14-fluent_-solver-settings计算设置
(完整版)学习fluent(流体常识及软件计算参数设置)
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 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？6 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？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）ｌuent中一些问题----（目录）2．1 理想流体(Iｄ１如何入门?2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语?eaｌFlｕid）和粘性流体（Viscous Fｌｕiｄ）２.2 牛顿流体（Nｅｗtonian Ｆluiｄ)和非牛顿流体(ｎｏn-Neｗｔoｎian Ｆluiｄ)2.3 可压缩流体（Ｃompressible Ｆｌｕiｄ）和不可压缩流体(Ｉｎcomprｅsｓｉble Fluid) ? 2.4 层流（Laｍiｎａr Flｏw）和湍流(Ｔurbuleｎt Flow) ?２．5定常流动2.6亚音速流动(Ｓuｂsｏnic)（Stｅａdy Fｌoｗ）和非定常流动（Unsteady Flｏｗ）?与超音速流动（Sｕpｅrsonic）2．7 热传导（Hｅat Transfeｒ)及扩散（Diｆfｕsiｏn）?3在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散?离散化常用的方法有哪些?它们有什么不同？?3.1离散化的目的3.3控制方程的离散及其方法３.２计算区域的离散及通常使用的网格?3.４各种离散化方法的区别4常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性）5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？６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？6.2不可压缩Navｉer-Stoｋes６.1 可压缩Eulｅr及Ｎａvier-Ｓtokes方程数值解?方程求解?７什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系?８在数值计算中,偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？10在ＧAMＢIT中显示9在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？?的“ｃｈecｋ”主要通过哪几种来判断其网格的质量?及其在做网格时大致注意到哪些细节? ?１1 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢?12 在设置ＧAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、13为何在划分网格后,还要指定边界类型和区域类计算域内的内部边界如何处理(2D)？?型？常用的边界类型和区域类型有哪些？?１4２0 何为流体区域（fluｉd ｚｏｎe）和固体区域（soｌｉd zoｎe）？为什么要使用区域的概念？FLUENＴ是怎样使用区域的? ?１５21 如何监视ＦＬUENT 的计算结果？如何判断计算是否收敛?在FLUＥNT中收敛准则是如何定义的?分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数?解决不收16２2什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什敛问题通常的几个解决方法是什么? ?么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样的影响?17 ２3 在ＦLUENT运行过程中，经常会出现“turｂulenceｖiscous raｔe”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 ２4 在FLＵENＴ运行计算时，为什么有时候总是出现“reve ｒsedｆloｗ”?其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响?初始化中的“pa tｃh”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLＵENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30ＦLUＥNＴ运行过程中,出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题?残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响?31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况?以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUEＮT轮廓(ｃonｔoｕｒ)显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体(如柱体),其原因是什么？如何解决?33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图?34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？3５在FLＵENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题?36 在ＤPM模型中,粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程,如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）?37 在ＦLUEＮT定义速度入口时,速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图?如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么?分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 ＦＬＵENT中常用的文件格式类型：dbs，ｍsh,ｃas,ｄａt,trn,jou,pｒofｉlｅ等有什么用处？４4 在计算区域内的某一个面(2Ｄ)或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
Fluent求解参数设置
求解参数设置（Solution Methods/Solution Controls）：在设置完计算模型和边界条件后，即可开始求解计算了，因为常会出现求解不收敛或者收敛速度很慢的情况，所以就要根据具体的模型制定具体的求解策略，主要通过修改求解参数来完成。
在求解参数中主要设置求解的控制方程、选择压力速度耦合方法、松弛因子、离散格式等。
在VOF模型中，PISO比较适合于不复杂的流体，SIMPLE和SIMPLEC适合于可压缩的流体或者处于封闭域中的流体。
• 求解的控制方程:在求解参数设置中，可以选择所需要求解的控制方程。
可选择的方程包括Flow(流动方程)、Turbulence(湍流方程)、Energy(能量方程)、Volume Fraction(体积分数方程)等。
在求解过程中，有时为了得到收敛的解，先关闭一些方程，等一些简单的方程收敛后，再开启复杂的方程一起计算。
• 选择压力速度耦合方法:在基于压力求解器中，FLUENT提供了压力速度耦合的4种方法，即SIMPLE、SIMPLEC(SIMPLE．Consistent)、PISO以及Coupled。
定常状态计算一般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，对于过渡计算推荐使用PISO方法。
PISO方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。
需要注意的是压力速度耦合只用于分离求解器，在耦合求解器中不可以使用。
在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC算法，默认是SIMPLE算法，但对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的亚松弛迭代时。
对于相对简单的问题(如没有附加模型激活的层流流动)，其收敛性可以被压力速度耦合所限制，用户通常可以使用SIMPLEC算法很快得到收敛解。
在SIMPLEC算法中，压力校正亚松弛因子通常设为1.0，它有助于收敛，但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致流动不稳定，对于这种情况，则需要使用更为保守的亚松弛或者使用SIMPLE算法。
fluent设置
FLUENT设置（1）读入网格，file→read→case；（2）检查网格，确保最小体积为正，grid→check；（3）缩放网格，grid→scale；（4）光顺/交换网格，grid→smooth/swap，直至number swapped为0；（5）求解器设置，define→models→solver，都是默认值（设置为分离求解器、隐式算法、三维空间、稳态流动、绝对速度、压力梯度为单元压力梯度计算）；（6）设置计算模型，define→models→viscous，选用标准k-ε模型或RNG k-ε，其他保持默认设置；（7）设置运行环境，define→operating condition，参考压力选用默认值，不计重力，位置选在泵进口边；首先display→grid观察来流方向（对于叶轮要运用右手准则）然后将grid→scale中来流方向的值复制给define→operating condition（8）设置转速单位，define→units，改为rpm；（9）定义材料，define→materials，选择water-liquid即清水（若Fluent Fluid Materials中没有water-liquid，则点击Fluent Database在Fluent Fluid Materials中选择water-liquid）；（10）设置交界面，define→grid interface；（11）定义边界条件，define→boundary conditions；如图部分典型边界条件设置蜗壳叶轮叶轮壁面蜗壳壁面进口出口（12）设置求解参数，solve→controls→solution，选择SIMPLE算法；（13）监视残差，solve→monitors→residual，修改收敛精度为10-5，并显示残差，solve→monitors→surface，同时监测进出口面上的总压；（14）初始化流场，solve→initialize→initialize，在Solution initialization选项中的reference frame中选择relative to cell zone，all zones；（15）保存case文件，file→write→case；（16）开始迭代计算，solve→iterate。
Fluent solver settings
u
Appendix: Background
l l l l
Fluent User Services Center www.fluentusers .com
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.0 Jan 2002
Solution Procedure Overview
n n
Time required: Implicit solver runs roughly twice as fast. Memory required: Implicit solver requires roughly twice as much memory as coupledexplicit or segregated-implicit solvers!
l
Monitoring Convergence Stability n Setting Under-relaxation n Setting Courant number Accelerating Convergence Grid Independence Adaption
Calculate a solution
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.0 Jan 2002
Outline
u
Using the Solver
l l
l
Setting Solver Parameters Convergence n Definition n Monitoring n Stability n Accelerating Convergence Accuracy n Grid Independence n Adaption Finite Volume Method Explicit vs. Implicit Segregated vs. Coupled Transient Solutions
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）luent 中一些问题( 目录 )离散化的目的计算区域的离散及通常使用的网格控制方程的离散及其方法各种离散化方法的区别8 9 10在GAMBIT 中显示的“check 主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？ 12在设置GAMBIT 边界层类型时需要注意的几个问题：a 、没有定义的边界线如何处理？b 、计算域内的内部边界如何处理( 2D )？ 13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域( fluid zone )和固体区域( solid zone )？为什么要使用区域的概念？ FLUENT 是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT 的计算结果？如何判断计算是否收敛？在 FLUENT 中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收1 如何入门2 CFD 2.1 2.2 2.3 2.42.5 2.6 计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语理想流体( Ideal Fluid )和粘性流体( Viscous Fluid ) 牛顿流体( Newtonian Fluid )和非牛顿流体( non-Newtonian Fluid ) 可压缩流体( Compressible Fluid )和不可压缩流体( Incompressible Fluid ) 层流( Laminar Flow )和湍流( Turbulent Flow ) 定常流动( Steady Flow )和非定常流动( Unsteady Flow ) 亚音速流动(Subsonic) 与超音速流动( Supersonic ) 热传导( Heat Transfer )及扩散( Diffusion )2.73 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？ 3.1 3.23.33.44 常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)5 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？6 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？6.1 可压缩 Euler 及 Navier-Stokes 方程数值解6.2 不可压缩 Navier-Stokes 方程求解什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？ 17 23 在 FLUENT 运行过程中，经常会出现“ turbulence viscous rate 超过”了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT 运行计算时，为什么有时候总是出现“ reversed flow ？”其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在 FLUENT 中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch 怎”么理解？27 什么叫 PDF 方法？ FLUENT 中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT 运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31 数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模何避免？ 32 FLUENT 轮廓（ contour ）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？在FLUENT 的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对35 在 FLUENT 结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在 DPM 模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如 20 微米的粒子）？ 37 在 FLUENT 定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别dbs ， msh ， cas ， dat ，trn ，jou ， profile 等有什么用2D ）或一个体（ 3D ）内定义体积热源或组分质量源。
清风Get学习fluent流体常识及软件计算参数设置
学习fluent-(流体常识及软件计算参数设置)luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 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？6 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？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）luent 中一些问题( 目录)1 如何入门2 CFD 计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体( Ideal Fluid )和粘性流体( Viscous Fluid )2.2 牛顿流体( Newtonian Fluid )和非牛顿流体( non-Newtonian Fluid )2.3 可压缩流体( Compressible Fluid )和不可压缩流体( Incompressible Fluid )2.4 层流( Laminar Flow )和湍流( Turbulent Flow )2.5 定常流动( Steady Flow )和非定常流动( Unsteady Flow )2.6 亚音速流动(Subsonic) 与超音速流动( Supersonic )2.7 热传导( Heat Transfer )及扩散( Diffusion )3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)5 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？6 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？6.1 可压缩Euler 及Navier-Stokes 方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes 方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10在GAMBIT中显示的“check主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT 边界层类型时需要注意的几个问题：a 、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理( 2D)？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域( fluid zone )和固体区域( solid zone )？为什么要使用区域的概念？FLUENT 是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT 的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT 中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT 运行过程中，经常会出现“ turbulence viscous rate 超过”了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT 运行计算时，为什么有时候总是出现“ reversed flow ？”其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT 中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch 怎”么理解？27 什么叫PDF 方法？FLUENT 中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT 运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31 数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT 轮廓（contour ）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D 物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT 的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT 结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM 模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20 微米的粒子）？37 在FLUENT 定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT 中常用的文件格式类型：dbs ，msh ，cas ，dat ，trn ，jou ，profile 等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D ）或一个体（3D ）内定义体积热源或组分质量源。
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Introductory FLUENT Training
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ANSYS, Inc. Proprietary
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 Aug 2008
插值方法
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5-8
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Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 Aug 2008
插值方法
需要解出变量的梯度用来求通量，速度导数，以及用于更高阶数 离散化格式
Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations (SIMPLE)
The default scheme, robust缺省格式 对于简单问题可以得到更快收敛（例如简单层流） 对于非定常流动问题或者包含高扭曲度网格适用 NITA算法配合使用，与PISO方法特征相同
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5-3
ANSYS, Inc. Proprietary
Introductory FLUENT Notes FLUENT v6.3 Aug 2008
求解过程概览
Set the solution parameters
基于压力的求解器中两个算法
Solve Mass & Momentum
Solve Mass, Momentum, Energy, Species
Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s) Solve Other Transport Equations as required
Standard：默认格式，对于边界附近表面法向压力梯度较大处降低精 度（但是不能够用于流动中压力急剧变化的地方，应该用PRESTO! 格式 代替） PRESTO!： 用于强旋流、压力急剧变化流（多孔介质、涡扇模型等 等），或者曲率较大区域 Linear： 当其它方法导致收敛困难或者出现非物理现象时使用 Second-Order： 用于可压流，不能用于多孔介质、跳跃、涡扇等，也 不能用于VOF和混合多相流模型 Body Force Weighted： 当质量力很大时使用，比如高雷诺数自然对 流或者高回旋流
Initialize the solution
Enable the solution monitors of interest
Calculate a solution
Modify solution parameters or grid
Check for convergence Yes No
Check for accuracy Yes Stop
对流项的插值方法
First-Order Upwind：一阶迎风，最容易收敛，只有一阶精度 Power Law： 指数形式，当雷诺数较小时比一阶精度高 Second-Order Upwind： 二阶迎风，收敛较慢，二阶精度 Monotone Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL) ：.对于非结构网格局部有三阶精度，在预测二次流、漩涡流动时等 具有更高精度 Quadratic Upwind Interpolation (QUICK)： 应用于四边形/六面体或混 合网格上，对于旋转流动非常有用, 对于均匀网格具有三阶精度
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初始化
计算开始之前需要对所有变量初始化
Solve
Initialize
Initialize…
合理的初始条件可以改善解的稳定性 和加速收敛 对有些问题，一个好的初始假设是必 需的。
基于密度求解器(DBCS)适用于强耦合情况 举例：伴随燃烧的高速可压缩流、高超音速流、激波
相对于隐式算法，显式算法对时间步长有更高要求，因此通常使用隐式算法
插值方法
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FMG初始化对包含大压力、速度梯度的流动问题非常有用（比如：旋转 机械，螺旋管）
检查Case
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压力－速度耦合
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压力－速度耦合
压力－速度耦合：当使用基于压力的求解器时，需要用数值算法 从连续方程以及动量方程得到压力方程 在FLUENT中有四种算法
No
求解器
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求解器
在FLUENT中有两个可用的求解器
可用求解器
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可用求解器
基于密度求解器－求解矢量形式的 连续性方程、动量方程、能量方程 、组分方程。压力由状态方程得到 。 基于密度求解器可以使用隐式或者 显示方式求解：
隐式－使用高斯－赛德尔方法来求 解变量 显式－使用龙格－库塔显式方法求 解变量
注意：基于压力的求解器只有隐式格式
选择求解器
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面压力的插值方法
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面压力的插值方法
下面是FLUENT中可用的使用分离器时可以用来计算单元体面上 压力的插值格式
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Hale Waihona Puke 多重网格初始化
FMG能够用来创建一个更好的初始化流场 TUI 命令： /solve/init/fmg-initialization FMG 在计算上即省又快，即在粗网格上先用一阶精度的欧拉方程计算 在基于压力和密度的求解器中都能使用，但是只能用于定常状态。 FMG使用完全近似存储（FAS）多重网格方法在一系列粗网格上求解流 动问题，再把解传到实际网格上作为初始条件进行精确计算。 参数设置TUI命令：/solve/init/set-fmg-initialization
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大纲
求解器 设置求解参数 收敛 Convergence 定义 Definition 监视Monitoring 稳定性Stability 加速收敛Accelerating Convergence 准确度Accuracy 网格相关性 网格自适应 非定常流动模型 非定常流动问题设置 非定常流动模型选项 总结 附录
选择求解器
基于压力求解器在从低速不可压流到高速可压流这样大范围的流动体系中都适用 需要较小内存 基于压力的耦合求解器 (PBCS) 对大多数单相流动是适用的，而且比分离的基于压 力求解器效果好。对多相流，周期性流动和NITA算法不适用。 比分离求解器要多用1.5－2倍内存。
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插值方法
场变量（存储于单元体中心）必须内插于控制体的面上
V t
f
N faces
f
Vf f A f
f
N faces
f
A f S V
SIMPLE-Consistent (SIMPLEC)
Pressure-Implicit with Splitting of Operators (PISO)