fluent模拟喷嘴射流教程

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

二维流体动画实例

软件版本

Fluent-6.3.26. Gambit-2.2.30.

具体步骤

1. 在Fluent中导入已经定义好的各种参数条件的cas文件

开启Fluent，选择2ddp，在Fluent中，“File” —“Read”—“Case&Data”，选择文件夹“Fluent-File”中的“mix-data.cas”文件。这个二维模型的制作过程在PDF中有说明，上面的文件是已经做好的模型。

2. 初始化数据

在Fluent中，“Solve”—“Initialize”—“Initialize”，点击“Init”，初始化完后点击“Close”关闭对话框，如图1所示。

图1 初始化数据

3. 定义动画

在Fluent中，“Solve”—“Animate”—“Define”，弹出Solution Animation对话框，如图2所示的设置。

图2 动画设置对话框

接下来点击图2对话框中的“Define”，弹出Animation Sequence对话框，在“Storage Type”中选择“PPM Image”，在“Storage Directory”中设置动画序列的保存路径，注意路径不得有中文，在“Display Type”中选择“C

模拟动画制作教程

1. 在fluent中正常保存动画文件，如图1所示，可以选择保存为Metafile格式（生成文件较大）。【也可选择保存为PPM Image格式（文件较小，但需要在保存好动画文件后，手动生成.cxa文件，如下图2所示，选择Animation Frames，点击write即可生成.cxa文件；否则软件崩溃后无法再生成.cxa文件，也就无法再做动画）。】

图1

图2

2. 选择保存好的动画头文件，即.cxa文件，然后选择Hardcopy Frames，如图3所示；然后点击后面的Hardcopy Options，如图4所示，选择JPEG格式，Color，Options下勾选第一项，第二项不选，其余默认，点击Apply。

图3

图4

5. 点击图3中的write，生成JPG文件（这样即使软件崩溃断开，也可以把生成的jpg文件放在一起，再一起导入生成动画的软件，从而形成完整的动画）。

6. 图5即动画生成软件GIF Movie Gear，点击“打开文件”，选择由fluent生成的jpg文件，将文件导入。

7. 点击菜单栏“动画”—》“属性”，选择“全局属性”，将动画帧数改为50，即每0.5s播放一幅图片。

8. 点击菜单栏的三角

目录

1. 理论知识

1.1 Gambit软件的介绍 1.2 Fluent软件的介绍

1.3 Exceed.13+Gambit.V2.4.06+Fluent.6.3安装介绍

2. 建模过程

2.1 Gambit 启动 2.2 建立几何模型

3. 网格划分

3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

划分网格

检查网格划分情况 设置边界类型 输出网格文件

检查网格并定义长度单位 设置计算模型

设置流体材料属性 设置边界条件 求解初始化 设置残差监视 保存case文件 求解计算

保存计算结果

读入case和data文件 显示网格 创建相关面

计算各单电池获得的质量流率 绘制图表

4. 计算求解

5. 后期处理

6. 参考链接

第一章 理论知识

1.1 Gambit软件的介绍

GAMBIT是为了帮助分析者和设计者建立并网格化计算流体力学（CFD）模型和其它科学应用而设计的一个软件包。GAMBIT通过它的用户界面（GUI）来接受用户的输入。GAMBIT GUI简单而又直接的做出建立模型、网格化模型、指定模型区域大小等基本步骤，

中 国 科 学 技 术 大 学

UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA

计算流体与传热传质课程论文

单液滴与热固体表面碰撞动力学现象数值模拟

作者姓名： 蓝 美 娟 学 号： SA11232006 导师姓名： 刘 明 侯 院 系： 火灾科学国家重点实验室

中国·合肥 二○一一年十二月

单液滴与热固体表面碰撞动力学现象数值模拟

(中国科学技术大学 火灾科学国家重点实验室 蓝美娟 安徽合肥 230027)

摘要：文章采用VOF模型结合欧拉-拉格朗日控制方程进行建模，并利用动画跟踪分析了单液滴撞击不同材料，不同温度热固体表面时发生的运动、铺展、回撤、形成液柱、反弹、破裂产生次生液滴等过程的动力学行为。通过与文献中液滴撞击石蜡表面动力学实验进行对比吻合较好，证实了模型模拟的可靠性。 关键词：单液滴 热固体 表面

炉膛仿真过程及其其中的问题

一、（Gambit）几何建模部分 1.大体尺寸

在本次设计中，（实际标高-5=图中的标高）锅炉的尺寸为：锅炉高度为26890mm，宽度为7570mm，深度为7570mm。

燃烧器的高度为2.105m，最底层的燃烧器低端距冷灰斗距离为2.1775m。

采用四角切圆（顺时针切圆，假想切圆直径0.8m）的均等配风燃烧方式。其中一次风2层，二次风3层。由低到高燃烧器风口布置依次为二、一、二、一、二。燃烧器宽度为0.4m，一次风口高度0.2405m，二次风口高度0.352/0.315m，风口间距为0.21/0.12/0.155m。

2.简化处理

将水冷壁简化成一个恒温平面；

将燃烧器简化成一个平面，各次风口为平面中的一个矩形区域，作为速度入口； 忽略屏式过热器，将折焰角上方与水平烟道相连结的平面作为出口（outflow）。

3.几何建模过程及网格划分

为了方便锅炉的网格划分，我们将整个计算域划分为5个区域：冷灰斗下端至燃烧区域下端、燃烧区域、燃烧区上端至折焰角下端、折焰角区域、折焰角上端至炉膛出口。

3.1点线面的生成

几何建模的方法通常可以是自下而上的，即先生成体的各个点（通过坐标确定位置）；将生成的点依次连接成线；将线

第一章Fluent软件的介绍 fluent软件的组成：

Fluent6.0

Fluent5.5&4.5 前 处 理 Fidap gambit 软 Polyflow 件

Mixsim

Icepack

软件功能介绍：

GAMBIT

通用软件 专用软件 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

软件安装步骤：

专用的热控分析CFD软件

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

第二章.UDF的C语言基础

本章介绍了UDF的C语言基础 2.1引言

2.2注释你的C代码 2.3FLUENT中的C数据类型 2.4常数 2.5变量

2.6自定义数据类型 2.7强制转换 2.8函数 2.9数组 2.10指针 2.11声明

2.12常用C操作符 2.13C库函数

2.14用#define实现宏置换 2.15用#include实现文件包含 2.16与FORTRAN比较 2.1引言

本章介绍了C语言的一些基本信息，这些信息对处理FLUENT的UDF很有帮助。本章首先假定你有一些编程经验而不是C语言的初级介绍。本章不会介绍诸如while-do循环，联合，递归，结构以及读写文件的基础知识。如果你对C语言不熟悉可以参阅C语言的相关书籍。 2.2注释你的C代码

熟悉C语言的人都知道，注释在编写程序和调试程序等处理中是很重要的。注释的每一行以“/*”开始，后面的是注释的文本行，然后是“*/”结尾

如：/* This is how I put a comment in my C program */ 2.3FLUENT的C数据类型

FLUENT的UDF解释程序支持下面的C数据类型： Int：整型 Long：长整型 Real：实数 Flo

UDF 第3章 写UDF

本章主要概述了如何在FLUENT写UDF。 3.1 概述

3.2写解释式UDF的限制

3.3 FLUENT中UDF求解过程的顺序 3.4 FLUENT网格拓扑 3.5 FLUENT数据类型

3.6 使用DEFINE Macros定义你的UDF 3.7在你的UDF源文件中包含udf.h文件 3.8 定义你的函数中的变量 3.9函数体 3.10 UDF 任务

3.11 为多相流应用写UDF 3.12在并行中使用你的UDF 3.1概述（Introduction）

UDF是用来增强FLUENT代码的标准功能的，在写UDF之前，我们要明确以下几个基本的要求。首先，必须用C语言编写UDF。必须使用FLUENT提供的DEFINE宏来定义UDF。UDF必须含有包含于源代码开始指示的udf.h文件；它允许为DEFINE macros和包含在编译过程的其它FLUENT提供的函数定义。UDF只使用预先确定的宏和函数从FLUENT求解器访问数据。通过UDF传递到求解器的任何值或从求解器返回到UDF的值，都指定为国际（SI）单位。

总之，当写UDF时，你必须记住下面的FLUENT要求。UDF： 1. 采用C语言编写。

2. 必须为udf.h文

Fluent数值模拟的主要步骤

使用Gambit划分网格的工作：

首先建立几何模型，再进行网格划分，最后定义边界条件。 Gambit中采用的单位是mm，Fluent默认的长度是m。 Fluent数值模拟的主要步骤：

（1） 根据具体问题选择2D或3D求解器进行数值模拟；

（2） 导入网格(File-Read-Case)，然后选择由Gambit导出的msh文件。

（3） 检查网格(Grid-Check)，如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格划分。 （4） 选择计算模型(Define-Models-Solver)。（6） （5） 确定流体的物理性质(Define-Materials)。 （6） 定义操作环境(Define-Operating Conditions)。 （7） 指定边界条件(Define-Boundary Conditions )。

（8） 求解方法的设置及其控制（Solve-Control-Solution）。 （9） 流场初始化（Solve-Initialize）。

（10） 打开残插图（Solve-Monitors-Residual）可动态显示残差，然后保存当前的Case和

Data文件（File-Writer-Case&D