(整理)FLUENT边界条件(2)—湍流设置.
FLUENT参数设置
FLUENT参数设置1.网格设置：网格是影响仿真结果的重要因素，所以正确的网格设置非常重要。
(a)边界条件：首先，根据你的仿真模型，设置边界条件。
例如，如果你仿真的是空气流动在一个封闭空间中的问题，那么你需要设置墙壁、入口和出口的边界条件。
确保边界条件被准确地定义。
(b)网格划分：在网格划分中，你需要考虑网格精度和计算时间的平衡。
较精细的网格可以提供更准确的结果，但也会增加计算时间和内存需求。
所以要在增加精度和处理时间之间进行权衡。
(c)边界层网格：根据流场的特性，添加适当的边界层网格来更精确地捕捉均流条件。
(d)网格独立性：进行网格独立性分析，即通过在不同的网格细度上进行仿真，来判断模型结果是否收敛并保持一致。
2.物理模型设置：选择适当的物理模型是实现精确仿真的关键。
(a)流体模型：根据实际情况选择合适的流体模型。
例如，对于气体流动问题，可以选择标准的理想气体模型。
(b) 物理现象：考虑你希望研究或模拟的物理现象，并选择相应的模型。
例如，如果你希望研究湍流流动，可以选择湍流模型如k-epsilon模型。
(c)进一步模型设置：根据具体问题的特点，可以选择开启其他模型参数。
例如，对于多相流问题，需要开启相应的多相流模型。
3.数值设置：数值设置对于FLUENT的结果准确性和收敛性都有很大的影响。
(a)时间步长：根据仿真的时间尺度，选择适当的时间步长。
过大的时间步长可能导致不准确的结果，而过小的时间步长会增加计算时间。
(b)收敛准则：选择合适的收敛准则，例如残差的阈值。
一般来说，残差在迭代过程中应达到稳定状态，并且误差足够小。
(c)迭代方案：选择合适的求解器和预处理器。
FLUENT提供了多种求解器和预处理器的选择，根据具体问题进行设置。
4.结果输出：为了更好地理解仿真结果，合理的结果输出设置是必要的。
(a)监控参数：选择与你的研究目的相关的参数，如速度、温度、压力等，并设置相应的监控点。
(b)数值图表：选择合适的结果图表，如速度矢量图、压力分布图等，以更直观地观察结果。
fluent外流场边界条件设置
fluent外流场边界条件设置Fluent外流场边界条件设置在计算流体力学领域，Fluent是一个广泛使用的计算流体动力学（CFD）软件包，用于模拟和分析流体流动和传热问题。
在Fluent 中，边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将重点介绍Fluent中外流场边界条件的设置。
1. 壁面边界条件壁面是流体流动中最常见的边界之一，它可以是实际物体的表面，也可以是虚拟的边界。
在Fluent中，壁面边界条件的设置直接影响着流动的速度和温度分布。
常见的壁面边界条件有：- 固定温度壁面：假设壁面具有固定的温度，适用于需要考虑热传导的问题，如热交换器。
- 固定热流壁面：假设壁面具有固定的热流，适用于需要考虑热辐射的问题，如太阳能集热器。
- 固定速度壁面：假设壁面具有固定的流体速度，适用于需要考虑流体动力学的问题，如风洞实验。
2. 入口边界条件入口边界条件是指流体流动进入计算区域的位置。
在Fluent中，入口边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
常见的入口边界条件有：- 固定速度入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的速度，适用于需要考虑流体动力学的问题，如风洞实验。
- 固定压力入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的压力，适用于需要考虑压力变化的问题，如管道流动。
- 固定质量流入口：假设流体从入口进入计算区域时具有固定的质量流率，适用于需要考虑质量守恒的问题，如喷气发动机。
3. 出口边界条件出口边界条件是指流体流动离开计算区域的位置。
在Fluent中，出口边界条件的设置对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要。
常见的出口边界条件有：- 压力出口：假设流体从出口离开计算区域时具有固定的压力，适用于需要考虑压力变化的问题，如管道流动。
- 压力出流：假设流体从出口离开计算区域时具有与环境相等的压力，适用于需要考虑流体回流或循环的问题，如涡轮机。
- 非滑移壁面：假设流体从出口离开计算区域时与壁面无相对滑移，适用于需要考虑边界层效应的问题，如飞机机翼。
湍流边界条件参数的设置
2011-8-30蓝色流体|流体专业论坛专注流体 - Pow…标题: [fluent相关]湍流边界条件参数的设置作者: ifluid 时间: 2009-4-14 15:02 标题: 湍流边界条件参数的设置在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（Turbulence Intensity）湍流强度I的定义为：I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_av g是平均速度。
湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
fluent边界条件设置教程
边界条件
定义边界条件概述 边界条件包括流动变量和热变量在边界处的值。它是 FLUENT 分析得很关键的一部分， 设定边界条件必须小心谨慎。 边界条件的分类：进出口边界条件：压力、速度、质量进口、进风口、进气扇、压力出 口、压力远场边界条件、质量出口、通风口、排气扇；壁面、repeating, and pole boundaries: 壁面，对称，周期，轴；内部单元区域：流体、固体(多孔是一种流动区域类型) ；内部表 面边界：风扇、散热器、多孔跳跃、壁面、内部。(内部表面边界条件定义在单元表面，这 意味着它们没有有限厚度，并提供了流场性质的每一步的变化。这些边界条件用来补充描述 排气扇、细孔薄膜以及散热器的物理模型。内部表面区域的内部类型不需要你输入任何东 西。) 下面一节将详细介绍上面所叙述边界条件，并详细介绍了它们的设定方法以及设定的具 体合适条件。周期性边界条件在本章中介绍，模拟完全发展的周期性流动将在周期性流动和 热传导一章中介绍。 使用边界条件面板 边界条件(Figure 1)对于特定边界允许你改变边界条件区域类型，并且打开其他的面板以 设定每一区域的边界条件参数 菜单：Define/Boundary Conditions...
fluent湍流设置
fluent湍流设置湍流边界条件设置在流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。
在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。
在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。
本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF（用户自定义函数）来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。
在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。
特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。
在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。
违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。
在Turbulence Specification Method （湍流定义方法）下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。
下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置：（1）湍流强度（Turbulence Intensity）湍流强度I的定义为：I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg(8-1)上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。
湍流强度小于1％时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10％时，则可以认为湍流强度是比较高的。
在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。
比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。
在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。
内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。
边界条件中湍流设置
在入口、出口或远场边界流入流域的流动，FLUENT 需要指定输运标量的值。
本节描述了对于特定模型需要哪些量，并且该如何指定它们。
也为确定流入边界值最为合适的方法提供了指导方针。
使用轮廓指定湍流参量在入口处要准确的描述边界层和完全发展的湍流流动，你应该通过实验数据和经验公式创建边界轮廓文件来完美的设定湍流量。
如果你有轮廓的分析描述而不是数据点，你也可以用这个分析描述来创建边界轮廓文件，或者创建用户自定义函数来提供入口边界的信息。
一旦你创建了轮廓函数，你就可以使用如下的方法：● Spalart-Allmaras 模型：在湍流指定方法下拉菜单中指定湍流粘性比，并在在湍流粘性比之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
通过将m_t/m 和密度与分子粘性的适当结合， FLUENT 为修改后的湍流粘性计算边界值。
● k-e 模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
● 雷诺应力模型：在湍流指定方法下拉菜单中选择K 和Epsilon 并在湍动能（Turb. KineticEnergy ）和湍流扩散速度（Turb. Dissipation Rate ）之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
在湍流指定方法下拉菜单中选择雷诺应力部分，并在每一个单独的雷诺应力部分之后的下拉菜单中选择适当的轮廓名。
湍流量的统一说明在某些情况下流动流入开始时，将边界处的所有湍流量指定为统一值是适当的。
比如说，在进入管道的流体，远场边界，甚至完全发展的管流中，湍流量的精确轮廓是未知的。
在大多数湍流流动中，湍流的更高层次产生于边界层而不是流动边界进入流域的地方，因此这就导致了计算结果对流入边界值相对来说不敏感。
然而必须注意的是要保证边界值不是非物理边界。
非物理边界会导致你的解不准确或者不收敛。
FLUENT全参数设置
FLUENT全参数设置FLUENT是一款流体力学仿真软件，用于通过求解流动和传热问题来模拟和分析各种工程现象。
在使用FLUENT进行仿真之前，我们需要进行全参数设置，以确保所得到的结果准确可靠。
本文将介绍FLUENT的全参数设置，并提供一些适用于新手的建议。
1.计算网格设置：计算网格是FLUENT仿真中最重要的因素之一、合适的网格划分能够很好地表达流场和传热场的特征。
在设置计算网格时，可以考虑以下几个因素：-网格类型：可以选择结构化网格或非结构化网格。
结构化网格具有规则排列的单元，易于生成和细化。
非结构化网格则适用于复杂的几何形状。
-网格密度：根据仿真需求和计算资源的限制，选择合适的网格密度。
一般来说，流动和传热现象较为复杂时，需要更密集的网格划分。
-边界层网格：在靠近流体边界处增加边界层网格可以更准确地捕捉边界层流动的细节。
-剪切层网格：对于具有高速剪切层的流动，应添加剪切层网格以更好地刻画流场。
2.物理模型设置：- 湍流模型：选择合适的湍流模型，如k-epsilon模型、Reynolds Stress Model(RSM)等。
根据流动领域的特点，选用合适的湍流模型能够更准确地预测湍流现象。
- 辐射模型：对于辐射传热问题，可以选择合适的辐射模型进行建模。
FLUENT提供了多种辐射模型，如P1模型、Discrete Ordinates模型等。
-传热模型：根据具体问题，选择适当的传热模型，如导热模型、对流传热模型等。
在选择传热模型时，需要考虑流体性质和边界条件等因素。
3.数值方法设置：数值方法的选择和设置对仿真结果的准确性和稳定性有很大影响。
以下是一些建议：-离散格式：选择合适的离散格式进行数值计算。
一般来说，二阶精度的格式足够满足大多数仿真需求。
-模拟时间步长：选择合适的模拟时间步长以保证数值稳定性。
一般来说，时间步长应根据流场的特性和稳定性来确定。
-松弛因子设置：对于迭代求解的过程，设置合适的松弛因子能够提高求解的收敛速度。
FLUENT应用及相关问题
FLUENT边界条件使用范围速度入口边界条件：用于定义流动入口边界的速度和标量。
压力入口边界条件：用来定义流动入口边界的总压和其它标量。
质量流动入口边界条件：用于已知入口质量流速的可压缩流动。
在不可压缩流动中不必指定入口的质量流，因为当密度是常数时，速度入口边界条件就确定了质量流条件。
压力出口边界条件：用于定义流动出口的静压（在回流中还包括其它的标量）。
当出现回流时，使用压力出口边界条件来代替质量出口条件常常有更好的收敛速度。
压力远场边界条件：用于模拟无穷远处的自由可压缩流动，该流动的自由流马赫数以及静态条件已知。
这一边界类型只用于可压缩流。
质量出口边界条件：用于在解决流动问题之前，所模拟的流动出口的流速和压力的详细情况还未知的情况。
在流动出口是完全发展的时候这一条件是适合的，这是因为质量出口边界条件假定出了压力之外的所有流动变量正法向梯度为零。
不适合于可压缩流动。
进风口边界条件：用于模拟具有指定的损失系数、流动方向以及周围（入口）环境总压和总温的进风口。
进气扇边界条件：用于模拟外部进气扇，它具有指定的压力跳跃、流动方向以及周围（进口）总压和总温。
通风口边界条件：用于模拟通风口，它具有指定的损失系数以及周围环境（排放处）的静压和静温。
排气扇边界条件：用于模拟外部排气扇，它具有指定的压力跳跃以及周围环境（排放处）的静压。
速度入口边界条件速度入口边界条件用于定义流动速度以及流动入口的流动属性相关标量。
这一边界条件适用于不可压缩流，如果用于可压缩流它会导致非物理结果，这是因为它允许驻点条件浮动。
应该注意不要让速度入口靠近固体妨碍物，因为这会导致流动入口驻点属性具有太高的非一致性。
压力入口边界条件压力入口边界条件用于定义流动入口的压力以及其它标量属性。
它即可以适用于可压缩流，也可以用于不可压缩流。
压力入口边界条件可用于压力已知但是流动速度和/或速率未知的情况。
这一情况可用于很多实际问题，比如浮力驱动的流动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
FLUENT边界条件（2）—湍流设置
（fluent教材—fluent入门与进阶教程于勇第九章）
Fluent：湍流指定方法（Turbulence Specification Method）
2009-09-16 20:50
使用Fluent时，对于velocity inlet边界，涉及到湍流指定方法（Turbulence Specification Method），其中一项是Intensity and Hydraulic Diameter （强度和水利直径），本文对其进行论述。
其下参数共两项，
（1）是Turbulence Intensity，确定方法如下：
I=0.16/Re_DH^0.125 (1)
其中Re_DH是Hydraulic Diameter（水力直径）的意思，即式(1)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。
雷诺数
Re_DH=u×DH/υ(2)
u为流速，DH为水利直径，υ为运动粘度。
水利直径见（2）。
（2）水利直径
水力直径是水力半径的二倍，水力半径是总流过流断面面积与湿周之比。
水力半径
R＝A/X (3)
其中，A为截面积（管子的截面积）＝流量/流速
X为湿周(字面理解水流过各种形状管子外圈湿一周的周长)
例如：方形管的水利半径
R=ab/2(a+b)
水利直径
DH=2×R (4)
举例如下：
如果水流速度u=10m/s，圆形管路直径2cm，水的运动粘度为1×10-6 m2/s。
则
DH=2×3.14*r^2/(2*3.14*r)=2*3.14*0.01^2/(3.14*0.02)=0.01 r为圆管半径
Re_DH=u×DH/υ=10*0.02/10e-6=20000
I=0.16/Re_DH^0.125=0.16/20000^0.125=0.0463971424017634≈5%
水力半径：润湿周长
横截面积=h r ， 水力直径：h h r 4D =
对圆管而言，管道直径和水力直径是一回事。
1、湍流强度
定义：速度波动的均方根与平均速度的比值
小于1%为低湍流强度，高于10%为高湍流强度。
计算公式：
I=0.16*(re)^(-1/8)
式中：I —湍流强度，re —雷诺数
2、湍流尺度及水力直径
湍流尺度（turbulence length)：a physical quantity related to the size of the large eddies that contain the energy in turbulent flows 。
通常计算方式：
l=0.07L
L 为特征尺度，可认为是水力直径，因数0.07是基于充分发展的湍流管流中的混合长度的最大值。
湍流参数的选取：
（1）充分发展的内部流动，选取湍流强度(intensity)和水力直径(hydraulic diameter)
（2）导流叶片流动、穿孔板等流动，选取强度(intensity)和长度尺度(length scale)。
（3）四周为壁面引起湍流边界层的流动，选取强度（intensity)和长度尺度(length scale)，使用边界层厚度，特征长度等于0.4倍边界层，输入此值到turbulence length scale 中。
3、湍动能（Kinetic energy)
湍流模型中最常见的物理量（k）。
利用湍流强度估算湍动能：
k=3/2*(u*I)^2
其中：u—平均速度，I—湍流强度
4、湍流耗散率(turbulent disspipation rate)
湍流耗散率即传说中的ε。
通常利用k和湍流尺度l估算ε
计算公式为：
cu通常取0.09，k为湍动能，l为湍流尺度
5、比耗散率ω
计算公式为：
ω=k^0.5/(l*c^0.25)式中：k为湍动能，l为湍流尺度，c为经验常数，常取0.09。