fluent软件

Fluent软件学习笔记

一、利用Gambit建立计算区域和指定边界条件类型 1) 文件的创建及其求解器的选择 软件基本知识: Geometry 绘制图形 Mesh 网格划分

Zones 指定边界条件类型和区域类型 Tools 指定坐标系统等

Operation绘图工具面板

视图控制面板：

全图显示(Fit to window）

选择象限显示视图 选择显示项目

撤销或重复上一步

鼠标键：左键单击——旋转模型 中键单击——平移模型 右键单击——放缩模型 Shift+鼠标左键——选择点、边、面等 ① 建立新文件：Flie New ② 选择求解器：Solver

1

2) 创建控制点：Operation-Geometry-Vertex 创建边：Operation-Geometry-Edge 创建面：Operation-Geometry-Face

3) 划分网格 对边进行划分:

对面进行划分：Operation-Mesh-Face-Mesh Faces 注：打开的文本框中： Quad-四边形网格

求解技术（Solve）

Solve>Controls>Solution…

计算格式的选择

一阶迎风格式：适用于流动方向与网格方向基本一致，结构化网格。具有稳定性高，计算速度快的优点。在网格方向与流动方向不一致时，产生的数值误差比较大。

二阶格式：计算时间比较长，收敛性差。

合适的计算方式：在计算开始时先用一阶格式进行计算以获得一个相对粗糙的解，在计算收敛后再用二阶格式完成计算以提高解的精度。避免二阶格式收敛性差、计算时间长的问题，也避免了一阶格式在复杂流场计算中数值误差大的问题。 QUICK格式：对于结构网格计算旋转流动问题时，计算精度高，但在其它情况下，QUCIK格式的精度与二阶格式相当。 指数律格式：与一阶格式精度基本相同。

中心差分：在LES湍流模型中使用，且应该在网格足够密集、局部Peclet数小于1的情况下使用。 压强插值格式的选择

1在彻体力对流场有很大影响的情况下，应该选择彻体力加权 （body-force-weighted）格式。

2 在流场中有涡量很大的集中涡、高雷诺数自然对流、高速旋转流、多孔介质，以及流线曲率很大时，应该选择PRESTO!格式。

3 对于可压流，应该使用二阶格式。

4 二阶格式不能用于多孔介质计算和

求解技术（Solve）

Solve>Controls>Solution…

计算格式的选择

一阶迎风格式：适用于流动方向与网格方向基本一致，结构化网格。具有稳定性高，计算速度快的优点。在网格方向与流动方向不一致时，产生的数值误差比较大。

二阶格式：计算时间比较长，收敛性差。

合适的计算方式：在计算开始时先用一阶格式进行计算以获得一个相对粗糙的解，在计算收敛后再用二阶格式完成计算以提高解的精度。避免二阶格式收敛性差、计算时间长的问题，也避免了一阶格式在复杂流场计算中数值误差大的问题。 QUICK格式：对于结构网格计算旋转流动问题时，计算精度高，但在其它情况下，QUCIK格式的精度与二阶格式相当。 指数律格式：与一阶格式精度基本相同。

中心差分：在LES湍流模型中使用，且应该在网格足够密集、局部Peclet数小于1的情况下使用。 压强插值格式的选择

1在彻体力对流场有很大影响的情况下，应该选择彻体力加权 （body-force-weighted）格式。

2 在流场中有涡量很大的集中涡、高雷诺数自然对流、高速旋转流、多孔介质，以及流线曲率很大时，应该选择PRESTO!格式。

3 对于可压流，应该使用二阶格式。

4 二阶格式不能用于多孔介质计算和

Fluent实例操作步骤

一． 问题描述：

一个圆形的突然扩张管道，假设工质为水，通常当流动经过类似这种突然扩张或突然收缩管道时，流动与管道分离，形成流动的漩涡，与此同时发生压强损失。由于是圆截面管道，在不考虑重力或者假设重力方向与管道方向一致时，该三维流动可以简化为二维轴对称流动问题。管道总长2.0m，其中细管长0.5m，细管半径0.1m，扩张后的管半径为0.2m，长1.5m，注意到管长和台阶高度的比值为15，这时可以认为出口已经是充分发展的流动；管中流动的工质为水，常温下密度为1000kg/m3，粘性为0.001kg/（m?s）；假设入口处水流速度为0.1m/s。 二． 操作步骤 1. 建立几何模型

（1） 打开制作网格软件ICEM CFD。创建点，选择菜单工具栏的

Geometry—Creat point—Explicit Coodernates，分别一次输入6个坐标点的坐标值：（0,0,0），（0,0.1,0），（0.5,0.1,0），（0.5,0.2,0），（2,0.2,0），（2,0,0）。

（2） 创建线，选择菜单工具栏的Geometry—Creat/Modify

Curve—From Point。依次把这六个点连成线，如下图所

Fluent实例操作步骤

一． 问题描述：

一个圆形的突然扩张管道，假设工质为水，通常当流动经过类似这种突然扩张或突然收缩管道时，流动与管道分离，形成流动的漩涡，与此同时发生压强损失。由于是圆截面管道，在不考虑重力或者假设重力方向与管道方向一致时，该三维流动可以简化为二维轴对称流动问题。管道总长2.0m，其中细管长0.5m，细管半径0.1m，扩张后的管半径为0.2m，长1.5m，注意到管长和台阶高度的比值为15，这时可以认为出口已经是充分发展的流动；管中流动的工质为水，常温下密度为1000kg/m3，粘性为0.001kg/（m?s）；假设入口处水流速度为0.1m/s。 二． 操作步骤 1. 建立几何模型

（1） 打开制作网格软件ICEM CFD。创建点，选择菜单工具栏的

Geometry—Creat point—Explicit Coodernates，分别一次输入6个坐标点的坐标值：（0,0,0），（0,0.1,0），（0.5,0.1,0），（0.5,0.2,0），（2,0.2,0），（2,0,0）。

（2） 创建线，选择菜单工具栏的Geometry—Creat/Modify

Curve—From Point。依次把这六个点连成线，如下图所

CFD领域常用软件安装调试手册

——Fluent篇

曙光解决方案中心 2009年1月

目 录

目 录..................................................................................................................... 2 1

Fluent版本及系统要求 .................................................................................. 3 1.1. FLUENT 6.3.26支持的软硬件平台 .................................................... 3 2

Fluent在曙光服务器上的安装与简单使用说明 .......................................... 4 2.1. 设置rsh ..................................................................................

FLUENT教程

网格的读入和使用

FLUENT可以从输入各种类型，各种来源的网格。你可以通过各种手段对网格进行修改，如：转换和调解节点坐标系，对并行处理划分单元，在计算区域内对单元重新排序以减少带宽以及合并和分割区域等。你也可以获取网格的诊断信息，其中包括内存的使用与简化，网格的拓扑结构，解域的信息。你可以在网格中确定节点、表面以及单元的个数，并决定计算区域内单元体积的最大值和最小值，而且检查每一单元内适当的节点数。以下详细叙述了FLUENT关于网格的各种功能。（请参阅网格适应一章以详细了解网格适应的具体内容。）

网格拓扑结构

FLUENT是非结构解法器，它使用内部数据结构来为单元和表面网格点分配顺序，以保持临近网格的接触。因此它不需要i，j，k指数来确定临近单元的位置。解算器不会要求所有的网格结构和拓扑类型，这使我们能够灵活使用网格拓扑结构来适应特定的问题。二维问题，可以使用四边形网格和三角形网格，三维问题，可以使用六面体、四面体，金字塔形以及楔形单元，具体形状请看下面的图形。FLUENT可以接受单块和多块网格，以及二维混合网格和三维混合网格。另外还接受FLUENT有悬挂节点的网格（即并不是所有单元都共有边和面的顶点），有关悬挂节点的详细

第十章

各小节的具体内容是： 10．1 10．2 10．3 10．4 10．5 10．6 10．7 10．8 10．9

简介 选择湍流模型 Spalart-Allmaras 模型 标准、RNG和k-e相关模型 标准和SST k-ω模型 雷诺兹压力模型 大型艾迪仿真模型 边界层湍流的近壁处理 湍流仿真模型的网格划分 湍流模型问题的解决方法

湍流模型

本章主要介绍Fluent所使用的各种湍流模型及使用方法。

10．10 湍流模型的问题提出 10．11

10．12 湍流模型的后处理

10．1 简介 湍流出现在速度变动的地方。这种波动使得流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化，而且引起了数量的波动。由于这种波动是小尺度且是高频率的，所以在实际工程计算中直接模拟的话对计算机的要求会很高。实际上瞬时控制方程可能在时间上、空间上是均匀的，或者可以人为的改变尺度，这样修改后的方程耗费较少的计算机。但是，修改后的方程可能包含有我们所不知的变量，湍流模型需要用已知变量来确定这些变量。 FLUENT 提供了以下湍流模型： ·Spalart-Allmaras 模型 ·k-e 模型 －标准k-e 模型 －Renormalizatio

FLUENT燃烧简介

FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固 体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要

燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。然而，需要注意的是：你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示：

离散相模型输运方程连续性动量能量 化学组分污染物模型气相燃烧模型预混燃烧 部分预混燃烧扩散燃烧 热辐射和传热模型 图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型

1.1.1 气相燃烧模型

一般的有限速率形式(Magnussen模型) 守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数) 层流火焰面模型(Laminar flamelet model) Zimount 模型

1.1.2 离散相模型

煤燃烧与喷雾燃烧

1.1.3 热辐射模型

DTRM，P-1，Rosseland 和 Discrete Ordinates 模型

1.1.4 污染物模型

NO

FLUENT求解器介绍 Segregated Solver

该算法源于经典的SIMPLE算法。其适用范围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种算法不对Navier-Stokes方程联立求解，而是对动量方程进行压力修正。该算法是一种很成熟的算法，在应用上经过了很广泛的验证。这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射、多相流模型与其配合，适用于汽车领域的CFD模拟。

Coupled Explicit Solver

这种算法由Fluent公司与NASA联合开发，主要用来求解可压缩流动。该方法与SIMPLE算法不同，而是对整个Navier-Stokes方程组进行联立求解，空间离散采用通量差分分裂格式，时间离散采用多步Runge-Kutta格式，并采用了多重网格加速收敛技术。对于稳态计算，还采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。该算法稳定性好，内存占用小，应用极为广泛。

Coupled Implicit Solver

该算法是其它所有商用CFD软件都不具备的。该算法也对Navier-Stokes方程组进行联立求解，由于采用隐式格式，因而计算精度与收敛性要优于Coupled Explicit方法，但却占用较多的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解