fluent學習總結

1、對于液體來說,壓強用相對壓強;對于氣體來說,特別是馬赫數(shù)大于0.1de 流動，應視為可壓縮流，壓強用絕對壓強。需具備網(wǎng)格、流體力學、有限元相關方面的知識左鍵移動圖形；移動鼠標到方框的左上角，按住鼠標中建并將鼠標拖動到方框的右下角，松開鼠標按鍵，則方框部分圖形將被放大。 二進制文件占據(jù)存儲空間小，但是不能對它進行編輯，要想編輯，可以在保存的時候不二進制選項從而保存成文本文件。Fluent內(nèi)部計算和存儲的case和data文件單位均為國際標準單位。更改單位只是更改了顯示單位。定義源項、自定義流場、邊界條件、用戶自定義函數(shù)以及外加圖形數(shù)據(jù)都要采用國際單位制。對于多相流動計算，一般選用非耦合型求解器。

2、若要精確的模擬在水流的沖擊下所引起的不規(guī)則的起泡過程、氣泡的生成、擴大和消失，應使用非定常的計算方法。（P124氣化壓強取101175，空泡數(shù)9e6）?？栈瘮?shù)密度是每單位體積內(nèi)所含的氣泡數(shù)量，常設為常數(shù)。如果不同相之間沒有明顯的速度差異，就不需要對于速度方程進行光滑處理，即可關閉Slip Velocity選項。氣化壓力依賴于操作壓強、來流速度、液體的密度和空化數(shù)，通過查閱有關文獻獲得。TGRIDFLUENT 用于從表面網(wǎng)格生成空間網(wǎng)格的軟件。過濾器或者叫翻譯器，可以將其他 CAD/CAE 軟件生成的網(wǎng)格文件變成能被FLUENT 識別的網(wǎng)格文件。Fluent5.4基于非結構化網(wǎng)格的通用 CFD

3、求解器，針對非結構性網(wǎng)格模型設計，是用有限元法求解不可壓縮流及中度可壓縮流流場問題的 CFD 軟件?？蓱玫姆秶形闪鳌醾?、化學反應、混合、旋轉(zhuǎn)流（rotatingflow）及震波（shocks）等。在渦輪機及推進系統(tǒng)分析都有相當優(yōu)秀的結果，并且對模型的快速建立及 shocks處的格點調(diào)適都有相當好的效果。Fidap基于有限元方法的通用 CFD 求解器，為一專門解決科學及工程上有關流體力學傳質(zhì)及傳熱等問題的分析軟件，是全球第一套使用有限元法于 CFD 領域的軟件，其應用的范圍有一般流體的流場、自由表面的問題、紊流、非牛頓流流場、熱傳、化學反應等等。 FIDAP 本身含有完整的前后處理系統(tǒng)及流

4、場數(shù)值分析系統(tǒng)。 對問題整個研究的程序，數(shù)據(jù)輸入與輸出的協(xié)調(diào)及應用均極有效率。Polyflow針對粘彈性流動的專用 CFD 求解器，用有限元法仿真聚合物加工的 CFD 軟件，主要應用于塑料射出成形機，擠型機和吹瓶機的模具設計。Mixsim針對攪拌混合問題的專用 CFD 軟件，是一個專業(yè)化的前處理器，可建立攪拌槽及混合槽的幾何模型，不需要一般計算流力軟件的冗長學習過程。它的圖形人機接口和組件數(shù)據(jù)庫，讓工程師直接設定或挑選攪拌槽大小、底部形狀、折流板之配置，葉輪的型式等等。MixSim 隨即自動產(chǎn)生 3 維網(wǎng)絡，并啟動FLUENT 做后續(xù)的模擬分析。Icepak專用的熱控分析 CFD 軟件，專門仿

5、真電子電機系統(tǒng)內(nèi)部氣流，溫度分布的 CFD 分析軟件，特別是針對系統(tǒng)的散熱問題作仿真分析，藉由模塊化的設計快速建立模型。FLUENT 計算后顯示的圖形如何編輯和保存：用右鍵點擊顯示的圖形的邊框，點擊 copy to clipboard，然后就可以粘貼到別的地方去了。直接這樣的話是黑色背景的圖片，要是想要白的色背景的圖片，先點擊 Page Setup 在彈出的對話框中選中Reverse Foreground Orientation，然后再 copy to clipboard 就可了。松弛因子可控制收斂的速度和改善收斂的狀況：為 1,相當于不用松弛因子；大于 1,為超松弛因子,加快收斂速度；小于

6、1,欠松弛因子,改善收斂的條件。一般來講,大家都是在收斂不好的時候，采用一個較小的欠松弛因子。Fluent 里面用的是欠松弛，主要防止兩次迭代值相差太大引起發(fā)散。松弛因子的值在 01 之間，越小表示兩次迭代值之間變化越小，也就越穩(wěn)定，但收斂也就越慢courant number 與收斂：courant number 實際上是指時間步長和空間步長的相對關系，系統(tǒng)自動減小 courant 數(shù)，這種情況一般出現(xiàn)在存在尖銳外形的計算域，當局部的流速過大或者壓差過大時出錯，把局部的網(wǎng)格加密再試一下。在 fluent 中，用 courant number 來調(diào)節(jié)計算的穩(wěn)定性與收斂性。一般來說，隨著 cour

7、ant number 的從小到大的變化，收斂速度逐漸加快，但是穩(wěn)定性逐漸降低。所以具體的問題，在計算的過程中，最好是把 courantnumber 從小開始設置，看看迭代殘差的收斂情況，如果收斂速度較慢而且比較穩(wěn)定的話，可以適當?shù)脑黾觕ourant number 的大小，根據(jù)自己具體的問題，找出一個比較合適的 courant number，讓收斂速度能夠足夠的快，而且能夠保持它的穩(wěn)定性。結構化網(wǎng)格：從嚴格意義上講，結構化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點都具有相同的毗鄰單元。它可以很容易地實現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體和表面應力集中等方面的計算。它的主要優(yōu)點是：網(wǎng)格生成的速度快；網(wǎng)格生成的質(zhì)量好；數(shù)

8、據(jù)結構簡單；對曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到，區(qū)域光滑，與實際的模型更容易接近。它的最典型的缺點是適用的范圍比較窄，只適用于形狀規(guī)則的圖形。非結構化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點不具有相同的毗鄰單元。即與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。與結構化網(wǎng)格和分塊結構網(wǎng)格相比，非結構網(wǎng)格劃分便于處理復雜外形的網(wǎng)格劃分，而適應性網(wǎng)格則便于計算流場參數(shù)變化劇烈、梯度很大的流動，同時這種劃分方式也便于網(wǎng)格的細化或粗化，使得網(wǎng)格劃分更加靈活、簡便。FLUENT解算器有如下模擬能力：l 用非結構自適應網(wǎng)格模擬2D或者3D流場，它所使用的非結構網(wǎng)格主要有三角形/五邊形、四邊形/五邊形，

9、或者混合網(wǎng)格，其中混合網(wǎng)格有棱柱形和金字塔形。（一致網(wǎng)格和懸掛節(jié)點網(wǎng)格都可以）l 不可壓或可壓流動l 定常狀態(tài)或者過渡分析 l 無粘，層流和湍流 l 牛頓流或者非牛頓流l 對流熱傳導，包括自然對流和強迫對流 l 耦合熱傳導和對流 l 輻射熱傳導模型 l 慣性（靜止）坐標系非慣性（旋轉(zhuǎn)）坐標系模型l 多重運動參考框架，包括滑動網(wǎng)格界面和rotor/stator interaction modeling的混合界面l 化學組分混合和反應，包括燃燒子模型和表面沉積反應模型l 熱，質(zhì)量，動量，湍流和化學組分的控制體源l 粒子，液滴和氣泡的離散相的拉格朗日軌跡的計算，包括了和連續(xù)相的耦合l 多孔流動l 一

10、維風扇/熱交換模型l 兩相流，包括氣穴現(xiàn)象 復雜外形的自由表面流動定義模型目標：從CFD模型中需要得到什么樣的結果？從模型中需要得到什么樣的精度；選擇計算模型：你將如何隔絕所需要模擬的物理系統(tǒng)，計算區(qū)域的起點和終點是什么？在模型的邊界處使用什么樣的邊界條件？二維問題還是三維問題？什么樣的網(wǎng)格拓撲結構適合解決問題？物理模型的選取：無粘，層流還湍流？定常還是非定常？可壓流還是不可壓流？是否需要應用其它的物理模型？確定解的程序：問題可否簡化？是否使用缺省的解的格式與參數(shù)值？采用哪種解格式可以加速收斂？使用多重網(wǎng)格計算機的內(nèi)存是否夠用？得到收斂解需要多久的時間？確定所解決問題的特征之后，你需要以下幾個

11、基本的步驟來解決問題： 1創(chuàng)建網(wǎng)格. 2運行合適的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。3輸入網(wǎng)格4檢查網(wǎng)格5選擇解的格式6選擇需要解的基本方程：層流還是湍流（無粘）、化學組分還是化學反應、熱傳導模型等7確定所需要的附加模型：風扇，熱交換，多孔介質(zhì)等。8指定材料物理性質(zhì)8指定邊界條件 9調(diào)節(jié)解的控制參數(shù)10初始化流場11計算解12檢查結果13保存結果 14必要的話，細化網(wǎng)格，改變數(shù)值和物理模型。邊界條件：（1） 速度入口：給出入口邊界上的速度及其他相關標量值。適用于不可壓縮流動問題，對于而壓縮問題不適合，否則該入口邊界條件會使入口處的總溫和總壓有一定波動。（2） 壓力入口：給出入口邊界的總壓

12、。用于流體在入口處的壓力為已知的情形， 對于可壓和不可壓問題都適用。通常用于進口流量或流動速度為未知的流動，壓力入口條件還可以用于處理自由邊界問題。Pabsolute=Pgauge+Poperating對于不可壓縮流動：Ptotal=Pstatic+v2/2對于可壓縮流動：Ptotal=Pstatic(1+(k-1)Ma2/2)k/(k-1)（3） 質(zhì)量入口：適用于可壓縮和不可壓縮流動，給出入口邊界的質(zhì)量。給定入口邊界上的質(zhì)量流量，此時局部進口總壓是變化的，用以調(diào)節(jié)速度，從而達到給定的流量，這使得計算的收斂速度變慢。所以，如果壓力邊界條件和質(zhì)量邊界條件都適用時，應優(yōu)選選擇壓力入口邊界條件。對于

13、不可壓縮流動，由于密度是常數(shù)，優(yōu)先選用速度入口邊界條件。（4） 壓力出口（pressure-oulet）:給定流動出口邊界上的靜壓強。對于有回流的出口，該邊界條件比outflow更易收斂。給定出口邊界的靜壓強只能用于模擬亞音速流動。合理給定出口回流條件，有利于解決有回流出口問題收斂困難的問題。如果局部變成超音速，則根據(jù)前面來流條件外推出口邊界條件。這里的壓力是相對于前面給定的工作壓力。（5） 無窮遠壓力邊界（pressure-far-field）：用于可壓縮流體。用于知道來流的靜壓和馬赫數(shù)的場合，適用于用理想氣體定律計算密度的問題。（6） 自由出流（outflow）：用于出口邊界上壓力或速度均

14、為未知的情形。不能用于以下場合：1）包含壓力進口條件；2）可壓縮流動問題；3）有密度變化的非穩(wěn)定流動問題（即使是不可壓縮流動）。用出流邊界條件時，所有變量在出口處擴散通量為零。即出口平面從前面的結果計算得到，并且對上游沒有影響。計算時，如果出口界面通道大小沒有變化，采用完全發(fā)展流動假設，當然，在徑向允許有梯度存在，只是假定在垂直出口面方向上擴散通量為零。Spalart-Allmaras湍流模型是一種相對簡單的一方程模型，用于求解模型化了的(高雷諾數(shù)區(qū)域)運動渦(湍流)黏度傳輸方程,僅考慮了動量的傳遞方程。在氣體動力學中，對于有固壁邊界的流動，利用Spalart-Allmaras模型計算邊界層的

15、流動以及壓力梯度較大的流動及具有逆向壓力梯度問題,都可以得到較好的結果。 壓強設定中，起始壓強設定為0atm，在邊界條件設定時，將是以絕對壓強給定的。邊界條件中壓強的給定總是相對于工作壓強的。對于中等偏下的入口湍流，Turbulent Viscosity Ratio 推薦為1. 氣體黏度的Sutherland定律非常適用于高速可壓縮流動。用戶自定義函數(shù)(udfs):可以用來定義:邊界條件(DEFINE_PROFILE)、源項(DEFINE_SOURCE)、物性定義(DEFINE_PROPERTY)（除比熱外）、表面和體積反應速率（DEFINE_SR_RATE和DEFINE_VR_RATE）、用

16、戶自定義標量輸運方程、離散相模型（如體積力，拉力，源項等）、代數(shù)滑流混合物模型（滑流速度和微粒尺寸）、變量初始化、壁面熱流量、使用用戶自定義標量后處理。如果在命名過程中使用.gz 或.z 的后綴，則系統(tǒng)會用相應的壓縮方式保存算例文件和數(shù)據(jù)文件。運算符仍然是放在數(shù)字前面。在命令執(zhí)行的過程中按組合鍵 Ctrl+C 可以隨時中斷運行。Graphics Hardcopy（圖形文件硬拷貝）面板，在保存圖像文件前，可以使用這個面板對圖像文件的保存格式、顏色方案、文件類型、分辨率和方向等進行設置，并可以預覽圖像文件。圖像文件格式的差別不大，可以根據(jù)需要進行選擇。顏色方案是選擇將文件保存為彩色圖像、灰度圖像或

17、單色圖像。文件類型可以為光柵格式和矢量格式，區(qū)別是光柵格式的文件讀寫速度較快，但是圖像質(zhì)量較差；矢量格式讀寫速度慢但是圖像質(zhì)量高。分離求解器中使用的幾個物理模型在耦合求解器中是不能使用的，這些模型包括：（1）多相流模型。（2）混合濃度/PDF 燃燒模型。（3）預混燃燒模型。（4）污染物構成模型。（5）相變模型。（6）Rosseland 輻射模型。（7）特定質(zhì)量流周期流模型。（8）流向周期性換熱模型。要顯示體積為負數(shù)的網(wǎng)格，執(zhí)行菜單操作：Adapt -> Iso-Value選擇顯示體積數(shù)值小于零的體積。最小體積值為負值意味著一個或多個單元有不合適的連通性。一個負體積的單元經(jīng)?？梢允褂?Is

18、o-Value Adaption 功能標記它們做適應及在圖形窗口中查看它們，從而對這些單元加以確定。必須消除這些負體積才能繼續(xù)進行流體計算。簡單地說，可以用三種方法判斷計算是否已經(jīng)收斂：（1）觀察殘差曲線?？梢栽跉埐畋O(jiān)視器面板中設置 Convergence Criterion（收斂判據(jù)），比如設為 10-3，則殘差下降到小于 10-3時，系統(tǒng)既認為計算已經(jīng)收斂并同時終止計算。（2）流場變量不再變化。有時候不論怎樣計算，殘差都不能降到收斂判據(jù)以下。此時可以用具有代表性的流場變量來判斷計算是否已經(jīng)收斂如果流場變量在經(jīng)過很多次迭代后不再發(fā)生變化，就可以認為計算已經(jīng)收斂。（3）總體質(zhì)量、動量、能量達到

19、平衡。在 Flux Reports（通量報告）面板中檢查質(zhì)量、動量、能量和其他變量的總體平衡情況。通過計算域的凈通量應該小于 0.1%。一階精度格式的缺點是耗散性很大，計算穩(wěn)定性好，但是對流場中梯度比較大區(qū)域內(nèi)的解有比較嚴重的“抹平”現(xiàn)象，因此為了獲得精度更高的結果，可以采用二階精度格式。因為二階精度格式的穩(wěn)定性不如一階精度，所以在采用二階精度格式的時候要適當減小亞松弛因子。當選擇網(wǎng)格類型的時候，應當考慮以下問題：設置的時間（setup time）計算的費用（computational expense）數(shù)值的耗散（numerical diffusion）當幾何比較復雜或流程的長度刻度的范圍比較

20、大的時候，可以創(chuàng)建是一個三角形/四面體網(wǎng)格，因為它與由四邊形/六面體元素所組成的且與之等價的網(wǎng)格比較起來，單元要少的多。這是因為一個三角形/四面體網(wǎng)格允許單元群集在被選擇的流動區(qū)域中，而結構四邊形/六面體網(wǎng)格一般會把單元強加到所不需要的區(qū)域中。四邊形/六面體元素的一個特點是它們允許一個比三角形/四面體單元大的多的縱橫比。一個三角形/四面體單元中的一個大的縱橫比總是會影響單元的偏斜（skewness）, 它可能妨礙計算的精確與收斂。網(wǎng)格質(zhì)量的特征是節(jié)點的分布，光滑，和偏斜。歪斜厲害的單元能夠降低解的正確性和穩(wěn)定性。Apect ratio指的是單元體的中心到面的中心的最大距離與單元節(jié)點的最小距離之

21、比。不管劃分什么網(wǎng)格都需要檢查網(wǎng)格質(zhì)量。Axisymmetic的對稱軸只能是x軸，fluent允許用從conformal和nonconformal周期性的區(qū)域來定義周期性的邊界。Conformal型的要求周期性的區(qū)域居于一模一樣的網(wǎng)格，且只能在Gambit和Tgrid里創(chuàng)建。見（6-19）梯度適應: 兩維中的梯度函數(shù)的形式如下：的未分割的 Euclidean 標準. 當使用 Scale 選項，關于 Coarsen Threshold 和 Refine Threshold 的適當?shù)氖浊兄捣謩e是 0.3 到 0.5，和 0.7 到 0.9。較小的值將導致較大的適應的區(qū)域。當使用 Normalize

22、 選項時，關于 Coarsen Threshold 和 Refine Threshold 的適當?shù)氖浊兄捣謩e是 0.2 到 0.4，和 0.5 到 0.9。較小的值將導致較大的適應的區(qū)域。執(zhí)行各向同性適應的一般步驟如下：1在 Iso-Value Adaption 面板中，選擇 Iso-Values Of 下面的列中所需要的解變量，然后點擊 Compute 去更新 Min 和 Max 場。2選擇 Inside 或 Outside 選項，并設置 Iso-Min 和 Iso-Max 的值。如果選擇 Inside，在 Iso-Min 和 Iso-Max 值之間的各向同性值的單元將被標記或細分。如果選擇

23、Outside，低于Iso-Min和高于Iso-Max的各向同性值的單元將被標記或細分。3（可選擇的）如果你想設置任何適應選項（在第 5.10 節(jié)有介紹），點擊 Controls按鈕打開 GridAdaption Controls 面板。4點擊 Mark，這樣通過把單元放進一個適應記錄而為細化給單元做標記，或著點擊Adapt 立即執(zhí)行適應。在 Relaxation Factor 框中，設置因子。因子越低，在節(jié)點運動中降的越多。在 Number of Iterations 框中，規(guī)定光滑相繼掃過的網(wǎng)格個數(shù)。缺省值為 4。最大歪斜減小的同時平均歪斜增大。！你應當仔細考慮這樣做是否對改善網(wǎng)格有意義。

24、僅對帶有很高歪斜（例如，0.8 或 0.9）的單元執(zhí)行光滑也許會緩解對平均歪斜所產(chǎn)生的反面效果。多項模型相同材料的固體物質(zhì)顆粒如果具有不同尺寸，就可以把它們看成不同的相，因為相同尺寸粒子的集合對流場有相似的動力學響應。目前用于研究多相流的方法有歐拉一拉格朗日方法和歐拉一歐拉方法。1.歐拉一拉格朗日方法在歐拉一拉格朗日方法中，流體相視為連續(xù)相，并且求解N-S方程，而離散相是通過計算流場中大量粒子的運動得到的。離散相和流體相之間存在動量、質(zhì)量和能量的交換。方法適用的前提是:作為離散的第二相的體積分數(shù)應很低。即便當mspeciesmfluid粒子運行軌跡的計算也是獨立的，它們被安排在流體相計算的指定

25、間隙內(nèi)完成。歐拉一拉格朗日方法對應的Fluent模型為離散相模型2。歐拉一歐拉方法 在歐拉一歐拉方法中，不同的相被處理成互相貫穿的連續(xù)介質(zhì)。由于一種相所占的體積無法再被其他相占有，故此引入相體積率的概念。體積率是時間和空間的連續(xù)函數(shù)，各相的休積率之和等于I。從各相的守恒方程可以推導出一組方程，其對于所有的相都具有類似的形式。從實驗得到的數(shù)據(jù)可以建立一些特定的關系，從而能使上述方程封閉。另外，對于小顆粒流(Granular Flows)，則可以通過應用分子運動論的理論使方程封閉。在fluent中，共有三種歐拉一歐拉多相流模型，即v0F模型、混合物模型和歐拉(Eulerian)模型。 1，VOF棋

26、型 VOF模型是一種在固定的歐拉網(wǎng)格下的表面跟蹤方法。當需要得到一種或多種互不相融流體間的交界面時，可以采用這種模型。在VOF模型中，不同的流體組分共用著一套動量方程，計算時在整個流場的每個計算單元內(nèi)，都記錄下各流體組分所占有的體積率。VOF模型的應用例子包括分層流、自由面流動、灌注、晃動、液體中大氣泡的流動、水壩決堤時的水流以及求得任意液一氣分界面的穩(wěn)態(tài)或瞬時分界面。 2. 混合物模型 混合物模型可用于兩相流或多相流(流體或穎柳。因為在歐拉模型中，各相被處理為互相貫通的連續(xù)體，混合物模型求解的是混合物的動t方程，并通過相對速度來描述離散相?；旌衔锬Ｐ偷膽冒ǖ拓撦d的粒子負載流、氣泡流、沉降

27、和旋風分離器?；旌衔锬Ｐ鸵部捎糜跊]有離散相相對速度的均勻多相流。 3Eulerian模型 歐拉模型是Fluent中最復雜的多相流模型。它建立了一套包含有n個的動量方程連續(xù)方程來求解每一相。壓力項和各界面交換系數(shù)是藕合在一起的。藕合的方式則依賴于所含相的情況，顆粒流(流一固)的處理與非顆粒流(流一流)是不同的。歐拉模型的應用包括氣泡柱、上浮、顆粒懸浮和流化床。VOF模型適合于分層的或自由表面流，而混合物和Eulerian模型適合于流動中有相混合或分離，或者分散相的體積分數(shù)超過1 0%的情形。 為了更好地區(qū)分Mixture模型和Eulerian模型，給出以下的建議: .如果分散相有著寬廣的分布，M

28、ixture模型是最可取的。如果分散相只集中在區(qū)域的一部分，應當使用Eulerian模型。 .如果相間曳力規(guī)律是可利用的，Eulerian模型通常比Mixture模型能給出更精確的結果。如果相間的曳力規(guī)律不明了，Mixture模型是更好的選擇。 .Mixture模型比Eulerian模型要少求解一部分方程，所以Mixture模型計算量較少。 如果精度要求很高，Eulerian模型是更好的選擇。但是，復雜的Eulerian模型比Mixture模型的計算穩(wěn)定性要差。單位：fluent內(nèi)部計算都是采用的國際單位制，角度的單位是度而不是弧度。自定義單位的時候要注意轉(zhuǎn)換因子均已國際標準為依據(jù)。小于或等于

29、 1%的湍流強度通常被認為低強度湍流，大于 10%被認為是高強度湍流?；旌夏Ｐ屯ㄟ^求解混合相的動量守恒、能量守恒、連續(xù)性方程以及第二項的體積分率以及相對速度的數(shù)學表達式來模擬n相流。使用限制：只能采用壓力耦合求解；只能有一項可以被定義為可壓縮理想氣體；采用混合模型時不能用來模擬特定質(zhì)量流量的周期性streamwise流;固化和融化不能與混合模型連用；當采用空化模型時不能用LES湍流模型連用；相對速度方程不能與MRF和混合模型連用；不能用于非粘性流體的求解；不能與shell conduction model 連用；混合模型需要求解混合物的動量方程、能量方程、連續(xù)性方程以及第二項的體積分率方程，如

30、果兩相以不同的速度運動時也要求解相對速度數(shù)學表達式。 由Singhal等發(fā)展的完全空化模型，包含了所有一階效應（如相變、空泡動力學效應、湍流壓力波動、和不可壓縮氣體）的影響，只能在多相流模型下運行。它也可以用來模擬N相流、帶有多項物質(zhì)傳輸、液氣兩相的剪切力作用以及兩相的熱效應和壓縮效應。完整的空化模型包含兩部分：基本空化模型：描述了基本的模型處理方法及標準的兩相空化模型擴展的空化模型：包含了擴展的多項（N相）空化模型和帶有多相物質(zhì)傳遞的流動。FLUENT經(jīng)典問題答案（1） 16 在兩個面的交界線上如果出現(xiàn)網(wǎng)格間距不同的情況時，即兩塊網(wǎng)格不連續(xù)時，怎么樣克服這種情況呢？答：如果模型較簡單，只要保

31、證網(wǎng)格節(jié)點數(shù)相同或接近，調(diào)整一下，就能保證網(wǎng)格連續(xù)。:| j但往往我們面對的都是模型較復雜，采取自由網(wǎng)格劃分，根本難以保證。就是手動網(wǎng)格劃分都很難保證兩面上的網(wǎng)格相同。這就要考驗網(wǎng)格劃分人員的水平了，通過在局部接觸部分的網(wǎng)格細化，來達到網(wǎng)格單元相同，從而保證連續(xù)。 在算接觸(靜態(tài)或動態(tài))或傳熱(穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài))這塊，可以不必在意網(wǎng)格是否連續(xù)，其對結果的影響不是很大.具體問題具體分析，所以在劃分網(wǎng)格要看自己究竟要算什么.22 什么叫欠松弛因子？欠松弛因子對計算結果有什么樣的影響？它對計算的收斂情況又有什么樣的影響？! 欠松弛因子是simple算法中的概念。流場數(shù)值計算的困難之一是關于壓強的求解，因為

32、壓強本身沒有控制方程，它是以源項的形式出現(xiàn)在動量方程:中的。離散形式的動量方程是在假設壓強場已知的條件下得到的，在一般情況下壓強場是未知的。目前廣泛應用的simple算法可以解決壓強求解的問題。其利用連續(xù)方程校正壓強場，然后用校正的壓強場計算速度場，重復進行校正、計算過程，直到解出速度場和壓強場同時滿足動量方程和連續(xù)方程為止。 新壓強場p與原壓強場p*的關系可以寫成pp*p'，p'為壓強修正量。在具體計算過程中，當解出壓強修正量后,不能直接用該式計算新的壓強場p，因為simple算法的速度修正量忽略了零點速度修正量的影響，這一簡化不影響最終的收斂解，卻加大了修正量p'的

33、負擔，不僅會影響收斂速度，有時甚至會導致迭代的發(fā)散。所以，在計算校正后的壓強場p時，應采取欠松弛措施，既pp*f×p'。f就是欠松弛因子，其取值范圍為0<f<1，一般取為0.8即可。同時還要對速度進行修正，用速度欠松弛因子fV,取值也是01，一般取0.5。 不知我這樣解釋是否能夠理解，因為其中有一些偏微分公式的推導，這里寫不出來。就使用而言，欠松弛因子 要設的比1小計算才容易收斂。設多少還要視具體情況而定。21 如何監(jiān)視FLUENT的計算結果？如何判斷計算是否收斂？在FLUENT中收斂準則是如何定義的？m這個問題比較復雜，要真正的解決了基本fluent運算就解決了

34、一大半了，我寫下自己的感受吧，在平時的運算中遇到的和看到的，有不對的請大家指教。通常判斷收斂是看殘差曲線，但是這個1e-3或者1e-4的收斂標準是相對而言的。在FLUENT中殘差是以開始5步的平均值為基準進行比較的。如果你的初值取得好，你的迭代會很快收斂，但是你的殘差卻依然很高；但是當你改變初場到比較不同的值時，你的殘差開始會很大，但隨后卻可以很快降低到很低的水平，讓你看起來心情很好。其實兩種情況下流場是基本相同的。由此來看，判斷是否收斂并不是嚴格根據(jù)殘差的走向而定的?？梢赃x定流場中具有特征意義的點，監(jiān)測其速度，壓力，溫度等的變化情況。如果變化很小，符合你的要求，即可認為是收斂了。一般來說，壓

35、力的收斂相對比較慢一些的。是否收斂不能簡單看殘差圖，還有許多其他的重要標準，比如進出口流量差、壓力系數(shù)波動等等盡管殘差仍然維持在較高數(shù)值，但憑其他監(jiān)測也可判斷是否收斂。最重要的就是是否符合物理事實或試驗結論。殘差曲線是否滿足只是一個表面的現(xiàn)象，還要看進口和出口總量差不得大于1%,而且即使這樣子,收斂解也不一定準確,它和網(wǎng)格劃分/離散化誤差,以及屋里模型的準確性都有關系.所以得有試驗數(shù)據(jù)做對比活著理論分析了當然最終是否正確是要看是否與實驗數(shù)據(jù)相符合！但既然有殘差圖的話，總應該可以大概的看出否收斂吧？是否要殘差要小到一定的程度，或者是殘差不在增長，就可以一定程度上認為是收斂的殘差的大小不能決定是否

36、收斂，我在用FLUENT計算時，多采用監(jiān)測一個面的速度（或者是壓力、紊動能等參數(shù)）基本上不隨著計算時間的推移而變化，就認為基本達到收斂，據(jù)質(zhì)量守恒，收斂時進、出口的流量數(shù)值應大致相等(一般認為進出口質(zhì)量差值比上入口質(zhì)量的相對值小于0.5時收斂，但是對特殊情況可能不同 )，但符號相反，一般出口流量是負值。在進行穩(wěn)態(tài)計算時候，開始殘差線是一直下降的，可是到后來各種殘差線都顯示為波形波動,有些復雜或流動環(huán)境惡劣情形下確實很難收斂。計算的精度（2階），網(wǎng)格太疏，網(wǎng)格質(zhì)量太差，等都會使殘差波動。經(jīng)常遇到，一開始下降，然后出現(xiàn)波動，可以降低松弛系數(shù)，我的問題就能收斂，但如果網(wǎng)格質(zhì)量不好，是很難的。通常，計

37、算非結構網(wǎng)格，如果問題比較復雜，會出現(xiàn)這種情況，建議作網(wǎng)格時多下些功夫。理論上說，殘差的震蕩是數(shù)值迭代在計算域內(nèi)傳遞遭遇障礙物反射形成周期震蕩導致的結果，與網(wǎng)格亞尺度雷諾數(shù)有關。例如，通常壓力邊界是主要的反射源，換成OUTFLOW邊界會好些。這主要根據(jù)經(jīng)驗判斷。所以我說網(wǎng)格和邊界條件是是主要因素。30 FLUENT運行過程中，出現(xiàn)殘差曲線震蕩是怎么回事？如何解決殘差震蕩的問題？殘差震蕩對計算收斂 性和計算結果有什么影響?殘差是cell各個Face的通量之和，當收斂后，理論上當單元體內(nèi)沒有源相時各個面流入的通量也就是對物理量的輸運之和應該為0。最大殘差或者RSM殘差反映流場與所要模擬流場（指收斂

38、后應該得到的流場，當然收斂后得到的流場與真實流場之間還是存在一定的差距）的差距，殘差越小越好，由于存在數(shù)值精度問題，不可能得到0殘差，對于單精度計算一般應該低于初始殘差1e-03以下為好，但還要看具體問題。一般在Fluent里可以添加進出口流量監(jiān)控（print or plot），當殘差收斂到一定程度后，還要看進出口流量是否達到穩(wěn)定平衡，才可以確認收斂與否。殘差在較高位震蕩，需要檢查邊界條件是否合理，其次檢查初始條件是否合適，比如在有激波的流場，初始條件不合適，會帶來流場的震蕩。有時流場可能有分離或者回流，這本身是非定?，F(xiàn)象，計算時殘差會在一定程度上發(fā)生震蕩，這時如果進出口流量是否達到穩(wěn)定平衡，

39、也可以認為流場收斂了（前提是要消除其他不合理因數(shù)）。另外Fluent缺省地采用多重網(wǎng)格，在計算后期，將多重網(wǎng)格設置為零可以避免一些波長的殘差在細網(wǎng)格上發(fā)生震蕩。54在分離求解器中，F(xiàn)LUENT提供了壓力速度耦和的三種方法：SIMPLE，SIMPLEC及PISO，它們的應用有什么不同？與SIMPLEC比較,在FLUENT中，可以使用標準SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默認是SIMPLE2算法，但是對于許多問題如果使用SIMPLEC可能會得到更好的結果，尤其是可以應用增加的亞松馳迭代時，具體介紹如下。對于相對簡單的問題（如：沒有附加模型激活的層流流動），

40、其收斂性已經(jīng)被壓力速度耦合所限制,你通?？梢杂肧IMPLEC算法很快得到收斂解。在SIMPLEC中，壓力校正亞松馳因子通常設為1.0，它有助于收斂。但是，在有些問題中，將壓力校正松弛因子增加到1.0可能會導致不穩(wěn)定。對于所有的過渡流動計算，強烈推薦使用PISO算法鄰近校正。它允許你使用大的時間步，而且對于動量和壓力都可以使用亞松馳因子1.0。對于定常狀態(tài)問題，具有鄰近校正的PISO 并不會比具有較好的亞松馳因子的SIMPLE或SIMPLEC好。對于具有較大扭曲網(wǎng)格上的定常狀態(tài)和過渡計算推薦使用PISO傾斜校正。當你使用PISO鄰近校正時，對所有方程都推薦使用亞松馳因子為1.0或者接近1.0。如

41、果你只對高度扭曲的網(wǎng)格使用PISO傾斜校正，請設定動量和壓力的亞松馳因子之和為1.0比如：壓力亞松馳因子0.3，動量亞松馳因子0.7）。如果你同時使用PISO的兩種校正方法，推薦參閱PISO鄰近校正中所用的方法。70 邊界條件中湍流強度怎么設置：入口邊界條件中的湍流強度和出口邊界條件中的回流湍流強度怎么設置？是取默認值10%嗎？這兩個數(shù)一般都不是計算得出來的，一般是根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗估計出來的，一般來說，流速快的話k值當然要大，而粘度大，湍流強的話，適當增加e的值，一點個人小經(jīng)驗，有不多的請大家指教 現(xiàn)在比較好的K- 中的RNG，關于K- 請查看lasvie發(fā)表url=size=43 j, w;

42、I3 u+ E7 ; s* hK- 是紊流脈動動能（J）， 是紊流脈動動能的耗散率（%）越大表明湍流脈動長度和時間尺度越大， 越大意味著湍流脈動長度和時間尺度越小，它們是兩個量制約著湍流脈動。但是由于湍流脈動的尺度范圍很大，計算的實際問題可能并不會如上所說的那樣存在一個確切的正比和反比的關系。在多尺度湍流模式中，湍流由各種尺度的渦動結構組成，大渦攜帶并傳遞能量，小渦則將能量耗散為內(nèi)能。在入口界面上設置的K和湍動能尺度對計算的結果影響大至于k是怎么設定see fluent manual "turbulence modelling"作一個簡單的平板間充分發(fā)展的湍流流動，基于k-

43、e模型。確定壓力梯度有兩種方案，一是給定壓力梯度，二是對速度采用周期邊界條件，壓力不管！湍流模型參數(shù)設置：K 動能能量；epsilon耗散率；在運用兩方程湍流模型時這個k值是怎么設置的呢？epsilon可以這樣計算嗎？epsilonCu*k*k/Vt N b n b cr U,W這些在軟件里有詳細介紹。陶的書中有類似的處理，假定了進口的湍流雷諾數(shù)。fluent幫助里說，用給出的公式計算就行。ke模型的收斂問題！應用ke模型計算圓筒內(nèi)湍流流動時，網(wǎng)格比較粗的時計算結果能收斂，但是當網(wǎng)格比較密的時候，湍流好散率就只能收斂到10的2次方，請問大俠有沒有解決的辦法？用粗網(wǎng)格的結果做初場網(wǎng)格加密不是根本

44、原因，更本的原因是在加密過程中，部分網(wǎng)格質(zhì)量差，/size注意改進網(wǎng)格質(zhì)量，應該就會好轉(zhuǎn)，在求解標準k-e雙方程湍流模型時（采用渦粘假設，求湍流粘性系數(shù)，然后和NS方程耦合求解粘性流場），發(fā)現(xiàn)湍動能產(chǎn)生項（雷諾應力和一個速度張量相乘組成的項）出現(xiàn)負值，請問是不是一種錯誤現(xiàn)象？如果是錯誤現(xiàn)象一般怎樣避免。另外處理湍動能產(chǎn)生項采用什么樣的差分格式最好。而且因為源項的影響，使得程序總是不穩(wěn)定，造成k,e值出現(xiàn)負值，請問有什么辦法克服這種現(xiàn)象。你可以試試這里計算的時候加一個判斷，出現(xiàn)負值的時候強制為一個很小的正值。這可能是因為你采用的數(shù)值格式的問題，一般計算程序?qū)方程都要做一定處理，以保證k的正定。

45、比如，強制規(guī)定源項與0的關系，以使數(shù)值計算穩(wěn)定。就ke模型而言。它是problem dependent.對簡單的無彎曲無旋轉(zhuǎn)無.的湍流問題，它能算而且能給出好的結果，但對復雜的流動問題，它就不能使用了。出現(xiàn)負的ke不僅僅是計算格式的問題，更重要的是模型問題，沒有誰能證明ke模型在任何流動問題中都能保證ke是正的。有這么一些辦法避免ke出現(xiàn)負值。1。對Kln(k)和E=ln(e)求解，問題：壁面ke=0難處理，2。先用層流計算500步，然后再用ke算，! F1 T8 Z1 M, C# _8 T3。各種強制限制辦法3 + q0 - ! ?+ p2 q% l. O4。源項局部線性化。5。算到一定程度

46、，如果k值趨勢對了，就干脆不求ke方程了。, x: K: b5 ?( j q# - m% F可以參考：湍流的計算模型 陳義良 1991 中國科技大學出版社。34 在FLUENT的學習過程中，通常會涉及幾個壓力的概念，比如壓力是相對值還是絕對值？參考壓力有何作用？如何設置和利用它？在fluent中會出現(xiàn)這么幾個壓力：Static pressure靜壓） Dynamic pressure（動壓） Total pressure（總壓），這幾個壓力是空氣動力學的概念,它們之間的關系為Total pressure（總壓）= Static pressure（靜壓z） + Dynamic pressure（

47、動壓），滯止壓力等于總壓(因為滯止壓力就是速度為0時的壓力,此時動壓為0）Static pressure（靜壓）就是你測量的，比如你現(xiàn)在測量空氣壓力是一個大氣壓，而在fluent中，又定義了兩個壓力：Absolute pressure（絕對壓力） Relative pressure（參考壓力）還有兩個壓力operating pressure（操作壓力） gauge pressure（表壓）它們之間的關系為Absolute pressure（絕對壓力）= operating pressure（操作壓力） + gauge pressure（表壓），上面幾個壓力實際上有些是一一對應的，只是表述上的差

48、別，比如：Static pressure（靜壓） gauge pressure（表壓）定義操作壓力對于可壓縮流動：把操作壓力設為0，把表壓看作絕對壓力；53 對于FLUENT的耦合解算器，對時間步進格式的主要控制是Courant數(shù)（CFL），那么Courant數(shù)對計算結4果有何影響？&!FLUENT計算開始迭代最好使用較小的庫朗數(shù)，否則容易導致迭代發(fā)散?修改辦法slovecontrolssolution，修改courant Number $ g% f2 a: O* n& B/ m2 Y2 Y2 l默認值為1，開始沒有經(jīng)驗的改小點，比如0.01，然后逐漸加大，58 如何將自己用C

49、語言編輯的程序?qū)氲紽LUENT中？在利用UDF編寫程序時需注意哪些問題？59在UDF中compiled型的執(zhí)行方式和interpreted型的執(zhí)行方式有什么不同問題的答案在附件，相信看過后會對該問題有更深的了解。142 什么是多孔介質(zhì)；在那些方面應用？答：多孔介質(zhì)是近似模擬一些具有多孔性質(zhì)的區(qū)域，這些區(qū)域的壓降符合一定的規(guī)律。這些多孔區(qū)域如果進行建模的話，會造成網(wǎng)格數(shù)量劇增（因為與整體模型相比，其尺度非常?。?。多孔介質(zhì)的應用于packed beds（填料床？），filter papers（濾紙），perforated plates（多孔板）， flow distributors（流量分配器）

50、，tube banks（管束）等。144 有關多孔介質(zhì)的邊界設定在哪有介紹？8 * e/ ' E! z: v答：最可靠的介紹可以參考Fluent幫助中邊界條件一章中多孔介質(zhì)的介紹。另外可以參考我寫的一個帖子：, k- M- a2 : U q2 O145 有沒有計算多孔介質(zhì)的算例或文章？( p6 q$ M' ) i答：多孔介質(zhì)的算例，fluent幫助自身帶了一個，是關于汽車尾氣催化劑的。這個例子可以在公用郵箱：simwe.fluentcfx中找到。同樣可以參考我的帖子：15 對于自己的模型，大多數(shù)人有這樣的想法：我的模型如何來畫網(wǎng)格？用什么樣的方法最簡單？這樣做( 5 $ M*

51、T/ V. J2 p網(wǎng)格到底對不對？$ h, r& m4 1 e7 C; A' g答：模型劃分網(wǎng)格，要正確處理好網(wǎng)格密度與計算時間的矛盾。網(wǎng)格密度增加，理所當然，網(wǎng)格質(zhì)量提高，計算結果也越精確，但所花的時間會很長，考慮到經(jīng)濟性，一般在劃分網(wǎng)格時，都需要遵循一些原則。CFD計算對計算網(wǎng)格有一些一般性的要求，例如光滑性、正交性、網(wǎng)格單元的正則性以及在流動變化劇烈的區(qū)域分布足夠多的網(wǎng)格點等。對于復雜幾何外形的網(wǎng)格生成，這些要求往往并不可能同時完全滿足。例如，給定邊界網(wǎng)格點分布，采用Laplace方程生成的網(wǎng)格是最光滑的，但是最光滑的網(wǎng)格不一定滿足物面邊界正交性條件，其網(wǎng)格點分布也很有

52、可能不能捕捉流動特征，因此，最光滑的網(wǎng)格不一定是最好的網(wǎng)格。 對計算網(wǎng)格的一個最基本的要求當然是所有網(wǎng)格點的Jacobian必須為正值，即網(wǎng)格體積必須為正，其他一些最常用的網(wǎng)格質(zhì)量度量參數(shù)包括扭角（skew angle）、縱橫比（aspect ratio、Laplacian）、以及弧長（arc length）等。通過計算、檢查這些參數(shù)，可以定性的甚至從某種程度上定量的對網(wǎng)格質(zhì)量進行評判。Parmley等給出了更多的基于網(wǎng)格元素和網(wǎng)格節(jié)點的網(wǎng)格質(zhì)量度量參數(shù)。有限元素法關于插值逼近誤差估計的理論，實際上也對網(wǎng)格單元的品質(zhì)給出了基本的規(guī)定：即每個單元的內(nèi)切球半徑與外切球半徑之，應該是一個適當?shù)?，與網(wǎng)

53、格疏密無關的常數(shù)。從數(shù)學角度來看，單元最好是球體，如果網(wǎng)格細化到一定程度是可以近似認為是分子、原子。不2 v% c# p, y! ?- l& O; O% M過球體不具備計算需求的矩陣條件，所以理想的單元應該是正六面體。網(wǎng)格的各項指標都是用來6 y3 G+ ' I- H2 g. i; X描述正六面體的變形程度的，對于不同的結構模型，網(wǎng)格指標對結果的影響不具有可比性（比如長寬比對長方體結構和對球結構），我們只是去盡可能的控制這些指標。 v$ B3 h V% |5 T" W+ p根據(jù)我的一些經(jīng)驗，給出一些指標的參考值?？v橫比比值越接近1越理想，最大不好不超過53 W3 Z#

54、 o1 T; q7 x, g& h% l( P2 雅可比比率最好大于0.7，不能低于0.45，0.5，否則需要重畫。33 如果采用非穩(wěn)態(tài)計算完畢后，如何才能更形象地顯示出動態(tài)的效果圖？! C% D+ d+ r& j; f1 U* Z5 ?7 i8 P. |答：可以采用錄像帶方式。具體設置在solveanimate中設置。在計算完成后，如何顯示某一斷面上的溫度值？如何得到速度矢量圖？如何得到流線？8 + U3 w% h" x( w# H) q答：在surfaceiso-surface中設置，選擇grid，以及所需要的方向。在iso-values中設置與所選坐標軸方向垂直

55、的偏移面。) 3 W# R+ & Y5 p5 S101已經(jīng)建好的模型，想修改一些尺寸，但不知道頂點的座標，請問如何在gambit中顯示點的座標？0 Z, Z- 1 3 W+ d答：在summarize vertices中選擇點，點擊apply，在transcript中查看。. t2 j7 w+ " i" $ p129 流固耦合的邊界條件：在FLUENT里面，wall與腔體內(nèi)的流體換熱產(chǎn)生換熱耦合問題時，wall怎么定義?wall在FLUENT的boundary conditions里只有heat flux, temperature, convection, radi

56、ation和mixed 5種選項沒有coupling?在materials里面改個什么地方就可以了？答：要產(chǎn)生couple，主要有兩種方法。6 ) q! 2 1 S& p% q- 其一，在gambit在中間模型時，采用split，而不是采用subtract。采用split后導入到fluent中，會自動產(chǎn)生wall和wall-shadow。" C2 O$ t/ $ _* & k3 H; J1 5 S. O其二，如果在gambit中建模是，采用的是subtract，那么將會存在重疊的兩條邊，在設置邊界的條件的時候要分別設置為wall。導入到fluent后，將這兩條邊的類型

57、改為interface，然后在grid interface中修改，并勾選couple選項。158 gambit不能正常啟動的原因有哪些？* f9 O* # z5 q答：gambit不能正常啟動，是因為上次打開的時候生成了一個*.lok文件，將此文件刪除，重新啟動即可。145有沒有計算多孔介質(zhì)的算例或文章？# Y. n* R. K) x3 C6 v( H在許多學科中都會碰到多孔介質(zhì)的問題，如：管束、流動均布器和過濾器、回熱器等。多孔介質(zhì)的計算確實是個難題，不用說我們這些具體的學科了，就是拿專門搞材料和計算的人來說，他們也沒有成熟的模型，據(jù)我的了解，多孔介質(zhì)模型都在“發(fā)展中”，無統(tǒng)一的定論。也正是

58、基于這個原因，具體到每個不同的學科和算例，不同的人就會有不同的方法。我是低溫學科的，會涉及到振蕩流動中的多孔介質(zhì)問題，如換熱器和回熱器，在計算中我們多借鑒一些研究者的試驗數(shù)據(jù)，拿到我們的模型中完善多孔介質(zhì)的阻力參數(shù)設定，主要是兩個方向上的壓力降，感覺效果還是不錯的。我想，這種方法還是可以在其他學科中用的，如果找不到好的算例，就去看別人總結的試驗數(shù)據(jù)，借鑒過來，自己做一個成功的算例。26 什么叫問題的初始化？在FLUENT中初始化的方法對計算結果有什么樣的影響？初始化中的“patch”怎么理解？問題的初始化就是在做計算時，給流場一個初始值，包括壓力、速度、溫度和湍流系數(shù)等。理論上，給的初始場對最終結果不會產(chǎn)生影響，因為隨著跌倒步數(shù)的增加，計算得到的流場會向真實的流場無限逼近，但是，由于Fluent等計算軟件存在像離散格式精度（會產(chǎn)生離散誤差）和截斷誤差等問題的限制，如果初始場給的過于偏離實