代数网格和非结构网格
cfd基础
流体力学基础流体力学研究流体（气体与液体）的宏观运动与平衡，它以流体宏观模型作为基本假说。
显然，流体的运动取决于每个粒子的运动，但若求解每个粒子的运动即不可能也无必要。
对于宏观问题，必须在微观与宏观之间建立一座桥梁。
流体宏观模型认为流体是由无数流体元（或称流体微团）连续地组成的（即连续介质）。
所谓流体元指的是这样的小块流体：它的大小与放置在流体中的实物比较是微不足道的，但比分子的平均自由程却要大得多，它包含足够多的分子，能施行统计平均求出宏观参量，少数分子出入于流体元不会影响稳定的平均值。
另一方面，对于进行统计平均的时间也应选得足够大，使得在这段时间内，微观的性质，例如分子间的碰撞等已进行了许多次，在这段时间内进行统计平均能够得到稳定的数值。
于是，从统计物理中得知，分子的物理量（质量、速度、动量和能量）经过统计平均后变成了流体元的质量，速度，压力和温度等宏观物理量，分子质量、动量和能量等输运过程，经过统计平均后表现为扩散，粘性，热传导等宏观性质。
上述微观上充分大、宏观上充分小的流体元称为流体质点，将流体运动的空间看作是由流体质点连续地无空隙地充满着的假设称为连续介质假设。
应该指出，有了此假设才能把一个微观问题化成宏观问题，且数学上容易处理。
实验和经验也表明在一般情况下这个假设总是成立的。
但是。
在某些特殊问题中，连续介质的假设也可以不成立。
例如在稀薄气体力学中，分子间的距离很大，它能和物体的特征尺度比拟，这样虽然获得稳定平均值的流体元还是存在的，但是不能将它看成一个质点。
又如考虑激波内的气体运动，激波的尺寸与分子平均自由程同阶，激波内的流体只能看成分子而不能当作连续介质来处理了。
CFD的求解过程CFD的求解过程为了进行CFD计算，用户可借助商用软件来完成所需要的任务，也可自己直接编写计算程序。
两种方法的基本工作过程是相同的，无论是流动问题、传热问题，还是污染物的运移问题，无论是稳态问题，还是瞬态问题，其求解过程都可用图1表示。
数值模拟偏微分方程的三种方法：FDM、FEM及FVM
数值模拟偏微分方程的三种方法：FDM、FEM及FVM偏微分方程数值模拟常用的方法主要有三种：有限差分方法（FDM）、有限元方法（FEM）、有限体积方法（FVM），本文将对这三种方法进行简单的介绍和比较。
有限差分方法有限差分方法(Finite Difference Methods)是数值模拟偏微分方程最早采用的方法，至今仍被广泛运用。
该方法包括区域剖分和差商代替导数两个过程。
具体地，首先将求解区域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解区域。
其次，利用Taylor级数展开等方法将偏微分方程中的导数项在网格节点上用函数值的差商代替来进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知量的代数方程组。
该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法，数学概念直观，表达简单，是发展较早且比较成熟的数值方法。
差商代替导数后的格式称为有限差分格式，从格式的精度来考虑，有一阶格式、二阶格式和高阶格式。
从差分的空间离散形式来考虑，有中心格式和迎风格式。
对于瞬态方程，考虑时间方向的离散，有显格式、隐格式、交替显隐格式等。
目前常见的差分格式，主要是以上几种格式的组合，不同的组合构成不同的差分格式。
差分方法主要适用于结构网格，网格的步长一般根据问题模型和Courant稳定条件来决定。
请输入标题有限元方法(Finite Element Methods)的基础是变分原理和分片多项式插值。
该方法的构造过程包括以下三个步骤。
首先，利用变分原理得到偏微分方程的弱形式(利用泛函分析的知识将求解空间扩大)。
其次，将计算区域划分为有限个互不重叠的单元(三角形、四边形、四面体、六面体等)。
再次，在每个单元内选择合适的节点作为求解函数的插值点，将偏微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的分片插值基函数组成的线性表达式，得到微分方程的离散形式。
利用插值函数的局部支集性质及数值积分可以得到未知量的代数方程组。
有限元方法有较完善的理论基础，具有求解区域灵活(复杂区域)、单元类型灵活(适于结构网格和非结构网格)、程序代码通用(数值模拟软件多数基于有限元方法)等特点。
fluent中常见问题
1 对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？学习任何一个软件，对于每一个人来说，都存在入门的时期。
认真勤学是必须的，什么是最好的学习方法，我也不能妄加定论，在此，我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下，希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。
由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计，老师给了我一本书，韩占忠的《FLUENT 流体工程仿真计算实例与应用》，当然，学这本书之前必须要有两个条件，第一，具有流体力学的基础，第二，有FLUENT安装软件可以应用。
然后就照着书上二维的计算例子，一个例子，一个步骤地去学习，然后学习三维，再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。
不能急于求成，从前处理器GAMBIT，到通过FLUENT进行仿真，再到后处理，如TECPLOT，进行循序渐进的学习，坚持，效果是非常显著的。
如果身边有懂得FLUENT 的老师，那么遇到问题向老师请教是最有效的方法，碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。
另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的，两者结合起来学习效果更好。
2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。
/dvbbs/viewFile.asp?BoardID=61&ID=1411A.理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）：流体在静止时虽不能承受切应力，但在运动时，对相邻的两层流体间的相对运动，即相对滑动速度却是有抵抗的，这种抵抗力称为粘性应力。
流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度，或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。
粘性的大小依赖于流体的性质，并显著地随温度变化。
实验表明，粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。
FLUENT入门一般问题集锦
Fluent经典问题1对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？答：学习任何一个软件，对于每一个人来说，都存在入门的时期。
认真勤学是必须的，什么是最好的学习方法，我也不能妄加定论，在此，我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下，希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。
由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计，老师给了我一本书，韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》，当然，学这本书之前必须要有两个条件，第一，具有流体力学的基础，第二，有FLUENT安装软件可以应用。
然后就照着书上二维的计算例子，一个例子，一个步骤地去学习，然后学习三维，再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。
不能急于求成，从前处理器GAMBIT，到通过FLUENT进行仿真，再到后处理，如TECPLOT，进行循序渐进的学习，坚持，效果是非常显著的。
如果身边有懂得FLUENT的老师，那么遇到问题向老师请教是最有效的方法，碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。
另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的，两者结合起来学习效果更好。
2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。
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？首先说一下CFD的基本思想：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场，压力场等，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。
【国家自然科学基金】_非结构四面体网格_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 数值模拟 非结构网格 表面风压 湍流流场 湍流 流场 核主泵模型泵 有限体积法 最小二乘 旋流自吸泵 房屋群体 导叶 多重参考坐标系 四坡屋面 tvd方法 simplec算法 runge-kutta euler方程
2012年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 漂移-扩散模型 有限体积方法 并行数值模拟 代数多重网格方法 三维半导体器件
推荐指数 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 高精度方法 非结构网格 非结构四面体网格 雷诺平均 阵面推进法 离心泵 着陆构型 机翼抖振 数值模拟 抖振边界 多面体网格 多重网格法 四面体单元 双曲型守恒律方程 内部流动
推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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科研热词 风洞试验 非结构网格 表面风压 有限体积法(fvm) 数值模拟 崖门水道 四坡屋面
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2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
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推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
CFD简介
式中 Cμ、σk、σε、C1ε、C2ε为常数。
CFD技术基础
二．N.S.方程的物理近似解
我们可以将雷诺应力方程和湍 流模型结合起来求解。在某些条件 下，我们也可以将N.S.方程做不同 程度的简化，以便简便，快速地求 出问题的解。
CFD技术基础
• 古典的边界层理论(BL)
• NS方程的抛物化 (PNS)近似方式 与古典的边界层理论类似，但需考虑 横向和正压梯度。 • 对PNS方法的改进方法，部份抛物化 方法 • 无粘近似
CFD技术基础
上式为零方程模型的基本形式，它 有许多变化形式，如Cebeci-Smith 模型， 松驰涡粘模型和Baldwin模型等，这种模 型分为内层模型和外层模型，内外层分 界在离壁面的垂直距离约为(10-20%)δ 处。
CFD技术基础
B、 一方程模型
由于混合长度理论为半经验理论， 需要较多地依靠经验，另外在许多场合， 零方程模型不能较准确描述湍流情况， 促使人们转向寻求更高级的封闭形式。 提出了一个湍流动能输运方程，用以确 定涡粘性系数，这个湍流动能输运方程 是一个微分方程而不是代数方程，故称 为一方程模型。
改进设计
改进设计加大了蜗壳基圆半径，但 蜗壳的过流面积不变。同时叶轮保持不 变。
CFD技术基础
CFD技术基础
CFD技术基础
Regime I
Regime II
CFD技术基础
CFD技术基础
笛卡尔网格：各向同性网格和各向异性网格
混合网格：常见的为混合非结构网格，即部 分区域采用结构化网格，部分区域采用非结 构化网格。
分区结构网格（Block-structured-grid）
CFD技术基础
首先将总体区域分成若干个子区域，再 对每个子区域分别建立网格，并在每个网格 上对方程求解。格子区域的解在内边界处的 耦合则通过耦合条件即插值来实现。
GAMBIT 网格划分基础
第二篇预处理技术第三章 GAMBIT网格划分基础GAMBIT软件是Fluent 公司提供的前处理器软件，它包含功能较强的几何建模能力和强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。
GAMBIT 可以生成FLUENT6、FLUENT5.5、FIDAP、POLYFLOW等求解器所需要的网格。
使用Gambit 软件，将可大大缩短用户在CFD应用过程中建立几何模型和流场以及划分网格所需要的时间。
用户可以直接使用Gambit软件建立复杂的实体模型，也可以从主流的CAD/CAE系统中直接读入数据。
Gambit软件高度自动化，可生成包括结构和非结构化的网格，也可以生成多种类型组成的混合网格。
如果你熟练掌握了GAMBIT, 那么在CFD应用中你将如虎添翼。
让我们赶紧进入GAMBIT的学习吧。
3.1 对连续场的离散化处理现阶段对非定常（完全）N-S方程的直接数值求解往往受到计算机运行速度和内存大小的限制尚不现实，而且工程上对瞬时流场也不感兴趣，因此在实际应用中一般是从简化的数学模型出发，并要在简化模型的复杂程度和可处理的几何外形的复杂程度之间作出某种权衡，要求对模型的合适程度和计算的可行性（物理上和几何上）作出判断。
目前计算流体力学完全可以模拟具有复杂几何外形的简单物理问题或者模拟具有简单几何外形的复杂物理问题，而不能完全模拟既具有几何复杂性又具有物理复杂性的问题，对此仍在进一步发展中。
完全N-S方程按时间平均并按从高到低的层次可简化成雷诺平均N-S方程、边界层方程、无粘非线性方程（如Euler方程、位势方程、跨音速小扰动方程）、无粘线性方程（如Lap1ace方程）等。
从数值求解上述控制方程的进程来看，20世纪60年代解决了无粘线性方程的求解，已能用无粘线性方程模拟相当复杂外形的小攻角绕流，并有大量的实用软件；20世纪70年代主要集中于无粘非线性全位势方程和Eu1er方程的求解，已能用于模拟许多复杂外形的亚、跨、超音速绕流；20世纪80年代较集中于求解雷诺平均N-S方程及其它近似的N-S方程，着重解决定常问题，已取得了丰硕的成果，并趋于成熟；20世纪90年代开始了非定常粘性流场模拟的新局面，并且它已逐渐成为计算流体力学的发展主流。
Fluent模拟中常见问题及解决办法,非常适合新手
Fluent模拟中常见问题及解决办法,非常适合新手FLUENT经典问题FLUENT经典问题1 对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？学习任何一个软件，对于每一个人来说，都存在入门的时期。
认真勤学是必须的，什么是最好的学习方法，我也不能妄加定论，在此，我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下，希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。
由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计，老师给了我一本书，韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》，当然，学这本书之前必须要有两个条件，第一，具有流体力学的基础，第二，有FLUENT安装软件可以应用。
然后就照着书上二维的计算例子，一个例子，一个步骤地去学习，然后学习三维，再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。
不能急于求成，从前处理器GAMBIT，到通过FLUENT进行仿真，再到后处理，如TECPLO T，进行循序渐进的学习，坚持，效果是非常显著的。
如果身边有懂得FLUENT的老师，那么遇到问题向老师请教是最有效的方法，碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。
另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的，两者结合起来学习效果更好。
2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。
A.理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）：流体在静止时虽不能承受切应力，但在运动时，对相邻的两层流体间的相对运动，即相对滑动速度却是有抵抗的，这种抵抗力称为粘性应力。
流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度，或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。
粘性的大小依赖于流体的性质，并显著地随温度变化。