fluent定义变物性

7.物理性质

本章描述了用于计算物质的性质以及相应程序的物理方程，在程序中你可以输入物质的每一种性质。以下各节详细介绍了计算物质的物理性质 7.1设定物理性质

设定物理性质是模型设定中的重要一步。 材料属性是在材料面板中的1中定义的，它允许你输入各种属性值，这些属性值和你在模型面板中定义的的问题范围相关。这些属性可能会包括：

密度或者分子量 粘性 比热容 热传导系数 质量扩散系数 标准状态焓

分子运动论中的各个参数

属性可能是温度和/或成分相关的，温度相关是基于你所定义的或者有分子运动论计算得出的多项式、分段线性或者分段多项式函数和个别成分属性。

使用材料面板中的1就会显示所使用的模型需要定义的物理性质。需要注意的是，如果你所定义的属性需要借能量方程（如理想气体定律的密度，粘性的温度相关轮廓），FLUENT会自动去解能量方程。此时你就需要定义热边界条件和其它参数。

固体材料的物理属性

对于固体材料，我们只需要定义密度，热传导系数和比热容(除非你所模拟的是半透明介质，此时需要定义辐射性质。对于热传导系数你可以指定它们为常值，也可以指定为温度的函数或者自定义函数；对于比热容你可以指定为常值或者温度的函数；对于密度你可以指定为常值

如果你使用非

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？

速度入口的边界条件适用于不可压流动，需要给定进口速度以及需要计算的所有标量值。速度入口边界条件不适合可压缩流动，否则入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动。 关于湍流参数的定义方法，根据所选择的湍流模型的不同有不同的湍流参数组合，具体可以参考Fluent用户手册的相关章节，也可以参考王福军的书《计算流体动力学分析—CFD软件原理与应用》的第214-216页，也可以参考本版的帖子：

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？

这些都可以用tecplot来处理 将fluent计算的date和case文件倒入到tecplot中 断面可以做切片

速度矢量图流线图 直接就可以选择相应选项来查看

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。

分离式求解器以前主要用于不可压缩流动和微可压流动，而耦合式求解器用于高速可压流动。现在，两种求解器都适用于从不可压到高速可压的很大范围的流动，但总的来讲，当计算高速可压流动时，耦合式求解器比分离式求解器

第七章 自定义函数

7.1，概述

用户自定义函数（User－Defined Functions，即UDFs）可以提高FLUENT程序的标准计算功能。它是用C语言书写的，有两种执行方式：interpreted型和compiled型。Interpreted型比较容易使用，但是可使用代码（C语言的函数等）和运行速度有限制。Compiled型运行速度快，而且也没有代码使用范围的限制，但使用略为繁琐。

我们可以用UDFs来定义：

a) 边界条件 b) 源项

c) 物性定义（除了比热外） d) 表面和体积反应速率

e) 用户自定义标量输运方程

f) 离散相模型（例如体积力，拉力，源项等）

g) 代数滑流（algebraic slip）混合物模型（滑流速度和微粒尺寸） h) 变量初始化 i) 壁面热流量

j) 使用用户自定义标量后处理

边界条件UDFs能够产生依赖于时间，位移和流场变量相关的边界条件。例如，我们可以定义依赖于流动时间的x方向的速度入口，或定义依赖于位置的温度边界。边界条件剖面UDFs用宏DEFINE_PROFILE定义。有关例子可以在5.1和6.1中找到。源项UDFs可以定义除了DO辐射模型之外的任意输运方程的源项。它用宏DEFINE_SO

第七章 自定义函数

7.1，概述

用户自定义函数（User－Defined Functions，即UDFs）可以提高FLUENT程序的标准计算功能。它是用C语言书写的，有两种执行方式：interpreted型和compiled型。Interpreted型比较容易使用，但是可使用代码（C语言的函数等）和运行速度有限制。Compiled型运行速度快，而且也没有代码使用范围的限制，但使用略为繁琐。

我们可以用UDFs来定义：

a) 边界条件 b) 源项

c) 物性定义（除了比热外） d) 表面和体积反应速率

e) 用户自定义标量输运方程

f) 离散相模型（例如体积力，拉力，源项等）

g) 代数滑流（algebraic slip）混合物模型（滑流速度和微粒尺寸） h) 变量初始化 i) 壁面热流量

j) 使用用户自定义标量后处理

边界条件UDFs能够产生依赖于时间，位移和流场变量相关的边界条件。例如，我们可以定义依赖于流动时间的x方向的速度入口，或定义依赖于位置的温度边界。边界条件剖面UDFs用宏DEFINE_PROFILE定义。有关例子可以在5.1和6.1中找到。源项UDFs可以定义除了DO辐射模型之外的任意输运方程的源项。它用宏DEFINE_SO

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

聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin).所谓[塑料],其实它是[合成树脂]中的一种,形状跟天然树脂中的[松树脂]相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为[塑料].

根据美国材料试验协会所下的定义,[塑料]乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以藉[流动](flow)来造型.因此经由此说明我们可以得到以下几项了解:

1它是高分子有机化合物

2它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 3它可以成形(moldable)

4种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 5用途广泛产品呈现多样化 6具有不同的性质

7可以用不同的加工方法(processing method )

聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer),藉共价键来组合而成的.聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类:

1热固性塑料(Thermoset plastics ):指的是加热

橡胶参考物性表 材质 Material 物性 Physical 返回

聚氨脂 天然橡丁基三元丁腈橡氯磺化丁苯橡氯丁橡胶 硅(硅)胶 胶(NR) 橡胶 乙丙胶 聚乙烯胶 (CR) (PU) (SR) Natural (IIR) 橡胶 (NBR) 胶(CSM) (SBR) Neoprene Silicone Rubber Butyl EPDM Nitrile Hypalon Urethane 1.10 1.35 1.00 1.20 1.02 1.25 0.98 1.6 1.12 1.35 比重 0.93 0.94 0.92 0.86 Specific 1.45 1.20 1.10 1.30 Gravity 硬度范围 Hardness 30-100 35-100 30-90 30-90 Rang(Shore A°) PHYSICALPRO 最大搞张强度 PERTIES Tensile Strength 4000 3000 2500 3000 一般物性 Max(psi Rm.Temp) 最大延伸率 Elongation 750 600 700 600 Max(% Rm.Temp)

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