fluent网格自适应

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fluent中scale-adaptive simulation介绍

fluent中scale-adaptive simulation介绍

fluent中scale-adaptive simulation介绍Fluent中的Scale-Adaptive Simulation (SAS) 是一种用于计算流体力学 (CFD) 模拟的自适应网格方法,它可以在不同空间尺度上直接模拟流体流动。

SAS 可以在不同尺度下揭示流体流动中的复杂特性,并为各种应用提供更准确和可靠的结果。

SAS 是一种结合了雷诺平均N-S方程 (RANS) 模型和大涡模拟(LES) 方法的模拟技术。

在传统的RANS模拟中,流体流动被假设是平稳和各向同性的,而忽略了湍流的尺度和时间相关性。

然而,在某些流动情况下,湍流的尺度变化和空间相关性对结果的准确性具有重要影响。

相比之下,LES方法可以解决流动中的尺度和相关性问题,但计算成本较高。

SAS方法在不同的空间尺度上组合了RANS和LES方法的优点,以平衡计算效率和准确性。

SAS的核心思想是在CFD模拟中引入一个尺度自适应方法,根据流动场的特性来选择合适的网格尺度进行模拟。

该方法基于雷诺应力的局部尺度来调整模型的二阶湍流粘度。

通过自适应地调整模型的粘度值,SAS方法可以在不同的网格尺度上更准确地模拟湍流流动,并解决RANS方法在处理局部尺度流动时的不足。

为了实现尺度自适应,SAS引入了一个形如子网格的尺度函数。

该尺度函数基于湍流的空间和时间尺度,它可以自适应地调整网格的大小和分辨率。

在SAS中,子网格的尺度将根据当地的湍流动力学来确定。

当流动中存在大尺度的涡旋时,子网格的尺度将调整为较大值以更好地保持这些结构。

而当流动中存在小尺度的涡旋时,子网格的尺度将减小以捕获更多的细节。

SAS方法在多个领域得到了广泛的应用,包括空气动力学、船舶流体力学、涡轮机械、燃烧和环境工程等。

通过适当选择尺度函数和调整模型的湍流粘度,SAS可以在不同尺度下模拟出更准确和可靠的结果。

相比传统的RANS方法,SAS方法能够更好地预测湍流结构、细节和湍流交互。

fluent命令介绍、网格划分、参数使用

fluent命令介绍、网格划分、参数使用

第一章Fluent 软件的介绍fluent 软件的组成:软件功能介绍:GAMBIT 专用的CFD 前置处理器(几何/网格生成) Fluent4.5 基于结构化网格的通用CFD 求解器 Fluent6.0 基于非结构化网格的通用CFD 求解器 Fidap 基于有限元方法的通用CFD 求解器 Polyflow 针对粘弹性流动的专用CFD 求解器 Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD 软件 Icepak专用的热控分析CFD 软件软件安装步骤:step 1: 首先安装exceed软件,推荐是exceed6.2版本,再装exceed3d,按提示步骤完成即可,提问设定密码等,可忽略或随便填写。

step 2: 点击gambit文件夹的setup.exe,按步骤安装;step 3: FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下;step 4:安装完之后,把x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\gambit.exe命令符拖到桌面(x为安装的盘符);step 5: 点击fluent源文件夹的setup.exe,按步骤安装;step 6: 从程序里找到fluent应用程序,发到桌面上。

注:安装可能出现的几个问题:1.出错信息“unable find/open license.dat",第三步没执行;2.gambit在使用过程中出现非正常退出时可能会产生*.lok文件,下次使用不能打开该工作文件时,进入x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\,把*.lok文件删除即可;3.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径,推荐设置办法,在非系统分区建一个目录,如d:\usersa) win2k用户在控制面板-用户和密码-高级-高级,在使用fluent用户的配置文件修改本地路径为d:\users,重起到该用户运行命令提示符,检查用户路径是否修改;b) xp用户,把命令提示符发送到桌面快捷方式,右键单击命令提示符快捷方式在快捷方式-起始位置加入D:\users,重起检查。

fluent以及流体力学相关知识

fluent以及流体力学相关知识

fluent以及流体⼒学相关知识1234 弟:“上次说到了在进⾏计算结果评估的时候需要做⽆关性评价,这个⽆关性的概念应该怎么去理解呢?”哥:“这⾥的⽆关性验证主要是指⽹格⽆关性,在⼀些特殊在场合中可能包括有时间步长⽆关性检验。

但是稍微有点数值计算常识的⼈都知道,计算结果不可能与⽹格⼤⼩⽆关的。

我们这⾥的⽆关是⼀种近似的概念。

”弟:“求真相。

”哥:“我们先讨论⽹格⽆关的概念,步长⽆关的概念与这个相似。

数值计算中之所以需要⽹格,是由所采取的算法密切相关的。

当前的主流偏微分⽅程数值离散⽅法都是先计算节点上的物理量,然后通过插值在⽅式求得节点间的值。

因此,从理论上讲,⽹格点布置得越密集,所得到的计算结果也越精确。

”哥:“但是⽹格不可能⽆限制的加密。

主要存在的问题有:风格越密,计算量越⼤,计算周期也越长。

⽽我们的计算资源总是有限的。

其次,随着⽹格的加密,计算机浮点运算造成的舍⼊误差也会增⼤。

因此在实际应⽤中,使⽤者总是在计算精度与计算开销间寻求⼀个⽐较合适的点,这个点所处的位置就是达到⽹格⽆关的阈值。

”弟:“你的意思是,⽹格的数量会影响计算精度,也会影响求解开销,这两个东西是相互⽭盾的,使⽤者需要找到⼀个⽐较合适的风格密度,不会损失太多的精度,计算开销上也能过得去,对吧?”弟:“我想我有些明⽩了。

所谓⽹格⽆关性验证,实际上就是验证计算结果对于⽹格密度变化的敏感性。

也就是不断的改变⽹格的疏密,观察计算结果的变化,若其变化幅度在允许的范围之内,我们就可以说计算值已经与风格⽆关了。

但是在实际计算过程中,我们应该怎样去操作呢?”哥:“在实际计算之前,我们就应当对计算过程有⼀个规划,在划分⽹格的时候,常常需要根据计算机配置估计能处理问题的规模,通常是估计计算⽹格的数量,正常情况下,1G的内存⼤概能求解100W⽹格。

⾸先划分相对粗糙的⽹格进⾏初步计算,对于试算的结果进⾏评估,在流场趋势基本正确的情况下逐步加密⽹格,将多次计算结果进⾏对⽐,当然这其中有试验数据作为参考的话效果更好。

Fluent_操作手册

Fluent_操作手册

第01章fluent简单算例21FLUENT是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。

对于大梯度区域,如自由剪切层和边界层,为了非常准确的预测流动,自适应网格是非常有用的。

FLUENT解算器有如下模拟能力:●用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场,它所使用的非结构网格主要有三角形/五边形、四边形/五边形,或者混合网格,其中混合网格有棱柱形和金字塔形。

(一致网格和悬挂节点网格都可以)●不可压或可压流动●定常状态或者过渡分析●无粘,层流和湍流●牛顿流或者非牛顿流●对流热传导,包括自然对流和强迫对流●耦合热传导和对流●辐射热传导模型●惯性(静止)坐标系非惯性(旋转)坐标系模型●多重运动参考框架,包括滑动网格界面和rotor/stator interaction modeling的混合界面●化学组分混合和反应,包括燃烧子模型和表面沉积反应模型●热,质量,动量,湍流和化学组分的控制体源●粒子,液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算,包括了和连续相的耦合●多孔流动●一维风扇/热交换模型●两相流,包括气穴现象●复杂外形的自由表面流动上述各功能使得FLUENT具有广泛的应用,主要有以下几个方面●Process and process equipment applications●油/气能量的产生和环境应用●航天和涡轮机械的应用●汽车工业的应用●热交换应用●电子/HV AC/应用●材料处理应用●建筑设计和火灾研究总而言之,对于模拟复杂流场结构的不可压缩/可压缩流动来说,FLUENT是很理想的软件。

当你决定使FLUENT解决某一问题时,首先要考虑如下几点问题:定义模型目标:从CFD模型中需要得到什么样的结果?从模型中需要得到什么样的精度;选择计算模型:你将如何隔绝所需要模拟的物理系统,计算区域的起点和终点是什么?在模型的边界处使用什么样的边界条件?二维问题还是三维问题?什么样的网格拓扑结构适合解决问题?物理模型的选取:无粘,层流还湍流?定常还是非定常?可压流还是不可压流?是否需要应用其它的物理模型?确定解的程序:问题可否简化?是否使用缺省的解的格式与参数值?采用哪种解格式可以加速收敛?使用多重网格计算机的内存是否够用?得到收敛解需要多久的时间?在使用CFD分析之前详细考虑这些问题,对你的模拟来说是很有意义的。

05-第五章 FLUENT适应性网格技术

05-第五章 FLUENT适应性网格技术

第五章 适应性网格技术FLUENT的解适应性网格细化的特性允许用户在几何的和数值的解数据的基础上细化和/或粗糙化网格。

另外,为建立和查看用户化的适应场,FLUENT提供了特殊应用的工具。

本章从以下10节详细介绍适应性处理。

5.1 使用适应性网格5.2 网格适应过程5.3 边界适应5.4 梯度适应5.5 各向同性适应5.6 区域适应5.7 体积适应5.8 y+和y*适应5.9 管理适应标识5.10 适应性控制5.11 用光滑和交换的方式改善网格5.1 使用适应性网格在FLUENT中,非结构网格的功能有两个重要的优势:与结构网格相比,缩短设置时间合并网格的解适应性细化的能力使用解适应性细化可以添加网格中需要的单元,从而能够使流场得到更好的解决。

当适应性被合适的利用时,由于解被用来决定添加更多单元的地方,因此所得到的网格对于流动的解是最理想的。

换言之,网格中包含多余的单元不会浪费计算资源,这发生在结构网格中是比较有代表性的情形。

进一步而言,网格细化对解的影响可以在不用完全重新生成网格的情况下来研究。

!在一个并行计算中,任何时候执行网格适应性,一个负荷平衡步将被FLUENT在缺省下执行。

可以通过如下的命令关闭自动负荷平衡:(disable-load-balance-after-adaption)若返回到默认行为,则使用下面的命令:(enable-load-balance-after-adaption)注意,自动负荷平衡将不发生在与动态适应相关联的情况下。

5.1.1 适应性的例子这一小节介绍怎样在可压缩、湍流流动经过一个2D涡轮叶栅的解中有效地使用适应性。

最初的网格,如图5.1.1所示,在叶片周围是非常细的。

表面节点分布为叶片几何提供了足够的定义,并且使湍流边界层不用进一步适应而能够得到完全解决。

另一方面,进口、出口和周期边界处的网格是比较粗糙的。

为保证在叶片通道里的流动得到适当地解决,解适应性细化被用来建立网格,如图5.1.2所示。

Fluent学习总结

Fluent学习总结

Fluent学习总结报告学号:班级:姓名:指导老师:前言FLUENT是世界上流行的商用CFD软件包,包括基于压力的分离求解器、基于压力的耦合求解器、基于密度的隐式求解器、基于密度的显示求解器。

它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,可对高超音速流场、传热与相变、化学与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、变/动网络、噪声、材料加工复杂激励等流动问题进行精确的模拟,具有较高的可信度,。

用户自定义函数也为改进和完善模型,处理个性化问题和给出更合理的边界条件提供了可能。

经过这一个学期对 Fluent的初步入门学习,我对其有了初步的了解,通过练习一些例子,掌握了用 Fluent 求解分析的大概步骤和对鼠标的操作,也大概清楚这些分析有什么用。

由于软件和指导资料几乎全部都是英文书写,还没能完全地理解软件上各个选项的意义和选项之间的联系,目前仅仅是照着实例练操作,要想解决实际问题还远远不够,不过孰能生巧,我相信经过大量的练习,思考,感悟,我一定可以熟练掌握并运用 Fluent。

本学习报告将从Fluent的应用总结分析和几个算例的操作来叙述。

fluent 简单操作指南1.读入文件file--read--case找到.msh文件打开2.网格检查grid-check网格检查会报告有关网格的任何错误,特别make sure最小体积不能使负值;3.平滑和交换网格grid-smooth/swap---点击smooth再点击swap,重复多次;4.确定长度单位grid-scale----在units conversion中的grid was created in中选择相应的单位,点击change length units给出相应的范围,点击scal,然后关闭;5.显示网格display--grid建立求解模型1.define-models-solver(求解器)2.设置湍流模型define-models-viscous3.选择能量方程define-models-energy4 设置流体物理属性define-materials,进行设置,然后点击change/create,弹出的对话框点NO。

fluent介绍

fluent介绍

fluent目录简介基本特点优点其他相关编辑本段简介CFD商业软件介绍之一——Fluent通用CFD软件包,用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。

由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术,因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。

灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型,使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。

编辑本段基本特点FLUENT软件具有以下特点:☆FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法,而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法;☆定常/非定常流动模拟,而且新增快速非定常模拟功能;☆FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题,用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件,余下的网格变化完全由解算器自动生成。

网格变形方式有三种:弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。

其局部网格重生式是FLUENT所独有的,而且用途广泛,可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题;☆FLUENT软件具有强大的网格支持能力,支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。

值得强调的是,FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术;☆FLUENT软件包含三种算法:非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法,是商用软件中最多的;☆FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型,使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。

湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。

另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型;☆适用于牛顿流体、非牛顿流体;☆含有强制/自然/混合对流的热传导,固体/流体的热传导、辐射;☆化学组份的混合/反应;☆自由表面流模型,欧拉多相流模型,混合多相流模型,颗粒相模型,空穴两相流模型,湿蒸汽模型;☆融化溶化/凝固;蒸发/冷凝相变模型;☆离散相的拉格朗日跟踪计算;☆非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导,多孔介质模型(考虑多孔介质压力突变);☆风扇,散热器,以热交换器为对象的集中参数模型;☆惯性或非惯性坐标系,复数基准坐标系及滑移网格;☆动静翼相互作用模型化后的接续界面;☆基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型;☆质量、动量、热、化学组份的体积源项;☆丰富的物性参数的数据库;☆磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题;☆连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题;☆高效率的并行计算功能,提供多种自动/手动分区算法;内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。

第8讲 自适应网格和fluent计算数据的后处理(学生用)

第8讲 自适应网格和fluent计算数据的后处理(学生用)

FLUENT模拟中的关键问题与数据后处理以混合问题为例:一、自定义函数(p57)使用命令:Define>Custom Field Function打开自定义函数设计对话框:以定义速度水头为例:显示自定义函数的数值分布:使用命令:Display>Contours…取消Filled选项,保留其它默认设置,点击Display点击Close,结果见下图:二、使用二阶离散化方法重新计算为了提高计算精度,对于计算当中的变量可以在离散格式中,提高其精度:1)使用命令:Solve>Controls>Solution在条目下,选择能量项,并选择,此时要修改相应的能量方程的松弛因子为 0.8。

点击OK。

2)再进行200次计算:得到的结果明显改善:提高精度后的结果和前的结果比较三、 自适应网格FLUENT 设置自适应网格的目的是为了提高计算精度。

1. Display>contours…,选择温度作为显示对象;2. 取消node values 选项,再点击display ,看到单元边界不光滑,即梯度很大,其范围也会显示出来;从图中可以明显的看到,单元间边界很不光滑了。

为了改进梯度变化较大的区域的精度,我们必须建立梯度比较大的网格组合,以便于细分网格,提高计算精度。

3.在contours of 下拉菜单中,选择adption…和adaption function;显示用于改进计算精度的网格图:取消node values选项;点击display;4.把梯度范围大于0.01的显示出来,取消Options项下的Auto Range,设定min为0.01,把梯度大于0.01的边界节点显示出来:如果把min设置为0.005,网格数量明显增加:5.对高温度梯度的范围进行改进:使用Adapt>Gradient对计算区域重新修正;取消上表中的Coarsen选项,点击Compute,Fluent将修正Min和Max,把threshold值改为0.01,点击Mark,这时实际上对比较高梯度的网格节点进行了标记。

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1.读入文件
.file--read--case找到.msh文件打开
2.网格检查
grid-check
网格检查会报告有关网格的任何错误,特别make sure最小体积不能使负值;3.平滑和交换网格
. grid-smooth/swap---点击smooth再点击swap,重复多次;
4.确定长度单位
grid-scale----
.在units conversion中的grid was created in中选择相应的单位,
.点击change length units给出相应的范围,点击scal,然后关闭;
5.显示网格
.display--grid
建立求解模型
1.define-models-solver(求解器)
2.设置湍流模型
.define-models-viscous
3.选择能量方程
define-models-energy
4 设置流体物理属性
define-materials,进行设置,然后点击change/create,弹出的对话框点NO。

可以从材料库database选择材料和拷贝属性,也可以在properties栏编辑属性,然后点击change/create。

5设置边界条件
define-boundary conditions,根据给定条件设置
6.求解
solver-initialize-initialize
computer from列表中选择要计算的点,点击init,close
7监控
display-monitors--surface
设置surface monitors的个数,勾选plot,点击define,在这里面修改和选择一些选项;
然后保存:file-writer-case
7 迭代
.solver --iterate,会出现检测结果
8,显示计算结果
.8.1 利用不同颜色显示速度分布display--contours,勾选filled(就是填充),在contours of 选择,点击computer,点击display。

..可以选择速度场,温度场,速度矢量场(这个注意,在style 中选择arrow,scale需要自己填),等压力线(levels可以选择条数)
9.创建XY曲线图
plot-XY plot,
10.可以自定义函数
define---custom field function中输入,然后在new funtion name中输入名字,点
击define,close;
在display ---contours中的contours of中选择custom field function,下栏就出现编辑的公式;
11(重要)使用二阶离散化方法重新计算
11.1打开求解控制器设置对话框,设置能量方程的二阶离散,降低松弛系数
.solve-controls--solution,在discretization下energy选择second order,under-relaxation factors 降低energy到0.8(具体为啥不知道)
然后迭代,再display发现温度等参数得到较好改善
12.自适应性网格修改功能
display--contours
12.1.在contours of中选择temperature,options 不选node values,点击display,
.在contours of中选择adaption,options一样不选node values,点击display,
.在一定范围内回执温度梯度,标出需要改进的单元(重要),在options 中不选择auto range以改变最小温度梯度值,
.在min输入0.01,点击display,有颜色的网格为“高梯度”范围,
12.2对高温区梯度的网格进行改进
.Adapt --Gradient(梯度),在gradients of 中选择temperature,在options 下不选coarsen(使变粗),仅执行网格修改
.点击computer,fluent修正max and min,在refine threshold(入口,极限,临界值)
.点击mark,fluent会显示要改进的个数
.点击manage,打开对话框,点击display,会显示要改进的地方.点击adapt,点击YES,然后close
13 显示改进后的网格
display---grid
然后可以再次计算查看结果。

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