Fluent结构化网格与非结构化网格
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
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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基础知识总结
FLUENT基础知识总结Fluent是一种专业的计算流体动力学软件，广泛应用于工程领域，用于模拟流体动力学问题。
下面是关于Fluent软件的基础知识总结。
1. Fluent软件概述：Fluent是一种基于有限体积法的流体动力学软件，可用于模拟和分析包括流体流动、传热、化学反应等在内的多种物理现象。
它提供了强大的求解器和网格生成工具，可处理各种复杂的流体问题。
2.求解器类型：Fluent软件提供了多种类型的求解器，用于求解不同类型的流体动力学问题。
其中包括压力-速度耦合求解器、压力-速度分离求解器、多相流求解器等。
用户可以根据具体的问题选择合适的求解器进行模拟计算。
3.网格生成：网格生成是流体模拟中的重要一步，它将复杂的物理几何体离散化成小的几何单元，用于计算流体动力学的变量。
Fluent提供了丰富的网格生成工具，包括结构化网格和非结构化网格。
用户可以通过手动创建网格或使用自动网格生成工具来生成合适的网格。
4.区域设置：在使用Fluent进行模拟计算之前，需要对模拟区域进行设置。
区域设置包括定义物理边界条件、初始化流场参数、设定物理模型参数等。
这些设置将直接影响到最终的模拟结果，因此需要仔细调整和验证。
5.模拟计算过程：模拟计算的过程主要包括输入网格、设置求解器和边界条件、迭代求解控制以及输出结果。
在模拟过程中，用户可以根据需要对物理模型参数、网格精度等进行调整，以获得准确的计算结果。
6.模型与边界条件：Fluent提供了多种物理模型和边界条件设置，包括连续介质模型、湍流模型、辐射模型、化学反应模型等。
用户可以根据具体问题选择合适的模型和边界条件，并根据需要进行参数调整。
7.结果分析：模拟计算结束后，用户可以对计算结果进行分析和后处理。
Fluent提供了丰富的后处理工具，可以对流动场、温度场、压力场等进行可视化展示、数据提取和统计分析。
这有助于用户深入理解流体动力学问题并作出合理的决策。
8.并发计算：Fluent支持并发计算，即使用多台计算机进行模拟计算，以提高计算速度和效率。
FLUENT常见问题
湍流与黏性有什么关系？湍流和粘性都是客观存在的流动性质。
湍流的形成需要一定的条件，粘性是一切流动都具有的。
流体流动方程本身就是具非线性的。
NS方程中的粘性项就是非线性项，当然无粘的欧拉方程也是非线性的。
粘性是分子无规则运动引起的，湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。
湍流粘性是基于湍流体的parcel湍流混掺是类比于层流体中的分子无规则运动，只是分子无规则运动遥远弱些吧了。
不过，这只是类比于，要注意他们可是具有不同的属性。
粘性是耗散的根源，实际流体总是有耗散的。
而粘性是制约湍流的。
LANDAU说，粘性的存在制约了湍流的自由度。
湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鮑辛内斯克1987年提出的。
1 FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A和B,还有压力出口等等，是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西？一般是选取ALL ZONE，即所有区域的平均处理，通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。
对于一般流动问题，初始值的设定并不重要，因为计算容易收敛。
但当几何条件复杂，而且流动速度高变化快(如音速流动)，初始条件要仔细选择。
如果不收敛，还应试验不同的初始条件，甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。
2 要判断自己模拟的结果是否是正确的，似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要，可以这样理解吗？也就是说，对于一个具体的问题，初始条件和边界条件的设定并不是唯一的，为了使解收敛，需要不断调整初始条件和边界条件直到解收敛为止，是吗？如果解收敛了，是不是就可以基本确定模拟的结果是正确的呢？对于一个具体的问题，边界条件的设定当然是唯一的，只不过初始化时可以选择不同的初始条件（指定常流），为了使解的收敛比较好，我一般是逐渐的调节边界条件到额定值（"额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件，例如计算一个管内流动，要求入口压力和温度为10MPa和3000K，那么我开始叠代时选择入口压力和温度为1MPa和500K（假设，这看你自己问题了），等流场计算的初具规模、收敛的较好了，再逐渐调高压力和温度，经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K，这样比一开始就设为10MPa 和3000K收敛的要好些）这样每次叠代可以比较容易收敛，每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解，然后继续叠代。
结构化网格和非结构化网格
结构化网格和非结构化网格1.什么是结构化网格和非结构化网格1.1结构化网格从严格意义上讲，结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。
它可以很容易地实现区域的边界拟合，适于流体和表面应力集中等方面的计算。
它的主要优点是：网格生成的速度快。
网格生成的质量好。
数据结构简单。
对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到，区域光滑，与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄，只适用于形状规则的图形。
尤其随着近儿年的计算机和数值方法的快速发展，人们对求解区域的儿何形状的复杂性的要求越来越高，在这种情况下，结构化网格生成技术就显得力不从心了。
1.2非结构化网格同结构化网格的定义相对应，非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数H不同。
从定义上可以看出，结构化网格和非结构化网格有相互重叠的部分，即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。
2.如果一个儿何造型中既有结构化网格，也有非结构化网格，分块完成的，分别生成网格后，也可以直接就调入fluent中计算。
3.在fluent中，对同一个儿何造型，如果既可以生成结构化网格，也可生成非结构化网格，当然前者要比后者的生成复杂的多，那么应该选择哪种网格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢，一般来说，结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛，也更准确。
但后者容易做。
影响精度主要是网格质量，和你是用那种网格形式关系并不是很大，如果结构话网格的质量很差，结果同样不可靠，相对而言，结构化网格更有利于计算机存储数据和加快讣算速度。
结构化网格据说讣算速度快一些，但是网格划分需要技巧和耐心。
非结构化网格容易生成，但相对来说速度要差一些。
4.在gambit中，只有map和submap生成的是结构化网格，其余均为非结构化网格。
采用分块网格划分的时候，在两个相邻块之间设置了connected,但是这两个块我要用不同尺寸的网格来划分。
结构和非结构网格
CFD网格的分类，如果按照构成形式分，可以分为结构化和非结构化结构化：只能有六面体一种网格单元，六面体顾名思义，也就是有六个面，但这里要区分一下六面体和长方体。
长方体(也就是所有边都是两两正交的六面体)是最理想完美的六面体网格。
但如果边边不是正交，一般就说网格单元有扭曲(skewed). 但绝大多数情况下，是不可能得到完全没有扭曲的六面体网格的。
一般用skewness来评估网格的质量，sknewness=V/(a*b*c). 这里V是网格的体积，a，b，c是六面体长，宽和斜边。
sknewness越接近1，网格质量就越好。
很明显对于长方体，sknewness=1. 那些扭曲很厉害的网格，sknewness很小。
一般说如果所有网格sknewness>0.1也就可以了。
结构化网格是有分区的。
简单说就是每一个六面体单元是有它的坐标的，这些坐标用,分区号码(B),I,J,K四个数字代表的。
区和区之间有数据交换。
比如一个单元，它的属性是B=1, I=2,J=3,K=4。
其实整个结构化单元的概念就是CFD计算从物理空间到计算空间mapping的概念。
I,J,K可以认为是空间x,y,z在结构化网格结构中的变量。
非机构化：可以是多种形状，四面体（也就三角的形状），六面体，棱形。
对任何网格，都是希望网格单元越规则越好，比如六面体希望是长方形，对于四面体，高质量的四面体网格就是正四面体。
sknewness的概念这里同样适用，sknewness越小，网格形状相比正方形或者正四面体就越扭曲。
越接近1就越好。
很明显非结构化网格也可以是六面体，但非结构化六面体网格没有什么B,IJK的概念，他们就是充满整个空间。
对于复杂形状，结构化网格比较难以生成。
主要是生成时候要建立拓扑，拓扑是个外来词，英语是topology，所以不要试图从字面上来理解它的意思。
其实拓扑就是指一种有点和线组成的结构。
工人建房子，需要先搭房粱，立房柱子，然后再砌砖头。
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使用
FLUENT使用FLUENT是一种计算流体力学（CFD）软件，被广泛应用于各种工程和科学领域中。
它提供了一个强大的工具，允许用户模拟和分析流体流动、传热和化学反应等过程。
FLUENT的特点是其精确性、灵活性和易于使用。
在本文中，我将详细介绍FLUENT的使用方法和一些常用的功能。
首先，我们需要了解FLUENT的用户界面。
FLUENT提供了一个直观的图形用户界面（GUI），使用户能够轻松地设置和控制模拟参数。
界面中的主要组件包括菜单栏、工具栏、主工作区和显示窗口。
菜单栏提供了各种功能和选项，例如文件操作、网格生成、物理模型和数值方法设置等。
工具栏提供了一些常用的快捷按钮，用于快速访问一些功能。
主工作区是用于设置和调整各种模拟参数的主要区域。
显示窗口用于可视化模拟结果和数据输出。
在开始使用FLUENT之前，我们需要准备一个几何模型和网格。
几何模型可以通过CAD软件创建，然后导入到FLUENT中。
FLUENT支持多种三维和二维几何格式，如STL、IGES、STEP等。
一旦导入几何模型，我们就可以使用FLUENT的网格生成工具来生成数值网格。
FLUENT提供了多种网格生成方法，包括结构化网格、非结构化网格和混合网格。
用户可以根据自己的需要选择合适的方法，并使用预处理工具进行网格质量检查和优化。
一旦准备好了几何模型和网格，我们就可以开始设置模拟参数和求解器选项。
FLUENT支持多种物理模型，包括流体流动、传热、化学反应和多相流等。
用户可以根据需要选择合适的物理模型，并设置相关的参数。
此外，FLUENT还提供了多种求解器选项，包括迭代求解器、时间步进和边界条件等。
用户可以根据自己的需求选择合适的求解器选项，并进行相关设置。
一旦设置完模拟参数和求解器选项，我们就可以开始求解模拟。
FLUENT使用有限体积法（Finite Volume Method）对控制方程进行离散化，并使用迭代求解器对离散化方程组进行求解。
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Fluent结构化网格与非结构化网格简单地说:结构化网格只包含四边形或者六面体，非结构化网格是三角形和四面体。
结构网格再拓扑结构上相当于矩形域内的均匀网格，器节点定义在每一层的网格线上，且每一层上节点数都是相等的，这样使复杂外形的贴体网格生成比较困难。
非结构网格没有规则的拓扑结构，也没有层的概念，网格节点的分布是随意的，因此具有灵活性。
不过非结构网格计算的时候需要较大的内存。
在计算流体动力学中，按照一定规律分布于流场中的离散点的集合叫网格(Grid)，分布这些网格节点的过程叫网格生成(Grid Generation)。
网格生成对CFD至关重要，直接关系到CFD计算问题的成败。
非结构三角形网格方法
复杂外形网格生成的第二方向是最近应用比较广泛的非结构三角形网格方法，它利用三角形(二维)或四面体(三维)在定义复杂外形时的灵活性，以Delaunay法或推进波阵面法为基础，全部采用三角形(四面体)来填充二维(三维)空间，它消除了结构网格中节点的结构性限制，节点和单元的分可控性好，因而能较好地处理边界，适用于模拟真实复杂外型。
非结构网格生成方法在其生成过程中采用一定的准则进行优化判断，因而能生成高质量的网格，很容易控制网格的大小和节点的密度，它采用随机的数据结构有利于进行网格自适应。
一旦在边界上指定网格的分布，在边界之间可以自动生成网格，无需分块或用户的干预，而且不需要在子域之间传递信息。
因而，近年来非结构网格方法受到了高度的重视，有了很大发展。
非结构网格方法的一个不利之处就是不能很好地处理粘性问题，在附面层内只采用三角形或四面体网格，其网格数量将极其巨大。
现在比较好的方法就是采用混合网格技术，即先贴体生成能用于粘性计算的四边型或三棱柱网格，然后以此为物
面边界，生成三角形非结构网格，但是生成复杂外型的四边形或三棱柱网格难度很大。
非结构网格方法的另一个不利之处就是对于相同的物理空间，网格填充效率不高，在满足同样流场计算条件的情况下，它产生的网格数量要比结构网格的(一个长方体数量大得多要划分为5个四面体)。
随机的数据结构也增加了流场参数交换的时间，因此此方法要求较大的计算机内存，计算时间长。
在物面附近，非结构网格方法，特别是对于复杂外形如凹槽、细缝等处比较难以处理。
非结构网格与结构网格一样都属于贴体网格，模型表面网格的好坏直接关系到空间网格的质量，因而它们的模型表面网格必须同时与网格拓扑结构和当地的几何外形特性相适应，为了更好地适应其中一方面，有时不得不在另一方面作出让步，因而往往顾此失彼。
因此，在生成非结构网格和结构网格时，处理模型表面又成为一个关键而费时的工作。
计算精度，主要在于网格的质量(正交性，长宽比等)，并不决定于拓扑(是结构化还是非结构化)。
个人感觉采用结构化网格还是非结构化网格，主要看解决什么问题，如果是无粘欧拉方程的话，只要合理布局，结构和非结构都能得到较为理想的结果。
但如果涉及到粘性影响的话，尤其在壁面处，结构网格有一定优势，并且其对外形适应性差的缺点，也可以通过多块拼接网格解决。
事实上，目前有的非结构网格软件，也开始借鉴结构网格的优点，在壁面处进行了类似结构网格的处理，如cfx的壁面加密功能。
一般来说，网格节点走向(这里假设计算过程中物理量定义在网格节点上)贴近流动方向，那么计算的结果就要好一些。
对于不是非常复杂的流动。
例如气体的喷管流动，使用四边形(二维)网格就比较三角形网格要好。
不过即便是四边形网格，fluent也是按照无结构网格进行处理的。
非结构和结构网格的计算结果如何取决于算法，除非网格实在惨不忍睹。
我觉得现在已发展到了基于结构网格与非结构网格上的计算,各自的优势相差越来越不是很明显了。
GRIDGEN在结构网格方面有着强大的生命力,很多非常复杂的几何形状用它没问题;基于非结构网格方面的计算格式得到的结果的准确度也不次于基于结构网格的结果了。
主要是看你的流向是否与网格平行如果是平行的则计算中不容易出现假扩散，计算的结果就好，但是成角度的时候计算的结果搞不好就有扩散现象，所以不在于结构和非结构。