FLUENT13培训教材04求解器设置-ANSYS公司
(MUSCL) – 对非结构网格，局部三阶精度，对二次流、旋转涡、力等 预测的更精确 – Quadratic Upwind Interpolation (QUICK) – 适用于四边形/六面体以及 混合网格，对旋转流动有用，在均匀网格上能达到三阶精度
修改 Courant 数
对密度基求解器，即使稳态问题， 也存在瞬态项 – 用Courant 定义时间步长
对显式求解器: – 稳定性约束限制了最大Courant 数
• 不能超过 2 （缺省为1）
• 有收敛困难时减少 Courant 数
对隐式求解器: – Courant 没有稳定性约束限制
• 缺省值为 5.
No
Yes Stop
– 自适应网格
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求解器选择
FLUENT中有两种求解器 – 压 力基和密度基。
压力基求解器以动量和压力为 基本变量 – 通过连续性方程导出压力和 速度的耦合算法
压力基求解器有两种算法 – 分离求解器 – 压力修正和动 量方程顺序求解。 – 耦合求解器 (PBCS) –压力和 动量方程同时求解
FMG 在粗网格上用多重网格求解
– 通过 TUI 命令来设置
/solve/init/set-fmg-initialization
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检查Case
Case Check 功能发现一些常 见的错误设置和不一致性 – 提供选择参数和模型的指导
监测定量的收敛: – 监测其他关键的物理量 – 确保全局的质量、能量、组分守恒。
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监测收敛-残差
残差图显示何时收敛达到指定标准
All equations converged. 10-3 10-6
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残差与收敛
如果监测到求解已经收敛，但计算结果还在改变，或还有大的质 量/热量不平衡，这表示求解还未收敛
此时，你应该: – 减小残差标准或关闭监测残差的窗口 – 继续迭代直至计算收敛
在Convergence Criterion 窗口选择 None关闭监测 残差的窗口
– 不能用于多相流（欧拉）、周期质量流和 NITA – 比分离求解器多用1.5–2倍内存
密度基耦合求解器 (DBCS)适用于密度、能量、动量、组分间强耦合的 现象
– 例如: 伴有燃烧的高速可压缩流动，超高音速流动、激波干扰
隐式方法一般优于显式，因为其对时间步有严格的限制 显式方法一般用于流动时间尺度和声学时间尺度相当的情况（如高马
松弛因子 – 对密度基求解器，减少Courant 数 – 重新生成网格或加密质量差的网格
• 注意网格自适应不能提高扭曲度大 的网格质量
Continuity equation convergence trouble affects convergence of all equations.
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压力速度耦合
压力基求解器通过连续性方程和动量方程导出压力方程或压力修 正方程
FLUENT中有四种耦合方式 – Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations (SIMPLE)
Pressure-Based Pressure-Based Density-Based
(segregated)
(coupled)
(coupled)
Solve U-Momentum
Solve V-Momentum
Solve W-Momentum
Solve Mass Continuity; Update Velocity
用于可以直接应用或忽略这 些建ERA China
收敛性
计算收敛时应该满足: – 所有离散的守恒方程（动量、能量等）在所有的单元中满足指定 的误差或者结果随计算不再改变 – 全局的质量、动量、能量和标量达到平衡
使用残差历史曲线来监测收敛： – 一般地，残差下降三个量级表示至少达到定性的收敛，流场的主 要特征已经形成。 – 压力基求解器的能量残差应下降到10-6 – 组分残差应下降到10-5
ANSYS FLUENT 培训教材 第四节：求解器设置
安世亚太科技（北京）有限公司
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概要
使用求解器（求解过程概览） – 设置求解器参数 – 收敛 • 定义 • 监测 • 稳定性 • 加速收敛 – 精度 • 网格无关性 • 网格自适应 – 非稳态流模拟（后续章节中介绍） • 非稳态流问题设置 • 非稳态流模型选择 – 总结 – 附录
赫激波的传播）
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离散化（插值方法）
存储在单元中心的流场变量必须插值到控制体面上
对流项的插值方法有:
– First-Order Upwind – 易收敛，一阶精度。 – Power Law –对低雷诺数流动 （ Recell < 5 ）比一阶格式更精确 – Second-Order Upwind – 尤其适用流动和网格方向不一致的四面体/三
– 控制多重网格求解器设置 （一般不推荐）
• 缺省设置一般足够稳定，不建议修改
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收敛 – 监测收敛过程
Calculate a solution
Modify solution parameters or grid
– 稳定性
Check for convergence
• 设置松弛因子
Yes
No
• 设置 Courant number
– 加速收敛 精度
– 网格无关性
Check for accuracy
• 和 NITA 合用，类似 PISO.
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初始化
FLUENT 要求所有的求解变 量有初始值 – 更真实的初值能提高收敛稳 定性，加速收敛过程. – 有些情况需要一个好的初值
在特定区域对特定变量单独 赋值 – 自由射流（喷射区高速） – 燃烧问题 （高温激活反应） – 单元标注（自适应）
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收敛遇到的困难
对一些病态问题，差质量的网格或不合适的求解设置，都 可能出现数值不稳定性
– 表现为残差曲线上扬（发散）或不下降
– 发散意味守恒方程的不平衡增加
– 没收敛的结果会误导使用者
解决方法
– 确保问题是物理合理的 – 用一阶离散格式计算一个初场 – 对压力基求解器，减少发散方程的
监测收敛-力和面上的变量
除了残差外，也可以监测升力、阻力和 力矩系数
边界或其他定义的面上的导出变量或函 数（如面积分）
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检查全局通量守恒
除了监测残差和变量历史外，也可以检查全局热和质量平衡 净通量差值（Net Results）应该小于通过边界最小通量的1%
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FMG 初始化
Full MultiGrid (FMG) 能用来创建更好的初场。 – FMG 初始化对包括大的压力梯度和速度梯度的复杂流动有用 – 在粗级别网格上求解一阶欧拉方程 – 可用于压力基或密度基求解器，但限于稳态问题
启动 FMG 初始化 – 压力基求解器: /solve/init/fmg-initialization – 密度基求解器: 当选择密度基求解器后在 GUI里可见
Solve Mass & Momentum
Solve Mass, Momentum,
Energy, Species
Solve Energy Solve Species Solve Turbulence Equation(s)
Solve Other Transport Equations as required
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插值方法（梯度）
为了得到扩散通量、速度导数，以及高阶离散格式，都需要求解 变量的梯度
单元中心的变量梯度由以下三种方法得到: – Green-Gauss Cell-Based – 可能会引起伪扩散 – Green-Gauss Node-Based – 更精确，更少伪扩散，建议对三角 形/四面体网格采用 – Least-Squares Cell-Based – 建议对多面体网格采用，精度和属 性同Node-based
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求解过程概览
求解参数 – 选择求解器 – 离散格式
Set the solution parameters Initialize the solution
初始条件
Enable the solution monitors of interest
• 默认算法，稳健性好
– SIMPLE-Consistent (SIMPLEC)
• 对简单问题，收敛更快，如层流
– Pressure-Implicit with Splitting of Operators (PISO)
fluent教程
fluent教程Fluent是一款由Ansys开发的计算流体动力学（CFD）软件，广泛应用于工程领域，特别是在流体力学仿真方面。
本教程将介绍一些Fluent的基本操作，帮助初学者快速上手。
1. 启动Fluent首先，双击打开Fluent的图形用户界面（GUI）。
在启动页面上，选择“模拟”（Simulate）选项。
2. 创建几何模型在Fluent中，可以通过导入 CAD 几何模型或使用自带的几何建模工具来创建模型。
选择合适的方法，创建一个几何模型。
3. 定义网格在进入Fluent之前，必须生成一个网格。
选择合适的网格工具，如Ansys Meshing，并生成网格。
确保网格足够精细，以便准确地模拟流体力学现象。
4. 导入网格在Fluent的启动页面上，选择“导入”（Import）选项，并将所生成的网格文件导入到Fluent中。
5. 定义物理模型在Fluent中，需要定义所模拟流体的物理属性以及边界条件。
选择“物理模型”（Physics Models）选项，并根据实际情况设置不同的物理参数。
6. 设置边界条件在模型中，根据实际情况设置边界条件，如入口速度、出口压力等。
选择“边界条件”（Boundary Conditions）选项，并给出相应的数值或设置。
7. 定义求解器选项在Fluent中，可以选择不同的求解器来解决流体力学问题。
根据实际情况，在“求解器控制”（Solver Control）选项中选择一个合适的求解器，并设置相应的参数。
8. 运行仿真设置完所有的模型参数后，点击“计算”（Compute）选项，开始运行仿真。
等待仿真过程完成。
9. 后处理结果完成仿真后，可以进行结果的后处理，如流线图、压力分布图等。
选择“后处理”（Post-processing）选项，并根据需要选择相应的结果显示方式。
10. 分析结果在后处理过程中，可以进行结果的分析。
比较不同参数的变化，探索流体流动的特点等。
以上是使用Fluent进行流体力学仿真的基本流程。
2024版年度ANSYSFLUENT培训教材UDF
THANKS
感谢观看
2024/2/2
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后处理功能增强
UDF可以用于后处理过程中，提 取流场数据并进行自定义处理。
5
编程环境与语言基础
编程环境
UDF的编写通常在ANSYS FLUENT提供的集成开发环境中进行，该环境支持C语言编程。
语言基础
UDF的编写需要具备一定的C语言基础，包括变量定义、控制结构、函数调用等方面的 知识。
2024/2/2
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对比分析不同场景下性能表现
对比不同UDF之间的性能差异
通过对比不同UDF在同一场景下的性能表现，可以分析出各自的优势和不足，为后续的 优化和改进提供方向。
分析不同场景对UDF性能的影响
通过改变场景参数，如网格数量、时间步长等，可以分析出这些参数变化对UDF性能的 影响规律和趋势。
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多相流模拟
化学反应模拟
在多相流模拟中，UDF可以用于定义相间作 用力、相变过程等复杂现象。
对于涉及化学反应的流动问题，UDF可以用 于定义化学反应速率、物质输运等过程。
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02
UDF编程入门与实践
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8
准备工作与设置
1
安装ANSYS Fluent软件，并确认软件版本与 UDF兼容性。
燃烧模拟
通过UDF定义燃烧反应中的化学动 力学模型，模拟燃烧过程中的温度 场、浓度场和流场分布，分析燃烧 效率和污染物排放等。
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拓展应用：多相流、化学反应等
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多相流模拟 通过UDF可以方便地定义多相流模型中的相间作用力、相 变等物理现象，模拟多相流体的混合、分离和传输过程。
化学反应模拟 UDF可以定义化学反应中的反应速率、反应热等参数，模 拟化学反应过程中的物质转化和能量传递现象。此外，还 可以模拟催化剂对化学反应的影响等。
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）
学习fluent（流体常识及软件计算参数设置）ｌuent中一些问题----（目录）2．1 理想流体(Iｄ１如何入门?2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语?eaｌFlｕid）和粘性流体（Viscous Fｌｕiｄ）２.2 牛顿流体（Nｅｗtonian Ｆluiｄ)和非牛顿流体(ｎｏn-Neｗｔoｎian Ｆluiｄ)2.3 可压缩流体（Ｃompressible Ｆｌｕiｄ）和不可压缩流体(Ｉｎcomprｅsｓｉble Fluid) ? 2.4 层流（Laｍiｎａr Flｏw）和湍流(Ｔurbuleｎt Flow) ?２．5定常流动2.6亚音速流动(Ｓuｂsｏnic)（Stｅａdy Fｌoｗ）和非定常流动（Unsteady Flｏｗ）?与超音速流动（Sｕpｅrsonic）2．7 热传导（Hｅat Transfeｒ)及扩散（Diｆfｕsiｏn）?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？?3.1离散化的目的3.3控制方程的离散及其方法３.２计算区域的离散及通常使用的网格?3.４各种离散化方法的区别4常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性）5流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？６可压缩流动和不可压缩流动,在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.2不可压缩Navｉer-Stoｋes６.1 可压缩Eulｅr及Ｎａvier-Ｓtokes方程数值解?方程求解?７什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系?８在数值计算中,偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？10在ＧAMＢIT中显示9在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？?的“ｃｈecｋ”主要通过哪几种来判断其网格的质量?及其在做网格时大致注意到哪些细节? ?１1 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢?12 在设置ＧAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、13为何在划分网格后,还要指定边界类型和区域类计算域内的内部边界如何处理(2D)？?型？常用的边界类型和区域类型有哪些？?１4２0 何为流体区域（fluｉd ｚｏｎe）和固体区域（soｌｉd zoｎe）？为什么要使用区域的概念？FLUENＴ是怎样使用区域的? ?１５21 如何监视ＦＬUENT 的计算结果？如何判断计算是否收敛?在FLUＥNT中收敛准则是如何定义的?分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数?解决不收16２2什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什敛问题通常的几个解决方法是什么? ?么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样的影响?17 ２3 在ＦLUENT运行过程中，经常会出现“turｂulenceｖiscous raｔe”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 ２4 在FLＵENＴ运行计算时，为什么有时候总是出现“reve ｒsedｆloｗ”?其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响?初始化中的“pa tｃh”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLＵENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30ＦLUＥNＴ运行过程中,出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题?残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响?31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况?以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUEＮT轮廓(ｃonｔoｕｒ)显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体(如柱体),其原因是什么？如何解决?33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图?34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？3５在FLＵENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题?36 在ＤPM模型中,粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程,如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）?37 在ＦLUEＮT定义速度入口时,速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图?如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么?分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 ＦＬＵENT中常用的文件格式类型：dbs，ｍsh,ｃas,ｄａt,trn,jou,pｒofｉlｅ等有什么用处？４4 在计算区域内的某一个面(2Ｄ)或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
fluent培训资料.doc
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。
学习fluent (流体常识及软件计算参数设置)
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）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？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
ansys fluent 软件学习(PPT文档)
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关于ANSYS CFD
ANSYS CFD 13.0: 将采用CutCell 网格技术，这是一 种对复杂三维几何自动生成以六面体为主的通用网格技 术；并且，虚拟边劈分技术，将让用户通过手工操作产 生更均匀或更易控制的网格。ANSYS 方面技术专家还 表示：“ANSYS 13.0 包括许多新的改进的湍流模型， 能够更精确的捕捉物理现象。同时网格替换和重新划分 功能可以用更好的网格质量来提高计算精度。此外， ANSYS 13.0 增加了一些多相流模型，能满足用户更 多的需求，并提供了更大的可信度和精度”。
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创建几何体
Create a new plane by selecting YZPlane from the Tree Outline, then clicking New Plane from the Active Plane/Sketch toolbar, near the top of the ANSYS Workbench window. Selecting YZPlane first ensures that the new plane is based on the YZPlane.
2011年3月7日起，ANSYS CFD 13.0 新产品发布
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Fluent软件构成
Fluent作为一个求解器，提供的功能：导入网格 模型、选择物理模型、施加边界条件和设置材料 特性、求解和后处理。 支持Gambit、Tgrid、prePDF、GeoMesh及 其他CAD/CAE软件包。
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学习fluent (流体常识及软件计算参数设置)
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）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？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
CFX12_04_Solver_C
Initial Guess 50 iterations 100 iterations 150 iterations Final Solution
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
– 如果时间步太小，收敛速度将降低， 如果时间步太小，收敛速度将降低， 时间代价较大
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
4-15
April 28, 2009 Inventory #002598
Solver Settings
Solver Settings
初始化
• • • •
Training Manual
迭代求解的过程需要在计算前对所有的求解变量指定一个初始值
合理的初值可以减少求解时间
在个别情况下， 在个别情况下，不合理的初值可能在计算开始的几步就导致求解失败
设置初值的3个方法 设置初值的 个方法: 个方法
1. 求解器自动计算初值 2. 手动输入初值 3. 以计算结果作为初值
Training Manual
Unsteady
Advection
Diffusion
Generation
• 三种可供选择的格式：High Resolution, 三种可供选择的格式： Upwind 和 Specified Blend
– 后续将有讨论
• 默认的High Resolution格式，一般不作修改 默认的 格式， 格式
φip = φ up + β ∇φ ⋅ ∆r
– 这里 ∇φ 是变量梯度，∆r 是上游节点到插值节点的矢量 是变量梯度， – 换言之 ip 点的值等于 上游的值 一基于梯度的修正 换言之, 点的值等于up上游的值 上游的值+一基于梯度的修正 – 0<β<1… 0<β<1 β<1
求解器设置_ANSYS Workbench 16.0超级学习手册_[共2页]
14.5 耦合实例4——Maxwell和FLUENT电磁热流耦合533 221.7W，此数据与之前Maxwell中计算得到的数据一致。
图14-233 热源数据图14-234 损耗值
14.5.17 求解器设置
Step1选择命令树中的Solution Initialization命令，在图14-235所示的操作面板中做如下操作：
①在Initialization Methods栏中选择Standard Initialization选项；
②在Compute from栏中选择inlet选项，其余默认即可，并单击“Initialize”按钮。
Step2选择命令树中的Run Calculation命令，在图14-236所示的操作面板中做如下操作：
在Number of Iteratioins栏中输入200，其余保存默认即可，单击Calculate按钮。
图14-235 初始化图14-236 步长设置Step3图14-237（a）所示为Fluent正在计算过程。
Step4求解完成后会出现图14-237（b）所示的对话框，单击“OK”确认。
Step5后处理操作。
选择命令树中的Results→Graphics，如图14-238所示，在Graphics and Animations面板中双击Contours选项。
Step6在弹出的图14-239所示Contours对话框中做如下操作：。
ANSYS FLUENTppt课件
求解器选择
模型
S-A 模型
k-ε 模型
标准 重整化 可实现
标准 k-ω 模型
SST k-ω 模型
RSM 模型 LES 模型
特点及适用范围 大网格低成本湍流模型，适用于模拟中等复杂的内流和外 流以及压力梯度下的边界层流动 优缺点明确，适用于初始迭代、设计选型和参数研究 适用于涉及快速应变、中等涡和局部转捩的复杂剪切流动 计算精度高于重整化 k-ε 模型 在模拟近壁面边界层、自由剪切和低雷诺数流动时性能更 好。可以用于模拟转捩和逆压梯度下的边界层分离(空气动 力学中的外流模拟和旋转机械) 与标准 k-ω 模型性能类似，对壁面距离的依赖使得它不适 合于模拟自由剪切流动。 基于雷诺平均的湍流模型，避免各向同性涡粘性假设，需 要较多的 CPU 时间和内存消耗，适用于模拟强漩涡流等复 杂三维流动 适用于模拟瞬态的大尺度涡
边 界 网 格
网格
体边 网界 格和
（ 或 ）
Mesh、ICEM CFD
2D三角网格
3D四面体网格
2D和3D混合网格
6
FLUENT 求解步骤
ANSYS WorkBench
1.模型构建：DesignModeler、ProE 2.网格生成：Mesh、ICEM CFD 3.设置参数：FLUENT
4.计算结果：FLUENT 5.结果分析：FLUENT、Results
计算机运算能力每3年提高一倍，两者结合使 CFD的作用越来越强。
5
FLUENT 软件结构
DesignModeler ProEngineer 设置几何形状 生成2D或3D网格
几何形状或 网格
其它软件包， 如CAD，CAE等
prePDF
2D或3D网格