【www.arisingsemi.com--实用文档】

体积力
FLUENT是世界上流行的商用CFD软件包,包括基于压力的分离求解器、基于压力的耦合求解器、基于密度的隐式求解器、基于密度的显示求解器。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能,可对高超音速流场、传热与相变、化学与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、变/动网络、噪声、材料加工复杂激励等流动问题进行精确的模拟,具有较高的可信度,。用户自定义函数也为改进和完善模型,处理个性化问题和给出更合理的边界条件提供了可能。
经过这一个学期对 Fluent的初步入门学习,我对其有了初步的了解,通过练习一些例子,掌握了用 Fluent 求解分析的大概步骤和对鼠标的操作,也大概清楚这些分析有什么用。由于软件和指导资料几乎全部都是英文书写,还没能完全地理解软件上各个选项的意义和选项之间的联系,目前仅仅是照着实例练操作,要想解决实际问题还远远不够,不过孰能生巧,我相信经过大量的练习,思考,感悟,我一定可以熟练掌握并运用 Fluent。
本学习报告将从Fluent的应用总结分析和几个算例的操作来叙述。
fluent 简单操作指南
1.读入文件
file--read--case找到.msh文件打开
2.网格检查
grid-check
网格检查会报告有关网格的任何错误,特别make sure最小体积不能使负值;
3.平滑和交换网格
grid-smooth/swap---点击smooth再点击swap,重复多次;
4.确定长度单位
grid-scale----
在units conversion中的grid was created in中选择相应的单位,
点击change length units给出相应的范围,点击scal,然后关闭;
5.显示网格
display--grid
建立求解模型
-models-solver(求解器)
2.设置湍流模型
define-models-viscous
3.选择能量方程
define-models-energy
4 设置流体物理属性
define-materials,进行设置,然后点击change/create,弹出的对话框点NO。
可以从材料库database选择材料和拷贝属性,也可以在properties栏编辑属性,然后点击change/create。
5设置边界条件
define-boundary conditions,根据给定条件设置
6.求解
solver-initialize-initialize
computer from列表中选择要计算的点,点击init,close
7监控
display-monitors--surface
设置surface monitors的个数,勾选plot,点击define,在这里面修改和选择一些选项;
然后保存:file-writer-case
7 迭代
solver --iterate,会出现检测结果
8,显示计算结果
8.1 利用不同颜色显示速度分布 display--contours,勾选filled(就是填充),在contours of 选择,点击computer,点击display。
可以选择 速度场,温度场,速度矢量场(这个注意,在style 中选择arrow,scale需要自己填),等压力线(levels可以选择条数)
9.创建XY曲线图
plot-XY plot,
10.可以自定义函数
define---custom field function中输入,然后在new funtion name中输入名字,点击define,close;
在display ---contours中的contours of中选择custom field function,下栏就出现编辑的公式;
11(重要)使用二姐离散化方法重新计算
11.1打开求解控制器设置对话框,设置能量方程的二阶离散,降低松弛系数
solve-controls--solution,在discretization下nenergy选择second order,under-relaxation factors 降低(具体为啥不知道)
然后迭代,再display发现温度等参数得到较好改善
12.自适应性网格修改功能
display--contours
12.1  在contours of中选择temperature,options 不选node values,点击display,
在contours of中选择adaption,options一样不选node values,点击display,
在一定范围内回执温度梯度,标出需要改进的单元(重要),在options中不选择auto range以改变最小温度梯度值,
在min输入0.01,点击display,有颜色的网格为“高梯度”范围,
12.2对高温区梯度的网格进行改进
Adapt --Gradient(梯度),在gradients of 中选择temperature,在options下不选coarsen(使变粗),仅执行网格修改
点击computer,fluent修正max and min,在refine threshold(入口,极限,临界值)
点击mark,fluent会显示要改进的个数
点击manage,打开对话框,点击display,会显示要改进的地方
点击adapt,点击YES,然后close
13 显示改进后的网格
display---grid
然后可以再次计算查看结果

一、 FLUENT可以计算的流动类型
1. 任意复杂外形的二维/三维流动;
2. 可压、不可压流;
3. 定常、非定常流;
4. 牛顿、非牛顿流体流动;
5. 对流传热,包括自然对流和强迫对流;
6. 热传导和对流传热相耦合的传热计算;
7. 热传导和对流传热相耦合的传热计算;
8. 辐射传热计算;
9. 惯性(精止)坐标、非惯性(旋转)坐标下中的流场计算;
10. 多层次移动参考系问题,包括动网格界面和计算动子/静子相互干扰问题的混合面等问题;
11. 化学组元混合与反应计算,包括燃烧模型和表面凝结反应模型;
12. 源项体积任意变化的计算,源项类包括热源、质量源、动量源、湍流源和化学组分源项等形式;
13. 颗粒、水滴和气泡等弥散相的轨迹计算,包括弥散相与连续项耦合的计算。

14. 多空介质流动计算;
15. 用一维模型计算风扇和换热器的性能;
16. 两相流,包括带穴流动计算;
17. 复杂表面问题中带自由面流动的计算。
简而言之,FLUENT适用于各种复杂外形的可压和不可压流动计算。
二、 Fluent 的基本功能与求解步骤

(一)FLUENT的基本功能
1. 导入网格模型(Read Mesh):包括导入GAMBIT网格、检查网格、更改单位以及光顺网格等(Including reading GAMBIT mesh;checking grid;scale grid and smooth .)。
2. 确定计算模型(Define model):是否考虑传热;流动是无黏、层流,还是湍流;是否为多相流;是否包含相变(Whetner it have heat tranfer;it is laminar flow or turbulent flow,etc.)。
3. 定义材料特性(Define materails):包括密度、分子量、黏度、比热容、热传导系数、标准状态焓等(Including density, viscosity, specific heat, coefficient of heat conduction, tetc.)。
4. 设置边界条件(Boundary condition):包括进出口边界、周期性与对称性边界、内部区域和内部表面边界四类边界条件。
(Including inlet/outlet, symmetrical and periodic,internal zone and face boundary .)
5. 求解计算(Solve):能进行稳态与非稳态迭代计算,通过求解控制参数能对求解过程进行精确控制(Solve steady/unsteady iterative calculation, by parameters to control process precisely.)。
6. 计算结果后处理(Postprocessing):显示云图、矢量图、等值线图;生成动画;进行面积分;报告统计信息等(Can display contours,velocity vectors and create animate,etc.)。


(二)FLUENT的求解步骤
1. 利用 Gambit 创建计算模型。2. 划分网格和设置边界条件。
3. 保存文件( *.msh)4. 打开 Fluent,并选择相应的求解器。5. 网格1) .读入网格( *. Msh)File → Read → Case
通过File/Read/Case即可读取*.msh网格文件。FLUENT不但能读取GAMBIT生成的网格,还能读取诸如ICEM等软件生成的网格。读取成功后,会在窗口界面显示网格的基本信息。读入网格后,在窗口显示进程2) .检查网格Grid → Check
在将网格导入FLUENT后,还需要对网格进行检查,以便确定是否可以直接用于CFD求解。
选择Grid/check,FLUENT会自动完成网格检查,同时生成报告。特别注意,报告必须以Done结尾才能进行下一步计算。Fluent 对网格进行多种检查,并显示结果。
要注意最小容积,确保最小容积值为正。3) . 设置单位长度为Grid→Scale
FLUENT内部存储网格的单位长度为m,而GAMBIT等软件使用的长度单位为mm。
因此,在导入网格后需要对其进行缩放或更改单位。
通过Grid/Scale Grid选项可对网格进行缩放。既可通过选择网格创建单位得到比例因子,也可自行设定比例因子。。

本文来源:http://www.arisingsemi.com/wendangdaquan/86099/