较高的雷诺数，这些流动粘性区域很小，由对流作用主控，因此针对Euler方程发展的计算方法，在大多数情况下对Navier-Stokes方程也是有效的，只需针对粘性项用中心差分离散。
用数值方法求解无粘Euler方程组的历史可追溯到20世纪50年代，具有代表性的方法是1952年Courant等人以及1954年Lax和Friedrichs提出的一阶方法。
从那时开始，人们发展了大量的差分格式。
Lax和Wendroff的开创性工作是非定常Euler(可压缩Navier-Stokes)方程组数值求解方法发展的里程碑。
二阶精度Lax-Wendroff格式应用于非线性方程组派生出了一类格式，其共同特点是格式空间对称，即在空间上对一维问题是三点中心格式，在时间上是显式格式，并且该类格式是从时间空间混合离散中导出的。
该类格式中最流行的是MacCormack格式。
学习FLUENT简单、常见问题汇总
查看负体积的位置In:[>x先initialize,激活adapt菜单下的一些选项，要用到的是iso－value，然后在grid下选cell volume，然后compute，会得到网格的体积范围，然后在iso min下填入最小负值，最大值填0，然后用mark，就可以得到一个iso的面，在旁边的manage菜单下的register会出现一个iso的面，用下面的display加上display grid命令，就可以很清楚的看到负体积在计算域的位置。
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X[以下内容由ch06 在2008年12月24日05:05pm 时添加] NU4#SY©流体中文网论坛-- 流体力学及相关领域学术问题交流论坛。
lv%"u找到位置就好修改了V4学习FLUENT简单问题解答，常见问题汇总1 现在用FLUENT的UDF来加入模块，但是用compiled udf时，共享库老是连不上？解决办法：1〉你的计算机必须安装C语言编译器。
2〉请你按照以下结构构建文件夹和存放文件：libudf/src/*.c (*.c为你的源程序）；libudf/ntx86/2d(二维为2d，三维为3d）/makefile(由makefile_nt.udf改过来的）libudf/ntx86/2d(二维为2d，三维为3d）/user_nt.udf（对文件中的SOURCE,VERSION,P ARALLEL_NODE进行相应地编辑）3〉通过命令提示符进入文件夹libudf/ntx86/2d/中，运行C语言命令nmake,如果C预言编译器按装正确和你的源程序无错误，那么此时会编译出Fluent需要的库文件(*.lib)这时再启动Fluent就不会出错了。
2 在使用UDF中用编译连接，按照帮助文件中给出的步骤去做了，结果在连接中报错“系统找不到指定文件”。
udf 文件可能不在工作目录中,应该把它拷到工作目录下,或者输入它的全部路径.3 这个1e-3或者1e-4的收敛标准是相对而言的。
卡门涡街的Comsol仿真实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：卡门涡街的Comsol仿真图3.1卡门涡街仿真图四、实验内容及步骤：4.1建模本实验的的建模与仿真可分为八步：1.模型向导2.参数定义3.几何建模4.材料设置5.层流设置6.划分网格7.研究求解8.结果分析操作步骤：1.模型向导1)打开COMSOL软件，在新建窗口中单击模型向导；2)在模型向导窗口中，单击二维；3)在选择物理场树中双击流体流动单相流层流；4)单击添加，然后单击下方的研究；5)在选择研究中选择一般研究瞬态；6)单击底部的完成；2.参数定义1)在左侧模型开发器窗口的全局定义节点下，单击参数1；2)在参数的设置窗口中，定位到参数栏；3)在表中输入以下设置：图4.1 设置示范图4)在左侧主屏幕工具栏中单击f(x)函数，选择全局阶跃；5)在阶跃的设置窗口中，定位到参数栏；6)在位置文本框中输入0.1；3.几何建模1)在上方的几何工具栏中单击矩形；图4.2 建模完成后图材料设置在模型开发器窗口的组件(comp1)节点下，右键单击材料并选择空材料；在材料的设置窗口中，定位到材料属性明细栏；图4.3 设置示范图图层流设置在模型开发器窗口的组件1(comp1)节点下，右键单击层流(spf)并选择入口；在入口的设置窗口中，边界选择栏里选择边界1（单击右侧图形窗口里矩形的左边界即可）在入口的设置窗口中，定位到速度栏，在U0文本框中输入图4.4 划分网格后的图形在模型开发器窗口的研究节点下，单击步骤1: 瞬态；图6.3升力系数随时间的变化由图5.1可知，升力系数的大小在前0.5s几乎为0，0.5s到3.5s升力系数大幅不断变大然后减小，同时升力系数的峰值和谷值的绝对值都在变大，而且峰值和谷值的绝对值近似相等，3.5s到5.0s力系数的峰值和谷值的绝对值缓慢增大，直到5.0s时都取到最大约0.89，此后5.0s到7.0s升力系数在峰值和谷值的绝对值的最大值之间波动。
作出曳力系数随时间变化图图6.4 曳力系数随时间的变化由图5.2可知，曳力系数在0.5s前就从0急剧变大至约3.1，随后在0.5s到3.5s缓慢且小幅减小再增大至约3.17，在3.5s到7.0s时，曳力系数仅在3.17之间微小波动。
ICEM-Mesh-Fluent周期性边界条件问题
周期性网格生成的作用是让两个对应面的节点相对应，可以互相关联；并且要保证两个对应面的命名不能一样，否则会导入Fluent 出错；下面介绍在ICEM-Fluent/Mesh-Fluent 中的处理方法：ICEM 相关的案例都是得到完整的模型，为了简化计算用的单一零件的周期性问题可以用同样的方法一试，目的是为了获得周期性对应面的网格共节点。
1y 一、平移周期①创建parts 及定义平动周期性②初始化block，雕塑块，并关联，设置节点③生成周期性块并生成网格（正确——周期块的同时，几何也被周期性，并且parts中的如inlet 能控制所有模型的inle t）④生成周期性块并生成网格（转化为非结构化网格）二、旋转周期①创建parts（非常重要，尤其是要创建side侧面，此面为周期面）ICEM周期性边界条件问题2019年11月15日19:05西米 2019.11.15①创建parts（非常重要，尤其是要创建side侧面，此面为周期面）②定义旋转周期性——轴上一点、轴、旋转的角度③初始化Block④设置块周期性顶点对应关系（两个顶点的对应一定如图都要从左到右或从右到左）⑤关联并设置节点⑥周期性旋转块⑦删掉side的parts（不删掉会形成wall 边界条件）或者在fluent 中设置为interior，生成并转化网格Mesh在CFD 计算中，周期边界应用非常广泛。
MESH 模块作为ANSYS W ORKBENCH中的御用网格生成模块，如何利用MESH 模块构建周期网格，就显得非常重要。
周期网格分为两类：旋转周期及平移周期。
在ANSYS MESH模块中，利用坐标系来区分这两类网格类型。
周期网格区域要求周期面上网格节点一一对应，在ANSYS MESH模块中，可以很方便的通过SYMMETRY 功能模块中的PERIODIC REGION 功能达到这一目标。
本例描述了如何在ANSYS MESH 模块中创建周期网格的步骤，在WORKBENCH中的项目结构如图1所示。
ICEM-CFD-常见问题
ICEM CFD 常见问题1用ICEM CFD 导入三维实体后，在Part部分出现part_1，创建边界如入口、出口、壁面后，进行网格划分，该part_1是删除好，还是留着好？对网格划分有影响吗？没用的一般要删除，不过在ICEM CFD 中，不删除，一般也没啥影响，只要把需要的边界，关心的部分都单独做成Part 即可。
2结构化网格和非结构化网格的优缺点是什么？非结构化网格的生成相对简单，四面体网格基本就是简单的填充，非结构化六面体网格的生成还是有些复杂的，但仍然比结构化的建立拓扑简单多。
比如Gambit的非结构化六面体网格是建立在从一个面到另外一个面扫描（Sweep）的基础上的。
Numeca公司的Hexpress 的非结构化六面体网格是用一种吸附的方法，反正你还是要花点功夫。
另外要说的一点就是，结构化网格可以直接应用于各种非结构化网格的CFD软件，比如你在Gridgen里面生成了一个结构化网格，用Fluent读入就可以了。
Fluent是非结构化网格CFD软件，它会忽略那些结构化网格的结构信息（也就是B，I，J，K)，当成简单的非结构网格读入，但非结构化六面体网格就不能用在结构化网格的CFD求解器了。
结构化网格仍然是CFD工程师的首选，非结构化六面体网格也还凑合，四面体网格我就不喜欢了（数量多，计算慢，后处理难看）。
简单说，如果非结构化即快又好，结构化网格早就被淘汰了。
结构化六面体：建立拓扑，再生成网格，所有生成结构化网格的软件（Gridgen/ICEM）都是一种拓扑概念（界面不一样罢了），都需要你去建立拓扑，也就是结构，然后软件好根据你的结构来建立网格或者砌砖头。
非结构化六面体：Gambit用扫描方法，Hexpress用吸附方法，按照步骤就行了。
非结构化四面体：简单，看两页教程，搞定，就是简单填充，没什么技术含量！其他非结构化网格（棱形等）：学习软件，按照步骤，很容易。
不管用什么网格软件，我们最好有比较扎实的CAD（PROE、UG等）基础，熟练的CAD技术太重要了。
[转贴]网友的flluent问题汇总
![[转贴]网友的flluent问题汇总](https://img.taocdn.com/s3/m/cf1dc74fc850ad02de8041c7.png)
[转贴]网友的flluent问题汇总admin 发表于: 2007-7-10 16:56 来源: 水泵人PUMPREN－社区门户1 现在用FLUENT的UDF来加入模块，但是用compiled udf时，共享库老是连不上？解决办法：1〉你的计算机必须安装C语言编译器。
2〉请你按照以下结构构建文件夹和存放文件：libudf/src/*.c (*.c为你的源程序）；libudf/ntx86/2d(二维为2d，三维为3d）/makefile(由makefile_nt.udf改过来的）libudf/ntx86/2d(二维为2d，三维为3d）/user_nt.udf （对文件中的SOURCE,VERSION,PARALLEL_NODE进行相应地编辑）3〉通过命令提示符进入文件夹libudf/ntx86/2d/中，运行C语言命令nmake,如果C预言编译器按装正确和你的源程序无错误，那么此时会编译出Fluent需要的库文件(*.lib)这时再启动Fluent就不会出错了。
2 在使用UDF中用编译连接，按照帮助文件中给出的步骤去做了，结果在连接中报错“系统找不到指定文件”。
udf 文件可能不在工作目录中,应该把它拷到工作目录下,或者输入它的全部路径.3 这个1e-3或者1e-4的收敛标准是相对而言的。
在FLUENT中残差是以开始5步的平均值为基准进行比较的。
如果你的初值取得好，你的迭代会很快收敛，但是你的残差却依然很高；但是当你改变初场到比较不同的值时，你的残差开始会很大，但随后却可以很快降低到很低的水平，让你看起来心情很好。
其实两种情况下流场是基本相同的。
由此来看，判断是否收敛并不是严格根据残差的走向而定的。
可以选定流场中具有特征意义的点，监测其速度，压力，温度等的变化情况。
如果变化很小，符合你的要求，即可认为是收敛了。
一般来说，压力的收敛相对比较慢一些的。
是否收敛不能简单看残差图，还有许多其他的重要标准，比如进出口流量差、压力系数波动等等尽管残差仍然维持在较高数值，但凭其他监测也可判断是否收敛。
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创建０,0,0的参考点P５.
以P5为参考点，定义其他各点。
由４个顶点生成大的面。
由内部封闭曲线来分割大面。
进一步分割内部的小面。
定义外部的大面名为ＳUＲｏｕｔ的parｔ。
定义SＵRcir的paｒｔ。
定义ＳＵRrig的paｒt。
删除所有的点与曲线。
几何拓扑重构:在geoｍeｔry-＞rｅpair ｇeoｍetrｙ中进行模型修补。
注意：因为之前删除了分割过程中产生的重合的点与线,会对网格的生成产生影响，因此需要在此重新生成点与线。
定义各个曲线的part。
定义网格全局参数。
定义壳网格全局参数。
、
定义各部件的网格参数。
在圆的周围生成边界层网格。
生成网格,图中绿色与红色处的网格非常密。
ST013.msh
在指定了求解器类型之后输出2D网格模型。
原书中漏掉了指定求解器的步骤。
将网格导入到Fluｅnｔ之中。
单位缩放:原书中漏掉了这一步，单位发生了１000倍的错误。
定义流体域、边界条件等。
本实例采用层流模型，不考虑重力。
定义外壁为滑移壁面，与流体速度相同，避免了外壁边界层对圆柱绕流的影响。
定义stｉntｅr为intｅrior，这样stinｔer:sｈａdow会消失，表明两个ｓurfａｃe在stinte ｒ处是连续的，其余的stinter：００2与ｓtinter:00３的道理是相同的。
迭代3００步求解结果。
在CＦＤ-POST中进行后处理，显示速度场动画并进行保存。
注意：保存动画有技巧,保存动画要单击工具栏中的Aｎiｍａtiｏn按钮,然后会出现下图的对话框：
在这个对话框中要勾选Sａve Mｏｖie，指定动画存储路径。
Fasｔ与Ｓloｗ之间的拖块是用来指定动画帧数的，黑色三角按钮是开始播放，蓝色方块按钮式停止播放。
需要注意的是，当点击开始播放后,就会开始计算每一个时间点上的画面,从头开始，直至结束，到所有时间步结束时还没按下蓝色方块按钮结束时,软件又会从头开始播放,一遍一遍不会休止，而且动画的保存是在这个过程中实现的，比如从开始播放到结束播放一共计算了4遍,则最后保存的动画也会重复４遍这个流体过程。
另外ＫeyFrame是指定时间点之间的动画用的选项。
ST013.avi ST013.tin ST013.msh
最后给出结果动画、几何模型与fluent文件。
设置为每4步保存一下case与data文件。
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２50s时卡门涡街发展情况。
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