多孔介质模拟简介
船舶水动力性能的实验与数值模拟优化
船舶水动力性能的实验与数值模拟优化船舶的水动力性能对于船舶的航行性能和能源效率有着直接的影响。
为了改善船舶的性能，实验与数值模拟的方法被广泛应用于船舶设计与优化过程中。
本文将从实验与数值模拟两个方面探讨船舶水动力性能的实验与数值模拟优化方法。
一、船舶水动力性能的实验方法实验是研究船舶水动力性能的一种重要手段。
通过实验，可以获取真实的船舶性能数据，并与理论计算进行对比和验证。
以下是一些常用的船舶水动力性能实验方法：1. 模型试验模型试验是通过制作船舶的缩比模型，利用水槽或风洞等实验设备进行试验研究。
该方法可以较真实地模拟船舶在实际航行中的水动力性能，并提供大量的试验数据。
模型试验通常包括阻力试验、浪阻试验、操纵性试验等。
2. 全尺寸试验全尺寸试验是在实际船舶上进行的试验研究。
通过在实船上设置传感器和数据采集装置，可以获取船舶在实际工况下的性能参数。
全尺寸试验可以提供更真实的性能数据，但成本较高且受到环境条件的限制。
3. 水池试验水池试验是对船舶水动力性能进行研究的一种方法。
通过在水池中进行船模的运动试验，可以获取船舶在不同工况下的性能参数。
水池试验不受气候和水流等因素的限制，可以重复进行试验，但模型与实船之间的尺度效应需要考虑。
二、船舶水动力性能的数值模拟优化方法数值模拟优化方法通过数值计算模拟船舶在不同工况下的水动力性能，从而对船舶的设计和优化进行指导。
以下是一些常用的船舶水动力性能数值模拟优化方法：1. 流体力学模拟流体力学模拟是通过数值计算方法模拟船舶在水中的运动行为和水流的变化情况。
通过建立数学模型和物理模型，可以计算船舶的阻力、扭矩、速度等性能参数。
流体力学模拟可以提供详细的流场信息和水动力参数，为船舶的设计和优化提供依据。
2. 多孔介质模拟多孔介质模拟是通过建立多孔介质的数学模型，模拟船舶在泥沙床或海底地形上行驶的情况。
通过模拟船舶与底部泥沙的相互作用，可以评估船舶在特定水域的航行性能。
ANSYS Fluent多孔介质
ANSYS Fluent多孔介质模型简介
多孔介质是指内部含有众多空隙的固体材料，如土壤、煤炭、木材、过滤器、催化床等。
若采用详细的模型结构及网格划分处理，则会因为过多的网格数目而使计算量非常大，不能满足工程上的实际需求，而多孔介质模型实质上是将多孔介质区域结合了以经验假设为主的流动阻力，即动量源项。
图1、多孔介质模型的应用
ANSYS Fluent中可将所需区域设定为多孔介质模型（见图2），在cell zone conditions中勾选porous zone（通常认为在多孔介质模型内由于阻力原因，流动状况为层流，故而同时勾选laminar zone）。
在其界面中，可设置方向、粘性阻力系数、惯性阻力系数以及孔隙率等参数。
其中粘性阻力系数及惯性阻力系数可通过多种方式确定其具体数值，如试验法（风速及压降的曲线拟合）、Ergun方程法、经验方程法等等。
图2、ANSYS Fluent中多孔介质模型的设置界面通过一个简单的仿真案例进行描述：一个用于汽车尾气净化的催化剂装置，其中类似蜂窝结构的区域可认为是多孔区域模型（见图3）。
在ANSYS Fluent中设置求解器、材料、多孔区域、边界条件等，初始化后进行仿真计算（多孔介质问题的初始化应采用standard initialization，见图4）。
结构后处理中可得到结构内部的速度场、压力场结果（见图5）
图3、汽车尾气净化器流动仿真
图4、ANSYS Fluent初始化界面
图5、不同截面的速度场云图、压力场云图及压力曲线。
fluent多孔介质模型
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存 的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气 体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其 中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。
多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、 通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。
用Van Winkle方程计算带方孔的多孔板上压强的损失。方程的 提出者认为该方程适用于呈三角形分布的等距方孔板的湍流计算，具 体形式如下：
式中m为通过板的质量流量，fA为孔的总面积，pA板的总面积(固体 与孔的和)，D/ t孔直径与板厚之比,C是随雷诺数和D/t变化的系数，其 值可以通过查表获得。在t/D>1.6,且Re>4000时，C近似等于0.98，其中 雷诺数是用孔的直径做特征长，孔中流体的速度做特征速度求出的。
多孔介质模拟 方法是将流动区域 中固体结构的作用 看作是附加在流体 上的分布阻力。
动量方程 能量方程的处理 阻力系数的推导 操作步骤（实例）
后处理
2
计算流体力学控制方程
div u div grad S t
时间项
对流项 变数
扩散项 扩散系数 0
D 0 0 C 0 C11 C 13 v x 12 13 vx x 1 D 0 v v C 0 C C 0 23 y 22 22 23 v y y 21 2 C D33 C 0 C33 31 32 33 v z z vz 0
△Py, △Pz分别是x,y,z三个方向的压力降。△nx, 别是多孔介质在x,y,z三个方向的真实厚度。
fluent多孔介质模型
计算结果
上图为在多孔区内，沿中心线的压强变化。可以看出， 穿过多孔区的压力降约为450Pa.
24
25
△Py, △Pz分别是x,y,z三个方向的压力降。△nx, 别是多孔介质在x,y,z三个方向的真实厚度。
△Px,
△
ny,
△
n z分
7
能量方程的处理
能量方程：
多孔介质对能量方程修正：
对于多孔介质流动，FLUENT仍然解标准能量输运方程，只是修改 了对流项和时间导数项。对对流项的计算采用了有效对流函数，时间 导数项则计入了固体区域对多孔介质的热惯性效应。 多孔区域的有效热传导率keff是由流体的热传导率和固体的热传 导率的体积平均值计算得到：
多孔介质模型多孔介质模型多孔介质是由多相物质所占据的共同空间也是多相物质共存的一种组合体没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙由液体或气体或气液两相共同占有相对于其中一相来说其他相都弥散在其中并以固相为固体骨架构成空隙空间的某些空洞相互连通
多孔介质模型
多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存 的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气 体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其 中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。
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Fluent中设置
在GAMBIT中将多孔区单独 设置，但其性质仍为fluid.在 fluent的边界条件设置多孔区 的参数，方向设置如下图。多 孔区porous two的粘性阻力设 为1e+10；其余多孔区粘性阻 力设为1e+13，如右边两图所 示。
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多孔介质的后处理
在多孔介质区域，由于粘性阻力的存在，流体在多孔区内有 较大的压降如第一图所示；porous two的粘性阻力系数是其他多 孔区的千分之一，故流体几乎不会通过porous one和porous three，而全部由porous two通过，如第二图和第三图所示。
多孔介质模型的参数设置
多孔介质模型的参数设置1. 引言多孔介质是指由一些具有孔隙结构的实体组成的材料，孔隙可以是连通的或者不连通的。
多孔介质模型是描述多孔介质中流体运动的数学模型。
在进行多孔介质模拟时，合理设置参数是非常重要的，本文将对多孔介质模型的参数设置进行全面、详细、完整且深入地探讨。
2. 多孔介质模型的基本理论2.1 多孔介质的物理特性多孔介质通常具有以下几个重要的物理特性：•孔隙度：衡量多孔介质中孔隙的占据空间的百分比。
•渗透性：衡量多孔介质允许流体通过的能力。
•孔隙结构：包括孔隙大小分布、形状以及连通性等。
2.2 多孔介质流动模型多孔介质流动模型可以分为宏观尺度模型和微观尺度模型。
宏观尺度模型假设多孔介质具有连续均匀的介质性质，通过Darcy定律描述多孔介质中的流动。
微观尺度模型考虑具体的孔隙结构，通过Navier-Stokes方程描述多孔介质中的流动。
3. 多孔介质模型的参数设置方法3.1 多孔介质几何参数的设置方法多孔介质的几何参数包括孔隙度、孔隙结构等。
合理设置多孔介质的几何参数是建立模型的基础，常用的方法有：1.实验测量方法：通过实验手段测量多孔介质样本的孔隙度、孔隙结构等参数。
2.数值模拟方法：使用计算流体力学方法对多孔介质样本进行数值模拟，得到几何参数。
3.2 多孔介质流动参数的设置方法多孔介质中的流动参数包括渗透性、渗透率等。
合理设置流动参数可以准确描述多孔介质中的流动行为，常用的方法有：1.实验测量方法：通过渗透实验等手段测量多孔介质的渗透性、渗透率等参数。
2.数值模拟方法：使用计算流体力学方法对多孔介质中的流动进行数值模拟，得到流动参数。
3.经验公式方法：根据多孔介质样本的物理特性，利用经验公式估计流动参数。
4. 多孔介质模型参数的影响因素4.1 孔隙度对模型参数的影响孔隙度是多孔介质模型中一个重要的参数，它对模型的流动行为有着重要的影响。
较大的孔隙度会降低多孔介质的渗透性和渗透率，而较小的孔隙度则会增加多孔介质的渗透性和渗透率。
多孔介质流动与传热特性的数值模拟与优化
多孔介质流动与传热特性的数值模拟与优化多孔介质是一种具有复杂结构和多尺度特性的材料，广泛应用于工程领域中的流体力学与传热过程。
对多孔介质的流动与传热特性进行准确的数值模拟和优化，对于提高工程设备的效率和性能具有重要意义。
一、多孔介质流动与传热的数值模拟方法多孔介质的数值模拟方法主要包括连续介质模型和离散介质模型。
连续介质模型基于宏观平均方程，将多孔介质看作均匀、各向同性的连续介质，通过求解宏观平均方程，得到多孔介质的宏观流动和传热特性。
离散介质模型则采用微观尺度的方法，将多孔介质看作由许多微观单元组成的离散介质，通过求解微观单元的运动方程，得到多孔介质的微观流动和传热特性。
1.1 连续介质模型连续介质模型是最常用的多孔介质数值模拟方法之一。
在连续介质模型中，多孔介质的宏观流动和传热特性通过求解质量守恒、动量守恒和能量守恒方程得到。
对于流体流动，常用的连续介质模型包括达西-布里兹模型和林布尔格-奥斯特罗姆模型等。
对于传热过程，连续介质模型可以采用经验规则，如埃尔福特数、修正努塞尔数等，进行数值模拟。
1.2 离散介质模型离散介质模型是一种基于微观尺度的多孔介质数值模拟方法。
在离散介质模型中，多孔介质的微观流动和传热特性通过求解微观单元的运动方程得到。
常用的离散介质模型包括网格模型、直接模拟孔隙度、分子动力学模型等。
离散介质模型通常具有更高的计算精度和更丰富的物理细节，但计算复杂度也更高。
二、多孔介质流动与传热特性的数值模拟优化方法多孔介质的数值模拟优化方法主要包括网格优化和参数优化两个方面。
网格优化通过调整计算网格的精细程度和结构，提高数值模拟的计算精度和效率。
参数优化通过调整模型中的各种参数，提高数值模拟的准确性和可靠性。
2.1 网格优化网格优化是提高多孔介质数值模拟精度和效率的重要手段。
传统的网格优化方法包括均匀网格划分、自适应网格划分和多重网格方法等。
近年来，基于人工智能和机器学习的网格优化方法也得到了广泛应用。
CFX多孔介质模型介绍
CFX多孔介质模型介绍CFX多孔介质模型是ANSYSCFX流体力学软件中的一种模拟方法，用于模拟多孔介质中的流体流动和传热现象。
多孔介质是指由固体颗粒或纤维构成的材料，具有空隙和孔隙，通常用于过滤、吸附、反应和传热等应用中。
多孔介质模型在CFX中的应用非常广泛，包括工业过程中的气体-固体和液体-固体传热、反应器中的化学反应以及土壤和岩石中的地下水流动等等。
该模型考虑了多孔介质中的连续相和离散相的相互作用，通过应用宏观平均方程（Mass Averaging Equations）对连续相进行建模，以描述多孔介质中的整体流动和传热行为。
在CFX中，多孔介质模型的建模方法主要包括两类：均匀介质模型和非均匀介质模型。
均匀介质模型是一种简化的模型，假设整个多孔介质中的连续相具有相同的宏观平均性质。
这种模型适用于孔隙率高、孔隙结构均匀且连续相性质变化不大的多孔介质。
在建模过程中，需要定义多孔介质的宏观属性，如孔隙率、多孔介质的层向渗透性、导热性等。
此外，还需要定义流体和固体之间的动量、能量和质量交换模型，以及模拟软件需要的输入条件。
非均匀介质模型则更为复杂，适用于孔隙率低、孔隙结构不均匀且连续相性质变化显著的多孔介质。
这种模型需要考虑多孔介质中的细观结构，通过将多孔介质分割成许多互不相交的子域，在每个子域中应用连续相模型进行建模。
每个子域可以有不同的物性参数，如孔隙率、渗透性、颗粒尺寸分布等。
然后，通过耦合所有子域，即可模拟整个多孔介质中的流动和传热现象。
CFX多孔介质模型在模拟过程中，通常采用网格划分法来表示多孔介质的结构，通过在各个网格单元上计算宏观平均性质来描述多孔介质中的流动和传热情况。
对于非均匀介质模型，需要将多孔介质分割成适当的子域，并在每个子域的网格上进行模拟。
同时，在计算过程中，需要考虑多孔介质表面的界面传热和动量交换，以及孔隙中的流体-固体界面。
在CFX多孔介质模型中，还可以考虑其他的物理过程，如化学反应、吸附和解吸、生物质转化等。
多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟
多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟随着现代科技的发展，很多物理现象的研究也随之得到了提高，尤其是在微观尺度下，物质的输运现象引起了许多研究人员的重视，微孔介质中流动的输运现象尤为复杂，经常应用在化工、生物医学等领域。
在这样的情况下，微尺度流动的数值模拟成为了不可或缺的一个部分。
本文将介绍关于多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟的相关内容。
首先，多孔介质是指由许多毫米尺度以上的孔隙和孔道组成的，由于其空隙较小、分布复杂，因此流体在其中的流动现象通常难以直接观测和研究，而直接观测的难度也使得微尺度流动的数值模拟变得更加重要。
在多孔介质中，流体通过孔隙间的相互作用和表面反应会发生诸如吸附、分子扩散等的现象。
其次，微尺度流动主要包括两个方面：微通道内的流动和微孔介质内的渗流。
微通道主要指由微米级别的通道组成的关节，在其中，流体的流动伴随着比较强的摩擦和离子、固相颗粒等的各种反应。
微孔介质内的渗流是指在多孔介质内，流体由于孔隙间的空间限制，流速变化较大，同时还有孔隙间相互作用和表面反应等现象。
最后，数值模拟是研究多孔介质壁面条件下微尺度流动现象的一种有效方式。
数值模拟可以通过数学模型，模拟出流体在多孔介质内的流动、渗流现象，在对比实验结果时可以对分析其对应关系，找到合适的模型参数，优化模型模拟效果，来实现对微尺度流动现象的研究。
通过数值模拟，还能够预测多孔介质的渗透性、孔径以及成分和性质的分布情况等，并为改进相关的技术和方法提供理论参考。
总的来说，多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟，对于理解和研究微尺度流动现象，将起到至关重要的作用。
在未来的研究中，人们还将更加深入地理解多孔介质内的流动、渗流现象，优化数值模拟算法，逐渐建立微尺度流动机理的理论体系，并将其应用于更广泛的领域。
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FLUENT多孔介质数值模拟设置FLUENT专题2009-08-18 21:54:19 阅读871 评论5字号：大中小多孔介质条件多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。
当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。
通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。
多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。
多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域，并且在尽可能的情况下被使用（而不是完全的多孔介质模型），这是因为它具有更好的鲁棒性，并具有更好的收敛性。
详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。
多孔介质模型的限制如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。
事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。
因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。
●流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。
这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT不会正确的描述通过介质的过渡时间。
●多孔介质对于湍流的影响只是近似的。
详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。
多孔介质的动量方程多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。
源项由两部分组成，一部分是粘性损失项(Darcy)，另一个是内部损失项：其中S_i是i向(x, y, or z)动量源项，D和C是规定的矩阵。
在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。
对于简单的均匀多孔介质：其中a是渗透性，C_2时内部阻力因子，简单的指定D和C分别为对角阵1/a和C_2其它项为零。
FLUENT还允许模拟的源项为速度的幂率：其中C_0和C_1为自定义经验系数。
注意：在幂律模型中，压降是各向同性的，C_0的单位为国际标准单位。
多孔介质的Darcy定律通过多孔介质的层流流动中，压降和速度成比例，常数C_2可以考虑为零。
忽略对流加速以及扩散，多孔介质模型简化为Darcy定律：在多孔介质区域三个坐标方向的压降为：其中为多孔介质动量方程1中矩阵D的元素v j为三个方向上的分速度，D n_x、D n_y、以及D n_z为三个方向上的介质厚度。
在这里介质厚度其实就是模型区域内的多孔区域的厚度。
因此如果模型的厚度和实际厚度不同，你必须调节1/a_ij的输入。
.多孔介质的内部损失在高速流动中，多孔介质动量方程1中的常数C_2提供了多孔介质内部损失的矫正。
这一常数可以看成沿着流动方向每一单位长度的损失系数，因此允许压降指定为动压头的函数。
如果你模拟的是穿孔板或者管道堆，有时你可以消除渗透项而只是用内部损失项，从而得到下面的多孔介质简化方程：写成坐标形式为：多孔介质中能量方程的处理对于多孔介质流动，FLUENT仍然解标准能量输运方程，只是修改了传导流量和过度项。
在多孔介质中，传导流量使用有效传导系数，过渡项包括了介质固体区域的热惯量：其中：h_f=流体的焓h_s=固体介质的焓f=介质的多孔性k_eff=介质的有效热传导系数S^h_f=流体焓的源项S^h_s=固体焓的源项多孔介质的有效传导率多孔区域的有效热传导率k_eff是由流体的热传导率和固体的热传导率的体积平均值计算得到：其中：f=介质的多孔性k_f=流体状态热传导率（包括湍流的贡献k_t）k_s=固体介质热传导率如果得不到简单的体积平均，可能是因为介质几何外形的影响。
有效传导率可以用自定义函数来计算。
然而，在所有的算例中，有效传导率被看成介质的各向同性性质。
多孔介质中的湍流处理在多孔介质中，默认的情况下FLUENT会解湍流量的标准守恒防城。
因此，在这种默认的方法中，介质中的湍流被这样处理：固体介质对湍流的生成和耗散速度没有影响。
如果介质的渗透性足够大，而且介质的几何尺度和湍流涡的尺度没有相互作用，这样的假设是合情合理的。
但是在其它的一些例子中，你会压制了介质中湍流的影响。
如果你使用k-e模型或者Spalart-Allmaras模型，你如果设定湍流对粘性的贡献m_t为零，你可能会压制了湍流对介质的影响。
当你选择这一选项时，FLUENT会将入口湍流的性质传输到介质中，但是它对流动混合和动量的影响被忽略了。
除此之外，在介质中湍流的生成也被设定为零。
要实现这一解策略，请在流体面板中打开层流选项。
激活这个选项就意味着多孔介质中的m_t为零，湍流的生成也为零。
如果去掉该选项（默认）则意味着多孔介质中的湍流会像大体积流体流动一样被计算。
概述模拟多孔介质流动时，对于问题设定需要的附加输入如下：1.定义多孔区域2.确定流过多孔区域的流体材料3.设定粘性系数（多孔介质动量方程3中的1/a_ij）以及内部阻力系数（多孔介质动量方程3中的C_2_ij），并定义应用它们的方向矢量。
幂率模型的系数也可以选择指定。
4.定义多孔介质包含的材料属性和多孔性5.设定多孔区域的固体部分的体积热生成速度（或任何其它源项，如质量、动量）（此项可选）。
6.如果合适的话，限制多孔区域的湍流粘性。
7.如果相关的话，指定旋转轴和/或区域运动。
在定义粘性和内部阻力系数中描述了决定阻力系数和/或渗透性的方法。
如果你使用多孔动量源项的幂律近似，你需要输入多孔介质动量方程5中的C_0和C_1来取代阻力系数和流动方向。
在流体面板中（下图）你需要设定多孔介质的所有参数，该面板是从边界条件菜单中打开的（详细内容请参阅边界条件的设定一节）Figure 1:多孔区域的流体面板定义多孔区域正如定义边界条件概述中所提到的，多孔区域是作为特定类型的流体区域来模拟的。
亚表明流体区域是多孔区域，请在流体面板中激活多孔区域选项。
面板会自动扩展到多孔介质输入状态。
定义穿越多孔介质的流体在材料名字下拉菜单中选择适当的流体就可以定义通过多孔介质的流体了。
如果你模拟组分输运或者多相流，流体面板中就不会出现材料名字下拉菜单了。
对于组分计算，所有流体和/或多孔区域的混合材料就是你在组分模型面板中指定的材料。
对于多相流模型，所有流体和/或多孔区域的混合材料就是你在多相流模型面板中指定的材料。
定义粘性和内部阻力系数粘性和内部阻力系数以相同的方式定义。
使用笛卡尔坐标系定义系数的基本方法是在二维问题中定义一个方向矢量，在三维问题中定义两个方向矢量，然后在每个方向上指定粘性和/或阻力系数。
在二维问题中第二个方向没有明确定义，它是垂直于指定的方向矢量和z向矢量所在的平面的。
在三维问题中，第三个方向矢量是垂直于所指定的两个方向矢量所在平面的。
对于三维问题，第二个方向矢量必须垂直于第一个方向矢量。
如果第二个方向矢量指定失败，解算器会确保它们垂直而忽略在第一个方向上的第二个矢量的任何分量。
所以你应该确保第一个方向指定正确。
在三维问题中也可能会使用圆锥（或圆柱）坐标系来定义系数，具体如下：定义阻力系数的过程如下：1.定义方向矢量。
●使用笛卡尔坐标系，简单指定方向1矢量，如果是三维问题，指定方向2矢量。
每一个方向都应该是从(0,0)或者(0,0,0)到指定的(X,Y)或(X,Y,Z)矢量。
（如果方向不正确请按上面的方法解决）●对于有些问题，多孔介质的主轴和区域的坐标轴不在一条直线上，你不必知道多孔介质先前的方向矢量。
在这种情况下，三维中的平面工具或者二维中的线工具可以帮你确定这些方向矢量。
1.捕捉"Snap"平面工具（或者线工具）到多孔区域的边界。
（请遵循使用面工具和线工具中的说明，它在已存在的表面上为工具初始化了位置）。
2.适当的旋转坐标轴直到它们和多孔介质区域成一条线。
3.当成一条线之后，在流体面板中点击从平面工具更新或者从线工具更新按钮。
FLUENT会自动将方向1矢量指向为工具的红（三维）或绿（二维）箭头所指的方向。
●要使用圆锥坐标系（比方说环状、锥状顾虑单元），请遵循下面步骤（这一选项只用于三维问题）：1.打开圆锥选项2.指定圆锥轴矢量和在锥轴上的点。
圆锥轴矢量的方向将会是从(0,0,0)到指定的(X,Y,Z)方向的矢量。
FLUENT将会使用圆锥轴上的点将阻力转换到笛卡尔坐标系。
3.设定锥半角(锥轴和锥表面之间的角度，如下图)，使用柱坐标系，锥半角为0.Figure 1:锥半角●对于有些问题，锥形过滤单元的主轴和区域的坐标轴不在一条直线上，你不必知道锥轴先前的方向矢量以及锥轴上的点。
在这种情况下，三维中的平面工具或者二维中的线工具可以帮你确定这些方向矢量。
一种方法如下：1.在点击捕捉到区域按钮之前，你可以在下拉菜单中选择垂直于锥轴矢量的轴过滤单元的边界区域。
2.点击捕捉到区域按钮，FLUENT会自动将平面工具捕捉到边界。
它也会设定锥轴矢量和锥轴上的点（需注意的是你还要自己设定锥半角）。
●另一种方法为：1.捕捉"Snap"平面工具到多孔区域的边界。
（请遵循使用面工具和线工具中的说明，它在已存在的表面上为工具初始化了位置）。
2.旋转和平移工具坐标轴，直到工具的红箭头指向锥的轴向。
工具的起点在轴上。
3.当轴和工具的起点成一条线时，在流体面板中点击从平面工具更新按钮。
FLUENT会自动设定轴向矢量以及在轴上的点（注意：你还是要自己设定锥的半角）。
2.在粘性阻力中指定每个方向的粘性阻力系数1/a，在内部阻力中指定每一个方向上的内部阻力系数C_2（你可能需要将滚动条向下滚动来查看这些输入）。
如果你使用锥指定方法，方向1为锥轴方向，方向2为垂直于锥表面（对于圆柱就是径向）方向，方向3圆周（q）方向。
在三维问题中可能有三种可能的系数，在二维问题中有两种：●在各向同性算例中，所有方向上的阻力系数都是相等的（如海绵）。
在各向同性算例中你必须将每个方向上的阻力系数设定为相等。
●在三维问题中只有两个方向上的系数相等，第三个方向上的阻力系数和前两个不等，或者在二维问题中两个方向上的系数不等，你必须准确的指定每一个方向上的系数。
例如，如果你得多孔区域是由具有小洞的细管组成，细管平行于流动方向，流动会很容易的通过细管，但是流动在其它两个方向上（通过小洞）会很小。
如果你有一个平的盘子垂直于流动方向，流动根本就不会穿过它而只在其它两个方向上。
●在三维问题中还有一种可能就是三个系数各不相同。
例如，如果多孔区域是由不规则间隔的物体（如针脚）组成的平面，那么阻碍物之间的流动在每个方向上都不同。
此时你就需要在每个方向上指定不同的系数（请注意指定各向同性系数时，多孔介质的解策略的注解）。
推导粘性和内部损失系数的方法在定义粘性和内部阻力系数一节中介绍。
当你使用多孔介质模型时，你必须记住FLUENT中的多孔单元是100%打开的，而且你所指定1/a_ij和/或C_2_ij的值必须是基于这个假设的。