实用文档之fluent流固耦合传热设置问题
fluent在复杂传热情况下的参数设置
1， WINDOEWS NT 下，点击 FLUENT5。 2， 在 MS－DOS 下，键入命令。 FLUENT 2D/3D/2ddp/3ddp。平行计算命令为：FLUENT
2D/3D/2ddp/3ddp -t x 。x 是处理器编号。如，我们用 3 号处理器计算三维双精度问题， 命令为： FLUENT 3ddp –t3
FLUENT 简介
FLUENT 是用于计算复杂几何条件下流动和传热问题的程序。它提供的无结构网格生 成程序，把计算相对复杂的几何结构问题变得容易和轻松。可以生成的网格包括二维的三角 形和四边形网格；三维的四面体、六面体及混合网格。并且，可以根据计算结果调整网格。 这种网格的自适应能力对于精确求解有较大梯度的流场如自由剪切流和边界层问题有很实 际的作用。同时，网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域里实施，而非整个流动场， 因此可以节约计算时间。
∂t
r ∂x
r ∂r
∂x
+
1 r
∂ ∂x
rµ 2
∂u ∂x
−
2 3
(∇
⋅
vr )
+
1 r
∂ ∂r
rµ
∂u ∂r
+
∂v ∂x
+
Fx
2－4
和
∂ (ρv) + 1 ∂ (rρuv) + 1 ∂ (rρvv) = − ∂p
∂t
r ∂x
r ∂r
∂r
+
1 r
∂ ∂x
rµ
∂v ∂x
+
∂u ∂r
+
1 r
∂ ∂r
rµ
流体 2
流体 1
fluent 流固耦合
fluent 流固耦合介绍在物理学和工程领域中，流固耦合是指涉及流体与固体之间相互作用的问题。
流固耦合分析是一种综合考虑固体机械结构和流体力学行为的方法。
通过对流体和固体之间的相互作用进行建模和分析，可以更准确地预测各种物理过程和现象的发生和演化。
本文将深入探讨流固耦合的相关概念、方法和应用。
流固耦合的基础理论流体力学基础1.流体的性质–流体的连续性假设–流体的黏性与非黏性–流体的压缩性与非压缩性2.流体力学方程–质量守恒方程–动量守恒方程–能量守恒方程3.流体的边界条件–定义速度边界条件–定义压力边界条件–定义温度边界条件固体力学基础1.固体的性质–固体的应力和应变–固体的弹性与塑性–固体的线性与非线性2.固体力学方程–应力-应变关系–力学平衡方程–边界条件的定义3.固体材料的本构关系–线性弹性本构关系–线性塑性本构关系–非线性本构关系流固耦合的数值模拟方法1.有限差分法2.有限元方法3.边界元方法4.网格方法5.颗粒法流固耦合的应用领域汽车工程1.车辆风阻与空气动力学特性2.燃料注射与燃烧过程3.轮胎与路面的相互作用4.车身结构的振动与噪音特性航空航天工程1.飞行器的气动力学性能2.发动机与燃气轮机的热力学分析3.空气动力装置的设计与优化4.相空间推进器的工作原理与优化能源与环境工程1.燃烧过程与排放特性分析2.石油、天然气与水力能源的开发3.太阳能与风能的利用与储存4.水动力与水文模型的建立与分析生物医学工程1.血流动力学与心脏瓣膜病的研究2.器官移植与人工假肢的设计3.细胞生长与组织工程的模拟与优化4.医用材料与医疗器械的性能测试与分析结论通过对流体力学和固体力学的相互作用进行建模和模拟，流固耦合分析能够更准确地预测各种物理过程和现象的发生和演化。
在不同的工程领域中，流固耦合分析都具有重要的应用价值。
通过不断改进和创新流固耦合分析的方法和技术，可以进一步推动工程领域的发展和进步。
流固耦合分析作为一种综合应用的方法，在未来的研究和实践中，将继续发挥重要的作用。
一些关于使用MPCCI计算流固耦合问题时Fluent网格分块的经验
一些关于使用MpCCI计算流固耦合问题时Fluent网格分块的经验下面的列子只是为了说明问题而构造的，实际问题要比这个复杂的多。
如下图所示，流体从左边以一定的攻角流入，绕过中间蓝色的固体障碍物，然后从右边流出。
图（一）：问题背景示意图在使用MpCCI, Fluent和其它FEM软件(比如ABAQUS)进行流固耦合计算时，通常由于CFD计算很耗时，而不得不使用Fluent并行计算功能以缩短计算时间。
这里我将以四个节点并行计算来说明问题。
要使用Fluent并行计算功能，那么必需将Fluent的网格分块(partition)，但是这时不能像单独使用Fluent进行流场计算那样进行分块了。
为了方便说明问题，我将假设使用ABAQUS作为FEM求解器。
由于上图中的流体和结构将在两个弧状的界面上进行耦合，而是将结构FEM网格上下两个弧线上的单元在ABAQUS中定义为两个不同的Set，请参考图二。
（当然由于这个耦合面的几何本身很简单，实际计算时没有必要做成几个Set，真正计算时设置为一个Set 就够了。
然而像在处理计算飞机整机蒙皮在气动力作用下的响应的流固耦合问题时，就应当把(结构的)耦合面按照某种方式做成不同的Set以利于后面流场网格的分块。
）MpCCI 要求Fluent网格中与结构FEM模型的某一Set对应的耦合面必需位于同一个分块(partition)里面。
比如，图一里面的(流场里面的)上弧线与结构网格里面的SetA_Element_Face对应，那么它不能属于不同的partition，同理，(流场里面的)下弧线也受到同样的限制。
因此图三的分块方式是错误的，而图四是一种正确的分块方法。
图（二）：结构网格示意图图（三）：错误的流场分块方式图（四）：一种正确的流场分块方式要达到图四的分块效果实际只需在生成流场网格时注意几点就差不多了。
我是使用Gridgen生成的流场网格。
我把整个流场网格按照图五的方式创建了四个不同的block，然后再输出网格时，为四个不同的block设置为四个不同的用户自定义的VB(Volume Boundary )，实际上这与Gambit中的zone设置对应。
fluent 流固 辐射 换热
fluent 流固辐射换热流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，而流体的流动又与流体内部的传热密切相关。
换热是热力学的一个重要分支，研究热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
辐射换热是热量传递的一种方式，它不需要介质的存在，可以在真空中传递热量。
流体力学研究的对象是流体的运动和力学性质，这里的流体可以是液体或气体。
在流体运动中，流体会沿着一定的路径流动，这个路径可以是直线、曲线或闭合曲线。
流体的流动会受到各种力的作用，包括压力力、重力、摩擦力等。
流体的流动可以分为层流和湍流两种情况，层流是指流体以平行的层流动，而湍流则是指流体以旋涡和混乱的方式流动。
在流体力学中，流体的速度、压力、密度等物理量都是时间和空间的函数。
流体的运动可以用流速矢量场来描述，流速矢量场表示了流体在各个点的流速大小和方向。
流体力学研究的一个重要问题是研究流体的流动规律，即流体的速度场和压力场满足的方程。
换热是热力学的一个重要分支，研究热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
换热可以通过传导、对流和辐射三种方式进行。
传导是指热量通过物体内部的分子传递，对流是指热量通过流体的运动传递，而辐射是指热量通过电磁波辐射传递。
辐射换热是热量传递的一种方式，它不需要介质的存在，可以在真空中传递热量。
辐射换热是通过物体表面的辐射传递热量的过程。
物体在一定温度下会发射电磁波，而这些电磁波包含了不同频率和波长的辐射。
辐射换热的热量传递率取决于物体的温度和表面特性，同时也受到周围环境的影响。
辐射换热的热量传递方式有辐射吸收、辐射反射和辐射透射三种情况。
在辐射换热中，辐射传热率可以通过斯特藩-玻尔兹曼定律来计算。
斯特藩-玻尔兹曼定律表明，辐射传热率正比于物体的表面积和温度的四次方差，反比于物体和周围环境的温度差的四次方差。
这个定律可以用来计算物体的辐射换热速率，从而研究物体的温度变化和热平衡问题。
流体力学和换热在工程领域有着广泛的应用。
在设计和优化工程设备和系统时，需要考虑流体的流动和传热问题。
udf求解流固耦合换热量
udf求解流固耦合换热量
流固耦合换热问题涉及流体和固体之间的热量传递，通常需要
使用UDF（用户定义函数）来模拟和求解。
UDF是在Fluent（流体
动力学模拟软件）中用于自定义边界条件、源项和模型的函数，可
以用于描述特定的物理现象和过程。
在流固耦合换热问题中，UDF可以用于定义固体表面的热传导、对流和辐射热通量，以及流体中的热对流传热和辐射传热。
通过编
写UDF，可以实现对流体和固体之间的热量传递过程的精确描述和
模拟。
对于流固耦合换热问题，UDF的编写需要考虑以下几个方面：
1. 固体表面的热传导模型，UDF可以用于定义固体表面的温度
分布、热传导系数和热对流传热系数，以实现对固体表面热传导过
程的精确描述。
2. 对流传热模型，UDF可以用于定义流体中的对流传热过程，
包括流体的速度场、温度场和热对流传热系数，以实现对流体中热
量传递过程的模拟。
3. 辐射传热模型，UDF可以用于定义固体表面和流体中的辐射传热过程，包括辐射传热率和辐射热通量的计算，以实现对辐射传热过程的描述。
在编写UDF时，需要考虑流固耦合换热问题的物理特性和边界条件，并结合Fluent软件提供的API接口进行编程实现。
通过合理地编写UDF，可以实现对流固耦合换热问题的精确模拟和求解。
总之，UDF在流固耦合换热问题中扮演着至关重要的角色，通过合理编写UDF可以实现对流体和固体之间换热过程的精确描述和模拟，为工程实践提供重要的参考和指导。
abaqus与fluent流固耦合
Abaqus与Fluent流固耦合什么是流固耦合？在工程学中，流固耦合是指流体和固体之间互相影响的现象。
它在许多工程领域都是非常重要的，例如航空航天、化学反应工程、海洋工程等。
在流固耦合中，流体可以影响固体的形状和运动，而固体则可以影响流体的速度和流动分布。
什么是Abaqus和Fluent?Abaqus是一款用于有限元分析的软件，它可以帮助工程师和科学家分析结构、热力学、电子力学、流体力学等领域的问题。
Fluent是ANSYS公司推出的一款用于计算流体动力学（CFD）的软件，它可以帮助用户进行流体模拟和分析。
Fluent在工业和学术领域都得到了广泛的应用。
为什么需要流固耦合？在某些工程问题中，我们需要同时考虑固体和流体的影响。
例如，飞机的机翼和风扇叶片在飞行时都会受到气流的影响。
对于这种情况，我们需要用到流固耦合分析来预测机翼或叶片的形变和应力变化，以及气流的速度和分布。
Abaqus与Fluent重叠网格法（Coupled Meshing）耦合Abaqus和Fluent之间可以通过重叠网格法来进行流固耦合分析。
这种方法可以实现固体表面的变形和流体速度场之间的相互作用。
它包括三个步骤：1.生成重叠网格在流固耦合分析中，我们需要生成重叠的网格，即一个网格同时覆盖了固体和流体的域。
这可以通过使用Abaqus或Fluent中的网格生成工具来实现。
在网格生成过程中，我们需要注意网格的质量和细密程度，以保证精度和计算效率。
2.定义边界条件在进行流固耦合分析之前，我们需要定义固定边界条件和物理边界条件。
固定边界条件是指固体的边界条件，例如支撑和约束。
物理边界条件是指流体的边界条件，例如入口速度和出口压力。
在定义边界条件时，我们需要考虑固体和流体的相互作用，以实现流固耦合的效果。
3.进行流固耦合分析在完成重叠网格和边界条件的定义后，我们可以使用Abaqus和Fluent中的耦合模块来进行流固耦合分析。
在分析过程中，Abaqus会将固体模型发送给Fluent进行流体分析，然后将流体分析结果反馈给Abaqus进行固体的力学分析。
fluent流固耦合
fluent流固耦合近年来，由于人们对流体力学和固体力学的不断深入研究，工程和科学应用的研究也在不断的发展。
“流固耦合”的理论出现，使得很多工程领域得到了巨大的发展，“Fluent”固耦合也是其中一个。
Fluent流固耦合是一种考虑流体力学和固体力学的一致计算技术，它将流体运动方面的研究和建模与固体体积变形、热力学及材料性质等因素综合研究起来。
流固耦合技术具有模型精细、计算精度高和速度快的优点，可以模拟出流固耦合系统中的复杂流体流动、固体变形和热过程，同时也涉及到多尺度的计算相关的技术，这使得流固耦合技术很容易用于复杂的实验流体动力学（CFD）仿真研究中。
Fluent流固耦合是一种应用在复杂流体流动体系中的新型技术，它可以模拟出流体动力学、热交换等不同的过程，以及结构行业中的许多复杂物理系统，它可以解决固体力学、流体力学和热传导等问题，并且可以分析和研究复杂的流体流动系统，进而解决传热传质及力学问题。
Fluent流固耦合由四个模块组成，即流固耦合基础模块、流固耦合物理模块、流固耦合控制模块等。
这些模块可以根据不同的应用需求，来设计不同的研究和分析仿真框架。
这些模块提供了一种可靠的计算方法，能够快速精确地模拟流体流动以及与此相关的结构体积变形、热传导、材料性能等问题。
Fluent流固耦合对许多工程领域有很多应用。
比如，在汽车工程领域，可以使用Fluent流固耦合进行燃烧室流体动力学的仿真，以及汽车车身结构变形和热力学的研究；在工程机械领域，可以使用Fluent流固耦合进行能量转换系统、机械运动装置和凸轮盘机构等的动力学仿真；在航空航天领域，可以使用Fluent流固耦合进行飞行器、进气道等的流动研究；在核工程领域，可以使用Fluent流固耦合进行加热堆壳体及冷却系统的研究；在化工工程领域，可以使用Fluent流固耦合进行反应器及反应器结构的研究。
Fluent流固耦合是一种应用广泛的技术，可以为复杂的实验流体动力学（CFD）研究提供有效的解决方案，是目前工程领域研究的重要方式之一。
fluent 二维流固耦合
fluent 二维流固耦合Fluent二维流固耦合引言：Fluent是一种流体力学计算软件，可以用于模拟和分析各种流体流动问题。
二维流固耦合是指在计算过程中，流体和固体之间相互作用的情况。
本文将介绍Fluent二维流固耦合的基本原理、应用领域以及其在工程实践中的重要性。
一、基本原理1. 流体模拟：Fluent利用有限体积法对流体流动进行数值模拟。
通过划分计算区域为网格，利用Navier-Stokes方程和质量守恒、动量守恒、能量守恒等基本方程，对流体的速度、压力、温度等参数进行求解。
2. 固体模拟：对于固体部分，Fluent采用有限元法进行结构分析。
通过将固体划分为离散的网格单元，利用弹性力学原理和材料本构关系，对固体的位移、应力、变形等进行求解。
3. 流固耦合：在Fluent中，流体和固体之间的耦合通过边界条件和相互作用力来实现。
流体和固体之间的相互作用力包括压力、摩擦力、浮力等。
通过迭代计算，不断更新流固界面上的边界条件和相互作用力，从而实现流体和固体之间的耦合效应。
二、应用领域1. 航空航天工程：在航空航天工程中，二维流固耦合可以用于模拟飞机在飞行过程中的空气动力学效应，如升力、阻力、气动力等。
通过对飞机的流场和结构进行联合计算，可以优化飞机的设计，提高其性能和安全性。
2. 汽车工程：在汽车工程中，二维流固耦合可以用于模拟汽车在行驶过程中的空气动力学效应，如阻力、升力、气动噪声等。
通过对汽车的外形和流场进行优化，可以降低油耗、提高操控性能和乘坐舒适度。
3. 建筑工程：在建筑工程中，二维流固耦合可以用于模拟建筑物在风荷载作用下的响应，如结构变形、应力分布等。
通过对建筑物的结构和风场进行联合计算，可以评估建筑物的安全性，指导结构设计和抗风设计。
4. 能源工程：在能源工程中，二维流固耦合可以用于模拟液体和气体在管道中的流动，如油气输送管道、水力发电管道等。
通过对管道的流场和结构进行耦合计算，可以评估管道的流量、压力损失等性能指标，指导管道的设计和运行。
利用FLUENT软件模拟流固耦合散热实例精品课件
6。指定board上的上下面边界条件类型 wall Board top Board bottom
7。指定chip上的边界条件类型
F G
A HE D
B C
Chip边界类型：
与board接触的面BCDE : chip-bottom ---wall
与流体接触的4个面 : chip-side
Air inlet V = 0.5 m/s T = 298 K
Symmetry Planp (one half is modeled) k = 1.0 W/m∙K Q = 2 Watts
Circuit board (externally cooled) k = 0.1 W/m∙K h = 1.5 W/m2∙K T∞ = 298 K
⒊
在Solid面板中,勾选Source Terms，然后选择Source Terms菜单，点击Edit，进入Energy面板，将数值设为1， 菜单将扩展开来，从下拉选项中选择constant, 然后将前面数值设定为904000，然后确认OK。
④ 指定速度入口条件
在Boundary Conditions面板中,Zone下面选择inlet, 确认Type下为velocity-inlet,点击Set进入到Velocityinlet面板中，在velocity specification method右边选 择Magnitude and Direction, 菜单展宽。 在Velocity Magnitude后面输入1, 在x-Componen of Flow Direction后面输入1，其他方向保持为0。表 示air流体沿x方向以1m/s的大小流动。 选择Thermal 菜单将Temperature设定为298K。
fluent单项流固耦合
流固耦合（Fluid-solid interaction，FSI）计算，通常用于考虑流体与固体间存在强烈的相互作用时，对流体流场与固体应力应变的考察。
FSI计算按数据传递方式可分两类：单向耦合与双向耦合。
所谓单向耦合，主要是指数据只从流体计算传递压力到固体，或者只从固体计算传递网格节点位移到流体。
双向耦合则在每一时刻都同时向对方发送相应的物理量（流体计算发送压力数据，固体计算发送位移数据）。
ANSYS Workbench中可以利用Fluent与DS进行单向流固耦合计算。
我们这里来举一个最简单的单向耦合例子：风吹挡板。
我们假定挡板位移可忽略不计，固体变形对流场影响可以忽略，所考虑的是流体压力作用在固体上，固体的应力分布。
当然这里的压力可以换成温度等其他物理量。
1、新建工程。
注意是从Fluent –> Static Structure。
连接图如1所示。
图1 计算工程关系图2 进入DM建模2、进入Fluent中的DM进行模型创建，如图2所示。
流固耦合计算中的几何模型与单纯的流体模型或固体模型不同，它要求同时具有流体和固体模型，而且流体计算中只能有流体模型，固体计算中只能有固体模型。
建好后的模型如图3，4，5所示。
由于固体模型需要从这里导入，所以我们保留固体与流体模型。
图3 实体模型图4 固体模型图5 流体模型3、进入FLUENT网格设置。
在FLUENT工程视图中的Mesh上点击右键，选择Edit…，如图6所示，进入网格划分meshing界面，如图7所示。
我们这里需要去掉固体部分，只保留流体几何。
图6 进入网格划分图7 禁用固体模型4、设置网格方法。
我们采用ICEM CFD进行网格划分，具体方法参看上一篇博客。
设置方式如图8所示，ICEM CFD中的网格如图9所示。
图8 设置网格划分方式图9 最终生成网格5、在meshing中更新网格关闭icem cfd后自动回到model界面。
我们在mesh上点击右键，选择update 进行更新。
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实用文档之"FLUENT流固耦合传热
设置问题"
看到很多网友对于fluent里模拟流固耦合传热（同时有对流和导热）
有很多疑问，下面说说我的解决方法。
1， 首先要分清你的问题是否是流固耦合传热。
（1） 如果你的传热问题只是流体与固体壁面的传热，不涉及到
固体壁面内部的导热，那么这就是一个对流传热问题，不
是流固耦合传热问题，这时候你只需要设置壁面的对流换
热系数即可。如下图
注意右边这几个参数的含义：从上往下依次为：壁面外部的
对流传热系数；外部流体温度；壁面厚度；壁面单位体积发热率。
这里没有内部流体的对流传热设置，因为fluent会根据流体
温度以及壁面温度，利用能量守恒，自动计算内壁流体与壁面的
对流换热情况。
（2） 流固耦合传热问题。在建模的时候你应该定义两个区域，
流体区域和固体区域，并且在切割区域的时候，你应该选
中connect，如下图所示
边界条件设置：交界面为wall。在导入fluent以后，fluent就会自
动生成wall-shadow。这样在流固交界面上就生成了一对耦合的
面，如下图所示，
。
2， 耦合传热设置问题
（1） 首先就是求解器的设置问题，应该选择耦合求解器，虽然
计算速度会慢一些，但是这更符合实际情况，更容易收敛，
误差更小。如果是非稳态过程还应选择unsteady。如下图
所示
（2） 交界面设置问题，这个是关键。不用过多的设置只需要选
择coupled。这样fluent就会自动计算耦合面的传热问题。
如下图所示
（3）当然还要选择能量方程。其他诸如湍流模型、材料设置、进
出口条件等等，需要你根据实际情况设定，这里不再雷述。