fluent低雷诺系数k-e模型
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。
FLUENT操作过程及全参数选择
FLUENT操作过程及全参数选择振动流化床仿真操作过程及参数选择1创建流化床模型。
根据靳海波论⽂提供的试验机参数，创建流化床模型。
流化床直148mm，⾼1m，开孔率9%，孔径2mm。
在筛板上铺两层帆布保证⽓流均布。
因为实验机为⼀个圆形的流化床，所以可简化为仅⼆维模型。
⽽实际实验中流化⾼度远⼩于1m，甚⾄500mm，所以为提⾼计算时间，可将模型⾼度缩为500mm。
由于筛板上铺设两层帆布以达到⽓流均分的⽬的，所以认为沿整个筛板的进⼝风速为均匀的。
最终简化模型如下图所⽰：上图为流化后的流化床模型，可以看出流化床下端的⽹格相对上端较密，因为流化⾏为主要发⽣的流化床下端，为了加快计算时间，所以采⽤这种下密上疏的划分⽅式。
其中进⼝设置为velocity inlet；出⼝设置为outflow；左右两边分为设置为wall。
在GAMBIT中设置完毕后，输出⼆维模型vfb.msh。
outflow边界条件不需要给定任何⼊⼝的物理条件，但是应⽤也会有限制，⼤致为以下四点：1.只能⽤于不可压缩流动2.出⼝处流动充分发展3.不能与任何压⼒边界条件搭配使⽤（压⼒⼊⼝、压⼒出⼝）4.不能⽤于计算流量分配问题（⽐如有多个出⼝的问题）2打开FLUENT 6.3.26，导⼊模型vfb.msh点击GRID—CHECK，检查⽹格信息及模型中设置的信息，核对是否正确，尤其查看是否出现负体积和负⾯积，如出现马上修改。
核对完毕后，点击GRID-SCALE弹出SCALE GRID窗⼝，设置单位为mm，并点击change length unit 按钮。
具体设置如下：3设置求解器保持其他设置为默认，更改TIME为unsteady，因为实际流化的过程是随时间变化的。
（1）pressure based 求解⽅法在求解不可压流体时，如果我们联⽴求解从动量⽅程和连续性⽅程离散得到的代数⽅程组，可以直接得到各速度分量及相应的压⼒值，但是要占⽤⼤量的计算内存，这⼀⽅法已可以在Fluent6.3中实现，所需内存为分离算法的1.5-2倍。
fluent k-epsilon模型 公式
fluent k-epsilon模型公式
k-epsilon模型是一种常用的湍流模型，用于描述流体中湍流运动的特性。
它基于湍流能量和湍流速度脉动的方程来描述湍流的发展和衰减。
k方程描述了湍流能量的传输与产生，而epsilon方程描述了湍流速度脉动的耗散。
k表示湍流能量，epsilon表示湍流速度脉动的耗散率。
k方程的一般形式为：
∂(ρk)/∂t + ∂(ρuk)/∂x + ∂(ρvk)/∂y + ∂(ρwk)/∂z = Pk - εk + ∂/∂x[(μ+μt)/σk ∂(ρk)/∂x] + ∂/∂y[(μ+μt)/σk ∂(ρk)/∂y] + ∂/∂z[(μ+μt)/σk ∂(ρk)/∂z]
epsilon方程的一般形式为：
∂(ρε)/∂t + ∂(ρuε)/∂x + ∂(ρvε)/∂y + ∂(ρwε)/∂z = C1ε(ε/k)Pk - C2ε(ε^2/k) + ∂/∂x[(μ+μt)/σε ∂(ρε)/∂x] + ∂/∂y[(μ+μt)/σε ∂(ρε)/∂y] + ∂/∂z[(μ+μt)/σε ∂(ρε)/∂z] + C3εG
其中，Pk表示湍流能量项的产生率，εk表示湍流能量项的耗散率，u、v、w分别表示流体速度的x、y、z分量，ρ表示流体密度，μ表示动力粘度，μt表示湍流粘度，σk、σε分别为湍流能量和湍流速度脉动耗散率的可靠性修正参数，C1、C2、C3为经验常数，G 为湍流剪切产生项。
需要注意的是，上述公式只是k-epsilon模型的一般形式，在实
际应用中可能会根据具体问题进行适当调整或改进。
fluent雷诺应力模型类型
fluent雷诺应力模型类型
在固体力学中，Fluent雷诺应力模型是一种用于描述湍流特性的模型。
它是基于雷诺平均的方法，通过将湍流流体动力学分解成平均部分和涨落部分来建模湍流。
这个模型也被称为雷诺-雷诺平均(Navier-Stokes)模型。
Fluent雷诺应力模型可以通过表示湍流动能和湍流耗散率之间的关系来描述湍流现象。
在这种模型中，湍流动能表示液体分子的速度涨落，湍流耗散率表示湍流动能转化为热能的速率。
常用的Fluent雷诺应力模型类型包括：1. 简化的雷诺应力模型（Skeens 模型）：该模型假设湍流动能和湍流耗散率之间存在线性关系。
2. 标准的k-ε模型：该模型假设湍流动能和湍流耗散率之间存在非线性关系，并通过求解k-ε方程组来描述湍流。
3. Renormalization group (RNG) k-ε模型：该模型是对标准k-ε模型的改进，通过应用重正化群理论来改善模型在边界层和旋转流动中的预测能力。
4. 高阶k-ε模型：该模型是对标准k-ε模型的扩展，通过引入更多的方程和修正项来更准确地描述湍流。
这些Fluent雷诺应力模型类型可以根据具体应用场景和流体流动特性的复杂程度进行选择和使用。
fluent笔记讲解
fluent笔记讲解Discretization离散Node values节点值，coarsen粗糙refine 细化curvature曲率，X-WALL shear Stress 壁面切应力的X方向。
strain rate应变率1、求解器:（solver）分为分离方式(segeragated)和耦合方式(coupled)，耦合方式计算高速可压流和旋转流动等复杂高参数问题时比较好，耦合隐式(implicit)耗时短内存大，耦合显式(explicit)相反；2.收敛判据:观察残差曲线。
可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion（收敛判据），比如设为10 -3 ，则残差下降到小于10 -3 时，系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。
（2）流场变量不再变化。
有时候不论怎样计算，残差都不能降到收敛判据以下。
此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化，就可以认为计算已经收敛。
（3）总体质量、动量、能量达到平衡。
在Flux Reports （通量报告）面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。
通过计算域的净通量应该小于0.1%。
Flux Reports（通量报告）面板如图2-17 所示，其启动方法为：Report -> Fluxes3.一阶精度与二阶精度：First Oder Upwind and Second Oder Upwind(一阶迎风和二阶迎风)①一阶耗散性大，有比较严重的抹平现象；稳定性好②二阶耗散性小，精度高；稳定性较差，需要减小松弛因子4.流动模型的选择①inviscid无粘模型：当粘性对流场影响可以忽略时使用；例如计算升力。
②laminar层流模型：考虑粘性，且流动类型为层流。
③Spalart-Allmaras （S-A模型）：单方程模型，适用于翼型、壁面边界层流动，不适于射流等自由剪切湍流问题。
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合
标题：深入探讨fluent中常见的湍流模型及各自应用场合在fluent中，湍流模型是模拟复杂湍流流动的重要工具，不同的湍流模型适用于不同的流动情况。
本文将深入探讨fluent中常见的湍流模型及它们各自的应用场合，以帮助读者更深入地理解这一主题。
1. 简介湍流模型是对湍流流动进行数值模拟的数学模型，通过对湍流运动的平均值和湍流运动的涡旋进行描述，以求解湍流运动的平均流场。
在fluent中，常见的湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、LES模型和DNS模型。
2. k-ε模型k-ε模型是最常用的湍流模型之一，在工程领域有着广泛的应用。
它通过求解两个方程来描述湍流场，即湍流能量方程和湍流耗散率方程。
k-ε模型适用于对流动场变化较为平缓的情况，如外流场和边界层内流动。
3. k-ω模型k-ω模型是另一种常见的湍流模型，在边界层内流动和逆压力梯度流动情况下有着良好的适用性。
与k-ε模型相比，k-ω模型对于边界层的模拟更加准确，能够更好地描述壁面效应和逆压力梯度情况下的流动。
4. LES模型LES（Large Ey Simulation）模型是一种计算密集型的湍流模拟方法，适用于对湍流细节结构和湍流的大尺度结构进行同时模拟的情况。
在fluent中，LES模型通常用于对湍流尾流、湍流燃烧和湍流涡流等复杂湍流流动进行模拟。
5. DNS模型DNS（Direct Numerical Simulation）模型是一种对湍流流动进行直接数值模拟的方法，适用于小尺度湍流结构的研究。
在fluent中，DNS模型常用于对湍流的微观结构和湍流的小尺度特征进行研究，如湍流能量谱和湍流的空间分布特性等。
总结与回顾通过本文的介绍，我们可以看到不同的湍流模型在fluent中各有其适用的场合。
从k-ε模型和k-ω模型适用于工程领域的实际流动情况，到LES模型和DNS模型适用于研究湍流细节结构和小尺度特征，每种湍流模型都有其独特的优势和局限性。
FLUENT模型选择
本文内容摘自《精通CFD工程仿真与案例实战》。
实际上也是帮助文档的翻译，英文好的可直接参阅帮助文档。
FLUENT中的湍流模型很多，有单方程模型，双方程模型，雷诺应力模型，转捩模型等等。
这里只针对最常用的模型。
1、湍流模型描述
现阶段受计算机内存和CPU处理能力的限制，还不能画出足够细的网格，以适应DNS求解的需要；湍流模式理论忽略了大涡的各向异性，平均运算将脉动量的全部细节一律抹平，丢失了包含在脉动量中大量的有重要意义的信息，模拟流场与实际相差也较大，只能作为一种工程参考。
与这两类计算方法相比大涡模拟(LES)有着不可比拟的优点。
大涡模拟方法将雷诺平均方法和直接模拟方法相结合，对湍流的大尺度分量直接进行数值计算，而小尺度分量对大涡的影响则建立模型模拟。
这种方法比直接数值模拟的计算规模小，有实现的可行性；但又比传统的湍流模式理论具有更广泛的适应性。
因而现今采用大涡模拟方法来模拟流场是一种较好的折衷方法。
本文采用大涡模拟(LES)研究旋风流场中的湍流结构。
fluent湍流模型 总结
一般来说，DES和LES是最为精细的湍流模型，但是它们需要的网格数量大，计算量和内存需求都比较大，计算时间长，目前工程应用较少。
S-A模型适用于翼型计算、壁面边界层流动，不适合射流等自由剪切流问题。
标准K-Epsilon模型有较高的稳定性、经济性和计算精度，应用广泛，适用于高雷诺数湍流，不适合旋流等各相异性等较强的流动。
RNG K-Epsilon模型可以计算低雷诺数湍流，其考虑到旋转效应，对强旋流计算精度有所提供。
Realizable K-Epsilon模型较前两种模型的有点是可以保持雷诺应力与真实湍流一致，可以更加精确的模拟平面和圆形射流的扩散速度，同时在旋流计算、带方向压强梯度的边界层计算和分离流计算等问题中，计算结果更符合真实情况，同时在分离流计算和带二次流的复杂流动计算中也表现出色。
但是此模型在同时存在旋转和静止区的计算中，比如多重参考系、旋转滑移网格计算中，会产生非物理湍流粘性。
因此需要特别注意。
专用于射流计算的Realizable k-ε模型。
标准K-W模型包含了低雷诺数影响、可压缩性影响和剪切流扩散，适用于尾迹流动、混合层、射流、以及受壁面限制的流动附着边界层湍流和自由剪切流计算。
SST K-W模型综合了K-W模型在近壁区计算的优点和K-Epsilon模型在远场计算的优点，同时增加了横向耗散导数项，在湍流粘度定义中考虑了湍流剪切应力的输运过程，适用更广，可以用于带逆压梯度的流动计算、翼型计算、跨声速带激波计算等。
雷诺应力模型没有采用涡粘性各向同性假设，在理论上比前面的湍流模型要精确的多，直接求解雷诺应力分量（二维5个，三维7个）输运方程，适用于强旋流动，如龙卷风、旋流燃烧室计算等。
！！！！！所以在选择湍流模型时要注意各个模型是高雷诺数模型还是低雷诺数模型，前者采用壁面函数时，应该避免使用太好（对壁面函数方法）或太粗劣（对增强函数处理方法）的网格。
而对于低雷诺数模型，壁面应该有好的网格。
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fluent中的低雷诺数模型
在Fluent隐藏了很多湍流模型，在GUI面板中我们只能看到三种k-e模型。
但是实际上低雷诺数湍流模型我们同样可以使用。
在Fluent6.2中具体操作一共有三步：
第一步，先在viscous model面板中选择k-e模型；
第二步，键入下面的命令：
define/models/viscous/turbulence-expert/low-re-ke
屏幕显示：
/define/models/viscous/turbulence-expert> low-re-ke
Enable the low-Re k-epsilon turbulence model? [no]
输入y
在模型选择面板中我们就可以看见低雷模型low-re-ke model了。
默认使用第0种低雷诺数模型。
第三步，Fluent中提供6种低雷诺数模型，使用low-re-ke-index 命令设定一种。
low-re-ke-index
Select which low-Reynolds-number -k-epsilon model is to be used. Six models are available: Index Model
0 Abid
1 Lam-Bremhorst
2 Launder-Sharma
3 Yang-Shih
4 Abe-Kondoh-Nagano
5 Chang-Hsieh-Chen
经过上述操作后得到的viscous model 的面板如下：
相对于标准的K-e 模型而言，低雷诺模型的应用没有那么广泛。
引入低雷诺数模型的目的：为了让数值计算从高雷诺数区域一直进行到固体壁面上，对标准的K-e 模型进行修正从而得到具有各种形式的低雷诺模型。
陶文铨老师的数值传热学书上给出了16种不同的低雷诺模型形式。
在fluent中提供的这六种应该也是其中的几种。
虽然目前涉及到的模拟中很少应用到这一低雷诺模型，以后若遇到需要用这个模型的时候，相信也会知道如何下手了。