第一篇：FLUENT的學習總結

FLUENT軟件的學習總結

通過這段時間對FLUENT軟件的學習，我發現這個軟件有龐大的參數設置和邊界條件設置，同時要應用好這個軟件也需要扎實的流體力學、傳熱學、導熱學等基礎知識。在逐步的學習和摸索的過程中我總結有以下幾個核心問題需要面對和研究。

第一．GAMBIT軟件中的邊界設置錯誤問題

當在gambit中進行邊界條件的設置時，路面上方十米處設置輻射源時，只要選擇RADIATOR在網格輸出時就會出現錯誤的提示，如選擇WALL來作為邊界，或者選擇其它項時則不會出現這種情況。

請教一些人后，有人認為是網格劃分的問題，認為對于網格的劃分，要求控制網格的密度，可以遵循從線到面的原則，不能將所有邊的網格點都定死，必須有一些邊不定義網格，如四邊形區域，一般只定義相鄰兩個邊的網格，但是我在重新劃分后還是不能解決。后來在gambit2.3.16版本下運行也出現同樣的問題。所以現在對輻射面還是暫時設定為WALL，這直接影響到在msh文件導入fluent后的邊界條件設置。

同時在導入FLUENT也會出現如下的錯誤提示。

第二．Fluent中輻射模型的選用

FLUENT 中可以用5 種模型計算輻射換熱問題。這5 種模型分別是離散換熱輻射模型（DTRM）、P-1 輻射模型、Rosseland 輻射模型、表面輻射（S2S）模型和離散坐標（DO）輻射模型。這五種模型究竟哪一種最適合路面對空氣輻射的情況，由于沒找到相關的算例，只能預估選擇模型，根據看一些輻射算例和相關論壇，總結出要從以下幾個方面去考慮：

（1）光學厚度：可以用光學厚度（optical thickness）作為選擇輻射模型的一個指標，看到一些論壇上關于光學厚度選模型的文章，由于我的模型的介質是空氣，而空氣的光學厚度相對其他介質比較小，所以選用P-1 模型或DO 模型，DO 模型的計算范圍更大，但是同時計算量也更大，對計算機要求更高。（2）散射：P-

1、Rosseland 和DO 模型均可以計算散射問題，而DTRM 模型則忽略了散射的影響。考慮到本模型初步并不考慮路面上方空氣的散射問題，所以這四種模型中選擇DTRM模型或DO模型，只是還不知道如何在DO模型中消除散射的影響。

（3）局部熱源：在帶有局部熱源的問題中，DO 模型是這種問題最合適的計算方法。如果采用足夠多的射線，也可以用DTRM 模型進行計算。因為本模型初步把太陽考慮為局部熱源，所以選用DO模型。

通過上面的分析，初步決定采用DO 模型來進行計算，但一些算例中指出，由于DO 模型對網格劃分精度的要求比較高，在輻射計算時很難收斂，所以在網格劃分上不能過分精細，由于還沒有建模成功，這也只是一個潛在的問題。第三．太陽加載模型的選用

在最初的建模思想中，主要是想把太陽模擬成一個平面的輻射源，來計算輻射源與路面之間的溫度場，但隨著深入的學習我發現高版本的FLUENT（如fluent6.3）軟件中有太陽計算器，可以直接模擬太陽動態的對路面輻射，所以我找了一個較高版本的FLUENT軟件，如下圖

如圖，在選擇DO模型后，solar load(太陽照射量)下有兩種模式solar ray tracing和do irradiation。因為我選擇的是DO模型，所以考慮后一種模式Do Irradiation。關于太陽加載的算例不多，我只找到一個關于室內通風算例中有用到太陽加載模型，我想隨著模型的逐步成型，在后期的模型建立中一定會用到太陽加載，也可以更真實的模擬現場的環境。第四．壁面邊界條件的輸入

對于壁面的邊界條件也是模型設置的關鍵，設置不當將直接影響到計算的結果，誤差會很大，在求解能量方程時，可以定義的熱力學條件有5 種：（1）固定熱通量。(Heat flux)（2）固定溫度。(Temperature)（3）對流熱交換。(Convection)（4）外部輻射熱交換。(Radiation)（5）外部輻射與對流混合熱交換。(Mixed)

因為輻射和對流的混合熱交換復雜的多，在初步的模型中我打算只考慮輻射熱交換，也就是第四種條件情況，碰到困難的地方是參數該如何來進行設置，共有七個參數需要確定，如設定External Emissivity（外部輻射率），查了相關的資料，測試太陽輻射下對乘客車廂的降溫的ACC系統一般采用0.5左右的輻射率，而其它有些相近的算例有的輻射率卻接近1。在我們自己的模型中，除路面外，其它壁面的輻射率應該考慮為多少，是一個要解決的重要問題，當然還有如熱交換率、自由流溫度、傳熱系數等等參數需要確定，由于沒有相關的算例，只能逐漸的摸索和嘗試。

總結：

在對于FLUENT軟件的學習和認識過程中，基礎知識的重要性凸現出來，也感覺到自己此前想直接應用軟件的想法不是很現實，因為在軟件中有大量的流體力學定理和方程的參數設定，只有真正懂了和了解這些定理和方程，才能靈活應用，所以想學通FLUENT，要掌握流體力學、熱力學和傳熱學等多門課程。但我們課題畢竟是僅僅應用軟件的輻射傳熱部分，我想如果有相關的算例和相關專家的指導應該會事半功倍。

在逐漸的發現問題和解決問題的過程中，我自己的思路也慢慢清晰起來，看到困難同時也看到希望，只要初步的模型建立好，后期的模型擴展和完善將相對容易很多。

第二篇：fluent使用總結（本站推薦）

3.1計算流體力學基礎與FLUENT軟件介紹 3.1.1計算流體力學基礎

計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)是利用數值方法通過計算機求解描述流體運動的數學方程，揭示流體運動的物理規律，研究定常流體運動的空間物理特性和非定常流體運動的時空物理特征的學科[}ss}。其基本思想可以歸納為:把原來在時間域和空間域上連續的物理量的場，如速度場和壓力場，用一系列有限個離散點上的變量值的集合來代替，通過一定的原則和方式建立起關十這些離散點上場變量之間的關系的代數方程組，然后求解代數方程組獲得場變量的近似值[f=}}l

計算流體力學可以看作是在流動基本方程(質量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程)控制下對流動的數值仿真。通過這種數值仿真，可以得到流場內各個位置上的基本物理量(如速度、壓力、溫度和濃度等)的分布以及這些物理量隨時間的變化規律。

還可計算出相關的其它物理量，如旋轉式流體機械的轉矩、水力損失和效率等。此外，與CAD聯合還可進行結構優化設計等。

過去，流體力學的研究主要有實驗研究和理論分析兩種方法。實驗研究主要以實驗為研究手段，得到的結果真實可信，是理論分析和數值計算的基礎，其重要性不容低估。然}fu實驗往往受到模型尺寸、流場擾動和測量精度等的限制，有時可能難以通過實驗的方法得到理想的結果。此外，實驗往往經費投入較大、人力和物力耗費較大及周期較長;理論分析方法通常是利用簡化的流動模型假設，給出所研究問題的解析解或簡化方程。然}fu隨著時代的發展，這些方法已不能很好地滿足復雜非線性流體運動規律的研究。理論分析方法的優點是所得結果具有普遍適用性，各種影響因素清晰可見，是指導試驗研究和驗證新的數值計算方法的理論基礎。但是，它往往要求對計算對象進行抽象和簡化，才有可能得出理論解。}fU對十非線性情況，只有少數流動才能得到解析結果。

計算流體力學方法很好地克服了前面兩種方法的弱點，與傳統的理論分析方法、實驗研究方法一同組成了研究流體流動問題的完整體系。計算流體力學的發展，先后經歷FLUENT軟件介紹

FLUENT軟件是由美國FLUENT公司開發的著名的CFD計算分析軟件，在航空、航天、透平機械、汽車、船舶、機械、化工、石化、計算機、半導體、能源、醫學等領域得到了廣泛的應用。能夠解決流動、傳熱、化學反應、燃燒、多相流、旋渦流動等問題。

FLUENT軟件研究的流動模型包括了定常和非定常流動，層流(包括各種非牛頓流模型)，紊流(包括最先進的紊流模型)，不可壓縮和可壓縮流動，傳熱和化學反應等。FLUENT軟件設計基于“CFD計算機軟件群的概念”，針對每一種流動的物理問題的特點，采用適合于它的數值解法在計算速度、穩定性和精度等各方面達到最佳。不同領域的計算軟件組合起來，成為CFD軟件群，從而高效率地解決各個領域的復雜流動的計算問題，在各軟件之間可以方便地進行數值交換，采用統一的前后處理工具，省去了科研工作者在計算方法、編程、前后處理等方面投入的重復、低效的勞動，而可以將主要精力用十物理問題本身的探索上。

流體有限體積法(Finite Volume Method，簡稱FVM)是目前計算流體動力學領域內應用最普遍的一種對偏微分方程組的離散方法。FLUENT軟件就是采用C語言編寫的基于非結構化網格和有限體積法的通用CFD求解器，它推出了多種優化的物理模型，如定常和非定常流動;層流(包括各種非牛頓流模型);紊流(包括最先進的紊流模型);不可壓縮和可壓縮流動;傳熱;化學反應等。對每一種物理問題的流動特點，有適合它的數值解法，用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇，以期在計算速度、穩定性和精度等方面達到最佳。

在FLUENT 5.0之后的版本中，都采用GAMBIT的專用前處理軟件。GAMBIT軟件是面向CFD的專業前處理器軟件，它包含全面的幾何建模能力，也可以從主流的CAD/CAE軟件導入幾何體和網格，GAMBIT強大的布爾運算能力為建立復雜的幾何模型提供的極大的方便。GAMBIT功能強大的網格劃分工具，可以劃分出包含邊界層等CFD特殊要求的高質量的網格。GAMBIT中專有的網格劃分算法可以保證在較為復雜的幾何區域直接劃分出高質量的六面體網格。GAMBIT中的TGRID方法可以在極其復雜的幾何區域中劃分出與相鄰區域網格連續的完全非結構化的網格，GAMBIT網格劃分方法的選擇完全是智能化的，在選擇一個幾何區域后GAMBIT會自動選擇最合適的網格劃分算法，使網格劃分過程變得極為容易。

通用CFD軟件包，用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術，因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結構化網格和基于解的自適應網格技術及成熟的物理模型，使FLUENT在轉捩與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應用。

FLUENT軟件具有以下特點：

☆ FLUENT軟件采用基于完全非結構化網格的有限體積法，而且具有基于網格節點和網格單元的梯度算法； ☆ 定常/非定常流動模擬，而且新增快速非定常模擬功能；

☆ FLUENT軟件中的動/變形網格技術主要解決邊界運動的問題，用戶只需指定初始網格和運動壁面的邊界條件，余下的網格變化完全由解算器自動生成。網格變形方式有三種：彈簧壓縮式、動態鋪層式以及局部網格重生式。其局部網格重生式是FLUENT所獨有的，而且用途廣泛，可用于非結構網格、變形較大問題以及物體運動規律事先不知道而完全由流動所產生的力所決定的問題；

☆ FLUENT軟件具有強大的網格支持能力，支持界面不連續的網格、混合網格、動/變形網格以及滑動網格等。值得強調的是，FLUENT軟件還擁有多種基于解的網格的自適應、動態自適應技術以及動網格與網格動態自適應相結合的技術；

☆ FLUENT軟件包含三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商用軟件中最多的； ☆ FLUENT軟件包含豐富而先進的物理模型，使得用戶能夠精確地模擬無粘流、層流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型組、k-ε模型組、雷諾應力模型(RSM)組、大渦模擬模型(LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型； ☆ 適用于牛頓流體、非牛頓流體；

☆ 含有強制/自然/混合對流的熱傳導，固體/流體的熱傳導、輻射； ☆ 化學組份的混合/反應；

☆ 自由表面流模型，歐拉多相流模型，混合多相流模型，顆粒相模型，空穴兩相流模型，濕蒸汽模型； ☆ 融化溶化/凝固；蒸發/冷凝相變模型； ☆ 離散相的拉格朗日跟蹤計算；

☆ 非均質滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導，多孔介質模型（考慮多孔介質壓力突變）； ☆ 風扇，散熱器，以熱交換器為對象的集中參數模型； ☆ 慣性或非慣性坐標系，復數基準坐標系及滑移網格； ☆ 動靜翼相互作用模型化后的接續界面；

☆ 基于精細流場解算的預測流體噪聲的聲學模型； ☆ 質量、動量、熱、化學組份的體積源項； ☆ 豐富的物性參數的數據庫；

☆ 磁流體模塊主要模擬電磁場和導電流體之間的相互作用問題；

☆ 連續纖維模塊主要模擬纖維和氣體流動之間的動量、質量以及熱的交換問題；

☆ 高效率的并行計算功能，提供多種自動/手動分區算法；內置MPI并行機制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有動態負載平衡功能，確保全局高效并行計算；

☆ FLUENT軟件提供了友好的用戶界面，并為用戶提供了二次開發接口（UDF）； ☆ FLUENT軟件采用C/C++語言編寫，從而大大提高了對計算機內存的利用率。

1.Fh lent 軟件的結構組成()1 前 處 理 器 :9幽bit 科u en t軟 件包的前處理器是galllbit，galnbit具有前處 理器建模及網格劃分的功能，是進行數值模擬計算前處理器 的首選。但是，gambit適合于簡單模型的建立，對于復雜模 型，可以采用Pr‘ug等軟件進行建模，復雜模型建模完成 后，可以導入ganlbit軟件再進行網1各劃分。網格劃分完成 后保存dbs文件和愉出msh文件。

前處 理 階 段需耍用戶進行如下操作: 定義 計 算 域、繪制簡化物理模型 對計 算 域 進行網格劃分

定義 域 邊 界單元的邊界條件 定義 流 體 的屬性參數(2)求 解 器 : nuent

FLUENT簡介

fluent是用于計算流體流動和傳熱問題的程序。它提供的非結構網格生成程序，對相對復雜的幾何結構網格生成非常有效。可以生成的網格包括二維的三角形和四邊形網格；三維的四面體 和六面體及混合網格。fluent很能夠根據計算的結果調整網格，這種網格自適應能力對于精確求解 有較大梯度的流場有很實際的作用。由于網格自適應和調整只是在需要加密的流動區域里實施，而非整個流場，因此可以節約計算時間。

一、程序的結構

fluent程序軟件包由以下幾個部分組成：

（1）GAMBIT—用于建立幾何結構和網格的生成。

（2）FLUENT—用于進行流體模擬計算的求解器。

（3）prePDF—用于模擬PDF燃燒過程。

（4）TGrid—用于從現有的邊界網格生成體網格。

（5）Filter（Translator）—轉換其他程序生成的網格，用于FLUENT計算。

利用FLUENT軟件進行流體的流動和傳熱計算的模擬計算的流程一般是，首先利用GAMBIT進行流動區 域幾何形狀的構建、定義邊界類型和生成網格，然后將GAMBIT中的網格文件輸出用于FLUENT求解器計算的格式，在FLUENT 中讀取所輸出的文件并設置條件對流動區域進行求解計算，最后對計算的結果進行后處理。

二、FLUENT 程序可以求解的問題

FLUENT 可以求解計算二維和三維問題，在計算過程中，網格可以自適應調整。fluent軟件的應用范圍非常廣泛，主要范圍如下：

(1)用非結構自適應網格模擬2D或者3D流場，它所使用的非結構網格主要有三角形/五邊形、四邊形/五邊形，或者混合網格，其中混合網格有棱柱形和金字塔形。（一致網格和懸掛節點網格都可以）

(2)不可壓或可壓流動

(3)定常狀態或者過渡分析

(4)無粘，層流和湍流

(5)牛頓流或者非牛頓流

(6)對流熱傳導，包括自然對流和強迫對流

(7)耦合熱傳導和對流

(8)輻射熱傳導模型

(9)慣性（靜止）坐標系非慣性（旋轉）坐標系模型

(10)多重運動參考框架，包括滑動網格界面和rotor/stator interaction modeling的混合界面

(11)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

(12)熱，質量，動量，湍流和化學組分的控制體源

(13)粒子，液滴和氣泡的離散相的拉格朗日軌跡的計算，包括了和連續相的耦合(14)多孔流動

(15)一維風扇/熱交換模型

(16)兩相流，包括氣穴現象

(17)復雜外形的自由表面流動

三、FLUENT程序求解問題的步驟

利用FLUENT求解問題的步驟如下：

(1)確定幾何形狀生成計算網格（用GAMBIT，也可以讀取其他指定程序生成的網格）。

(2)輸入并檢查網格。

(3)選擇求解器（2D或3D）

(4)選擇求解的方程（層流或是湍流、化學組分或化學反應、傳熱模型等），確定其他需要的模型

(5)確定流體的材料的物性

(6)確定邊界的類型及其邊界條件（前者在GAMBIT中確定，但在FLUENT中可以修改，后者在FLUENT中實現）

(7)條件計算的控制參數

(8)流場的初始化

(9)求解計算

(10)判斷收斂

(11)保存結果并進行后處理

四、關于FLUENT求解器的說明

在打開后會出現如下對話框，對話框中各個項代表的意義是表示求解器的精度。

(1)FLUNT2D—表示二維單精度求解器;

(2)FLUENT3D—表示三維單精度求解器；

(3)FLUENT2ddp—表示二維雙精度求解器；(4)FLUENT3ddp—表示三維雙精度求解器。

五、FLUENT求解方法的選擇

FLUENT中所涉及的求解方法有非耦合求解（segregated）、耦合隱式求解（coupled implicit）和耦合顯示求解(coupled explicit)。

非耦合求解方法主要用于不可壓縮或低馬赫數壓縮性流體的流動.耦合求解方法則可以用在高速可壓縮流體。fluent默認設置為非耦合求解，但對于高速可壓 流動，或需要考慮體積力的流動，求解問題時網格要比較密，建議采用耦合隱式求解方法求解能量和動量方程，可較快地得到收斂解。缺點是需求的內存比較大，大 約是非耦合求解迭代時間的1.5-2.0倍。如果必須要耦合求解，但是機器的內存不夠的條件下，可以考慮用耦合顯示解法器求解問題。該解法也耦合了動量、能量及組分方程，但是內存卻比隱式求解方法小。缺點是收斂的時間比較長。

而且fluent5.5以前的版本（包括5。5），其物理模型，（比如粘性流體的幾個模型)都是預先設定的，所以，對于那些做探索性或者檢驗新方法而進行的模擬，就不適合用。

同時gambit做網格，對于粘性流體，特別是計算湍流尺度，或者做熱流計算來說其網格精度一般是不可能滿足 的，除非是很小的計算區域。所以，用fluent做的比較復雜一點的流場（除了經典的幾個基本流場）其計算所得熱流，湍流，以及用雷諾應力模擬的粘性都不 可能是準確的，這在物理上和計算方法已經給fluent判了死刑，有時候看到很多這樣討論的文章，覺得大家應該從物理和力學的本質上考慮問題。

但是，fluent往往能計算出量級差不多的結果，曾經做了一個復雜的飛行器熱流計算，高超音速流場，得到的 壁面熱流，居然在量級上是吻合的，但是，從計算熱流需要的壁面網格精度來判斷，gambit所做的網格比起壁面網格所滿足的尺寸的要大了至少2個數量級，到現在還不明白fluent是怎么搞的。

綜上，如果對付老板的一些工程項目，可以用fluent對付過去，但是如果真的做論文，或者需要發表文章，除非是做一些技術性工作，比如優化計算一般用fluent是不適合的。

fluent做力的計算是很不錯的，做流場結構的計算，即使得出一些渦，也不是流場本身性質的反應，做低 速流場計算，fluent的優勢在于收斂速度快，但是低速流場計算，其大多數的著眼點在于對流場結構的探索，所以計算得到的結果就要好好斟酌一下了，高速 流場的模擬中，一般著眼點在于氣動力的結果，壓力分布以及激波的捕捉，這些fluent做的很不錯。

對于運用fluent來求解問題，首先要對本身求解的物理模型有充分的了解，只有在這個基礎上，才能夠選擇出正確的，計算模型以及相應的邊界條件。

對于fluent計算的方法，確實是采用的有限體積法，不過對基于非結構網格的5.X，覺得其采用的應該 是同位網格而不是交錯網格，因為非結構網格情況下，交錯網格的方法處理起來比同位網格方法要復雜很多。一般見到的非結構網格下FVM（有限體積法）多半還 是采用的同位網格而非交錯網格，這個問題還可以進一步探討。對于非結構網格而言，目前能夠做到的離散精度也只能是二階精度了，再高精度目前還沒法做到，或 者說還沒有做到很實用。

對于gambit做網格，確實不是十分的理想，不過這個也不能怪罪gambit，因為非結構網格的生成方法，本 身

在理論上就有一些瑕疵（姑且這樣說吧，不能說是錯誤，呵呵）所以對于一些十分復雜，而且特殊的流場，可能最終生成的網格會很不理想，這個時候多半需要采 取一些其它的迂回的方法，例如將復雜區域分區，分成一些簡單的區域，然后在簡單區域里面生成網格，最后再組合，而不是將整個復雜區域教給gambit讓其 一次生成網格。有時在軟件做不到的地方，就需要人想法補上了。

對于壁面網格的問題，gambit中提供了生成邊界層網格的方法，恩，不知道是否這個功能也同樣不能滿足所需。gambit中邊界層網格只是在壁面法向進行特別的處理。對于壁面切向方向則是和邊界層外網格尺度相當的。

對于fluent的適用范圍，本身fluent是一個比較成熟的商業軟 件，換句話說，其適用的數值方法，多半也是目前相對比較成熟的方法之一。因此用fluent來做工程項目確實是很適合的，因為它相對效率較高，而且實際上 fluent中有一些對特殊問題的簡化處理其目的也是直接針對工程運用的。因此如果是完全的基于fluent做流場分析，然后做論文，這樣是不行的。需要 強調的是，fluent僅僅是一種CFD的工具，一個相對好用的工具。

對于fluent做高速可壓流動問題，由于有限體積法本身對于求解有間斷（激波）的流動問題就存在一定的誤差的，有限體積法實際上應該更加的適合于不可壓流動問題，因為這個方法本身 的特點就保證了通量的守恒，對于不可壓流動，那就是保證了整個流場的質量守恒。對于算激波的問題似乎還是得要實用一些高精度格式，例如 NND，TVD，時空守恒格式等。順便問stipulation一個問題，在算鈍頭體（導彈）小攻角來流夸音速流動問題時，在計算中是否有激波的振蕩現

對于旋轉機械的流動問題，fluent中提供了幾種方法，一種是就是很簡單用坐標變換的概念化旋轉為靜止，然后 添加一個慣性力。一種是所謂的多參考坐標系方法，還有就是混合面方法，最后是滑移網格方法。第一種方法自不用說，理論上是精確的，后面三鐘方法中，fluent中以滑移網格方法計算的準確度最好，前面兩種方法都有很強的工程背景并且是在此基礎上簡化而來的。但這些方法的運用都有一些前提條件。

fluent公司還有另外的一個工具，MixSim是針對攪拌混合問題的專用CFD軟件內置了專用前處理器，可迅速建立攪拌器和混合器的網格及計算模型。

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解決問題的步驟

確定所解決問題的特征之后，你需要以下幾個基本的步驟來解決問題： 1．創建網格.2．運行合適的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。3．輸入網格 4．檢查網格 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，多孔介質等。8．.指定材料物理性質 8．指定邊界條件 9．調節解的控制參數 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，細化網格，改變數值和物理模型。

想起CFD，人們總會想起FLUENT，豐富的物理模型使其應用廣泛，從機翼空氣流動到熔爐燃燒，從鼓泡塔到玻璃制造，從血液流動到半導體生產，從潔凈室到污水處理工廠的設計，另外軟件強大的模擬能力還擴展了在旋轉機械，氣動噪聲，內燃機和多相流系統等領域的應用。今天，全球數以千計的公司得益于FLUENT的這一工程設計與分析軟件，它在多物理場方面的模擬能力使其應用范圍非常廣泛，是目前功能最全的CFD軟件。

FLUENT因其用戶界面友好，算法健壯，新用戶容易上手等優點一直在用戶中有著良好的口碑。長期以來，功能強大的模塊，易用性和專業的技術支持所有這些因素使得FLUENT受到企業的青睞。

網格技術，數值技術，并行計算

計算網格是任何CFD計算的核心，它通常把計算域劃分為幾千甚至幾百萬個單元，在單元上計算并存儲求解變量，FLUENT使用非結構化網格技術，這就意味著可以有各種各樣的網格單元：二維的四邊形和三角形單元，三維的四面體核心單元、六面體核心單元、棱柱和多面體單元。這些網格可以使用FLUENT的前處理軟件GAMBIT自動生成，也可以選擇在ICEM CFD工具中生成。

在目前的CFD市場，FLUENT以其在非結構網格的基礎上提供豐富物理模型而著稱，久經考驗的數值算法和魯棒性極好的求解器保證了計算結果的精度，新的NITA算法大大減少了求解瞬態問題的所需時間，成熟的并行計算能力適用于NT，Linux或Unix平臺，而且既適用單機的多處理器又適用網絡聯接的多臺機器。動態加載平衡功能自動監測并分析并行性能，通過調整各處理器間的網格分配平衡各CPU的計算負載。

湍流和噪聲模型

FLUENT的湍流模型一直處于商業CFD軟件的前沿，它提供的豐富的湍流模型中有經常使用到的湍流模型、針對強旋流和各相異性流的雷諾應力模型等，隨著計算機能力的顯著提高，FLUENT已經將大渦模擬（LES）納入其標準模塊，并且開發了更加高效的分離渦模型（DES），FLUENT提供的壁面函數和加強壁面處理的方法可以很好地處理壁面附近的流動問題。

氣動聲學在很多工業領域中倍受關注，模擬起來卻相當困難，如今，使用FLUENT可以有多種方法計算由非穩態壓力脈動引起的噪音，瞬態大渦模擬（LES）預測的表面壓力可以使用FLUENT內嵌的快速傅立葉變換（FFT）工具轉換成頻譜。Fflow-Williams&Hawkings聲學模型可以用于模擬從非流線型實體到旋轉風機葉片等各式各樣的噪聲源的傳播，寬帶噪聲源模型允許在穩態結果的基礎上進行模擬，這是一個快速評估設計是否需要改進的非常實用的工具。

動態和移動網格

內燃機、閥門、彈體投放和火箭發射都是包含有運動部件的例子，FLUENT提供的動網格模型滿足這些具有挑戰性的應用需求。它提供幾種網格重構方案，根據需要用于同一模型中的不同運動部件，僅需要定義初始網格和邊界運動。動網格與FLUENT提供的其他模型如霧化模型、燃燒模型、多相流模型、自由表面預測模型和可壓縮流模型相兼容。攪拌槽、泵、渦輪機械中的周期性運動可以使用FLUENT中的動網格模型（moving mesh）進行模擬，滑移網格和多參考坐標系模型被證實非常可靠，并和其他相關模型如LES模型、化學反應模型和多相流等有很好的兼容性。

傳熱、相變、輻射模型

許多流體流動伴隨傳熱現象，FLUENT提供一系列應用廣泛的對流、熱傳導及輻射模型。對于熱輻射，P1和Rossland模型適用于介質光學厚度較大的環境，基于角系數的surface to surface模型適用于介質不參與輻射的情況，DO模型（Discrete ordinates）適用于包括玻璃的任何介質。DTRM模型（Discrete ray tracing module）也同樣適用。太陽輻射模型使用光線追蹤算法，包含了一個光照計算器，它允許光照和陰影面積的可視化，這使得氣候控制的模擬更加有意義。

其他與傳熱緊密相關的汽蝕模型、可壓縮流體模型、熱交換器模型、殼導熱模型、真實氣體模型、和濕蒸汽模型。相變模型可以追蹤分析流體的融化和凝固。離散相模型（DPM）可用于液滴和濕粒子的蒸發及煤的液化。易懂的附加源項和完備的熱邊界條件使得FLUENT的傳熱模型成為滿足各種模擬需要的成熟可靠的工具。化學反應模型

化學反應模型，尤其是湍流狀態下的化學反應模型在FLUENT軟件中自其誕生以來一直占著很重要的地位，多年來，FLUENT強大的化學反應模擬能力幫助工程師完成了對各種復雜燃燒過程的模擬。渦耗散概念、PDF轉換以及有限速率化學模型已經加入到FLUENT的主要模型中 ：渦耗散模型、均衡混合顆粒模型，小火焰模型以及模擬大量氣體燃燒，煤燃燒、液體燃料燃燒的預混合模型。預測NOx生成的模型也被廣泛的應用與定制。

許多工業應用中涉及發生在固體表面的化學反應，FLUENT表面反應模型可以用來分析氣體和表面組分之間的化學反應及不同表面組分之間的化學反應，以確保表面沉積和蝕刻現象被準確預測。對催化轉化、氣體重整、污染物控制裝置及半導體制造等的模擬都受益于這一技術。

FLUENT的化學反應模型可以和大渦模擬（DES）及分離渦（DES）湍流模型聯合使用，這些非穩態湍流模型耦合到化學反應模型中，才有可能預測火焰穩定性及燃盡特性。多相流模型

多相流混合物廣泛應用于工業中，FLUENT軟件是在多相流建模方面的領導者，其豐富的模擬能力可以幫助工程師洞察設備內那些難以探測的現象，Eulerian多相流模型通過分

別求解各相的流動方程的方法分析相互滲透的各種流體或各相流體，對于顆粒相流體采用特殊的物理模型進行模擬。很多情況下，占用資源較少的的混合模型也用來模擬顆粒相與非顆粒相的混合。FLUENT可用來模擬三相混合流（液、顆粒、氣），如泥漿氣泡柱和噴淋床的模擬。可以模擬相間傳熱和相間傳質的流動，使得對均相及非均相的模擬成為可能。

FLUENT標準模塊中還包括許多其他的多相流模型，對于其他的一些多相流流動，如噴霧干燥器、煤粉高爐、液體燃料噴霧，可以使用離散相模型（DPM）。射入的粒子，泡沫及液滴與背景流之間進行發生熱、質量及動量的交換。

VOF模型（Volume of Fluid）可以用于對界面的預測比較感興趣的自由表面流動，如海浪。汽蝕模型已被證實可以很好的應用到水翼艇、泵及燃料噴霧器的模擬。沸騰現象可以很容易地通過用戶自定義函數實現。前處理和后處理

FLUENT提供專門的工具用來生成幾何模型及網格創建。GAMBIT允許用戶使用基本的幾何構建工具創建幾何，它也可用來導入CAD文件，然后修正幾何以便于CFD分析，為了方便靈活的生成網格，FLUENT還提供了TGrid，這是一種采用最新技術的體網格生成工具。這兩款軟件都具有自動劃分網格及通過邊界層技術、非均勻網格尺寸函數及六面體為核心的網格技術快速生成混合網格的功能。對于渦輪機械，可以使用G/Turbo，熟悉的術語及參數化的模板可以幫助用戶快速的完成幾何的創建及網格的劃分。

FLUENT的后處理可以生成有實際意義的圖片、動畫、報告，這使得CFD的結果非常容易地被轉換成工程師和其他人員可以理解的圖形，表面渲染、跡線追蹤僅是該工具的幾個特征卻使FLUENT的后處理功能獨樹一幟。FLUENT的數據結果還可以導入到第三方的圖形處理軟件或者CAE軟件進行進一步的分析。定制工具

用戶自定義函數在用戶定制FLUENT時很受歡迎。功能強大的資料庫和大量的指南提供了全方位的技術支持。FLUENT的全球咨詢網絡可以提供或幫助創建任何類型裝備設施的平臺，比如旋風分離器、汽車HVAC系統和熔爐。另外，一些附加應用模塊，比如質子交換膜（PEM）、固體氧化物燃料電池、磁流體、連續光纖拉制等模塊已經投入使用。

FLUENT自豪的是能持續滿足廣大行業客戶的應用需求。客戶能夠得到業內最有經驗的流體工程師的技術支持，以他們豐富的專業技能作為依靠。聯系您當地的FLUENT分支機構，看看FLUENT能為您的工程項目提供何種幫助吧。

第三篇：fluent學習心得

1.分離式求解器和耦合式求解器：都適用于從不可壓到高速可壓的很大范圍的流動，總得來說，計算高速可壓時，耦合式求解器更有優勢；分離式求解器中有幾個模型耦合式求解器中沒有，如VOF，多項混合模型等。

2.對于絕大多數問題，選擇1st-Order Implicit就已經足夠了。精度要求高時，選擇2st-Order Implicit.而Explicit選項只對耦合顯式求解器有效。

3.壓力都是相對壓力值，相對于參考壓力而言。對于不可壓流動，若邊界條件中不包含有壓力邊界條件時，用戶應設置一個參考壓力位置。計算時，fluent強制這一點的相對壓力值為0.4.選擇什么樣的求解器后，再選擇什么樣的計算模型，即通知fluent是否考慮傳熱，流動是無粘、層流還是湍流，是否多相流，是否包含相變等。默認情況，fluent只進行流場求解，不求解能量方程。

5.多相流模型：其中vof模型通過單獨的動量方程和處理穿過區域的每一流體的容積比來模擬兩種或三種不能混合的流體。

6.能量方程：選中表示計算過程中要考慮熱交換。對于一般流動，如水利工程及水力機械流場分析，可不考慮傳熱；氣流模擬時，往往要考慮。默認狀態下，fluent在能量方程中忽略粘性生成熱，而耦合式求解器包含有粘性生成熱。

7.粘性模型：inviscid無粘計算；Laminar模型，層流模型；k-epsilon（2 eqn）模型，目前常用模型。

8.材料定義：比較簡單 9.邊界條件：見P210-211 10.給定湍流參數：在計算區域的進口、出口及遠場邊界，需給定輸運的湍流參數。Turbulence specification Method項目，意為讓用戶指定使用哪種模型來輸入湍流參數。用戶可任選其一，然后按公式計算選定的湍流參數，并作為輸入。湍流強度，湍動能k，湍動耗散率e。11.常用的邊界條件： 壓力進口：適用于可壓和不可壓流動，用于進口的壓力一直但流量或速度未知的情況。Fluent中各種壓力都是相對壓力值。

速度入口：用于不可壓流，如果用于可壓流可能導致非物理結果。質量進口：規定進口的質量。

壓力出口：需要在出口邊界處設置靜壓。靜壓只用于亞音速流動。在fluent求解時，當壓力出口邊界上流動反向時，就是用這組回流條件。出口回流有三種方式：垂直與邊界，給定方向矢量，來自相鄰單元。出流：用于模擬求解前流速和壓力未知的出口邊界。適用于出流面上的流動情況由區域內外推得到，且對上游沒影響。不用于可壓流動，也不能與壓力進口邊界條件一起是用。壓力遠場：只適用于可壓氣體流動，氣體的密度通過理想氣體定律來計算。

12.設置求解控制參數：為了更好的控制求解過程，需要在求解器中進行某些設置，內容包括選擇離散格式、設置欠松弛因子、初始化場變量及激活監視變量等。

Fluent允許用戶對流項選擇不同的離散格式。默認情況下，當是用分離式求解器時，所有方程中的對流相一階迎風格式離散；耦合式求解時，二階精度格式，其他仍一階。對于2D三角形和3D四面體網格，注意要是用二階精度格式。一般，一階容易收斂，精度差。

欠松弛因子：為了加速收斂，在迭代10次左右后，檢查殘差是增加還是減小，若增大，則減小欠松弛因子的值；反之，增大它。

Pressure-velocity coupling：包含壓力速度耦合方式的列表。該項只在分離式求解器中出現。可選SIMPLE、SIMPLEC、PISO。多數選擇simplec，piso算法主要用于瞬態問題的模擬，特別是希望使用大的時間步長的情況。

Courant Number；設置網格的Courant數，用于控制耦合求解時的時間步長。對于耦合顯示求解器，該數值不要過大，一般<2。隱式求解器，可取較大值，一般取5，有時20，甚至100，也可收斂。

13.設置監視參數，一般殘差監視。

14.初始化流場的解：向fluent提供流場的解的初始猜測值。15.流暢迭代計算，穩態問題求解和非穩態問題求解。

第四篇：Fluent 學習心得

Fluent 學習心得

僅僅就我接觸過得談談對fluent的認識，并說說哪些用戶適合用，哪些不適合fluent對我來說最麻煩的不在里面的設置，因為我本身解決的就是高速流動可壓縮N-S方程，而且本人也是學力學的，諸如邊界條件設置等概念還是非常清楚的 同時我接觸的流場模擬，都不會有很特別的介質，所以設置起來很簡單。

對我來說，頗費周折的是gambit做圖和生成網格，并不是我不會，而是gambit對作圖要求的條件很苛刻，也就是說，稍有不甚，就前功盡棄，當然對于計算流場很簡單的用戶，這不是問題。有時候好幾天生成不了的圖形，突然就搞定了，逐漸我也總結了一點經驗，就是要注意一些小的拐角地方的圖形，有時候做布爾運算 在圖形吻合的地方，容易產生一些小的面最終將導致無法在此生成網格，fluent里面的計算方法是有限體積法，而且我覺得它在計算過程中為了加快收斂速度，采取了交錯網格，這樣，計算精度就不會很高。同時由于非結構網格，肯定會導致計算精度的下降，所以我一貫來認為在fluent里面選取復雜的粘性模型和高精度的格式沒有任何意義，除非你的網格做的非常好。

而且fluent5.5以前的版本（包括5。5），其物理模型，（比如粘性流體的幾個模型)都是預先設定的，所以，對于那些做探索性或者檢驗新方法而進行的模擬，就不適合用。

同時gambit做網格，對于粘性流體，特別是計算湍流尺度，或者做熱流計算來說其網格精度一般是不可能滿足的，除非是很小的計算區域。所以，用fluent做的比較復雜一點的流場（除了經典的幾個基本流場）其計算所得熱流，湍流，以及用雷諾應力模擬的粘性都不可能是準確的，這在物理上和計算方法已經給fluent判了死刑，有時候看到很多這樣討論的文章，覺得大家應該從物理和力學的本質上考慮問題。

但是，fluent往往能計算出量級差不多的結果，我曾經做了一個復雜的飛行器熱流計算，高超音速流場，得到的壁面熱流，居然在量級上是吻合的，但是，從計算熱流需要的壁面網格精度來判斷，gambit所做的網格比起壁面網格所滿足的尺寸的要大了至少2個數量級，我到現在還不明白fluent是怎么搞的。

綜上，我覺得，如果對付老板的一些工程項目，可以用fluent對付過去，但是如果真的做論文，或者需要發表文章，除非是做一些技術性工作，比如優化計算一般用fluent是不適合的。我感覺fluent做力的計算是很不錯的，做流場結構的計算，即使得出一些渦，也不是流場本身性質的反應，做低速流場計算，fluent的優勢在于收斂速度快，但是低速流場計算，其大多數的著眼點在于對流場結構的探索，所以計算得到的結果就要好好斟酌一下了，高速流場的模擬中，一般著眼點在于氣動力的結果，壓力分布以及激波的捕捉，這些fluent做的很不錯。對于多相流，旋轉機械我沒有做過，就不好隨便說了希望做過其他方面工作的大俠也總結一下。

對于運用fluent來求解問題，首先要對本身求解的物理模型有充分的了解，只有在這個基礎上，才能夠選擇出正確的，計算模型以及相應的邊界條件。

對于fluent計算的方法，確實是采用的有限體積法，不過對基于非結構網格的5.X，我個人覺得其采用的應該是同位網格而不是交錯網格，因為非結構網格情況下，交錯網格的方法處理起來比同位網格方法要復雜很多。一般見到的非結構網格下FVM（有限體積法）多半還是采用的同位網格而非交錯網格，這個問題還可以進一步探討。對于非結構網格而言，目前能夠做到的離散精度也只能是二階精度了，再高精度目前還沒法做到，或者說還沒有做到很實用。

對于gambit做網格，確實不是十分的理想，不過這個也不能怪罪gambit，因為非結構網格的生成方法，本身在理論上就有一些瑕疵（姑且這樣說吧，不能說是錯誤，呵呵）所以對于一些十分復雜，而且特殊的流場，可能最終生成的網格會很不理想，這個時候多半需要采取一些其它的迂回的方法，例如將復雜區域分區，分成一些簡單的區域，然后在簡單區域里面生成網格，最后再組合，而不是將整個復雜區域教給gambit讓其一次生成網格。有時在軟件做不到的地方，就需要人想法補上了。

對于壁面網格的問題，gambit中提供了生成邊界層網格的方法，恩，不知道是否這個功能也同樣不能滿足所需。gambit中邊界層網格只是在壁面法向進行特別的處理。對于壁面切向方向則是和邊界層外網格尺度相當的。

對于fluent的適用范圍，我很同意stipulation的說法，本身fluent是一個比較成熟的商業軟件，換句話說，其適用的數值方法，多半也是目前相對比較成熟的方法之一。因此用fluent來做工程項目確實是很適合的，因為它相對效率較高，而且實際上fluent中有一些對特殊問題的簡化處理其目的也是直接針對工程運用的。因此如果是完全的基于fluent做流場分析，然后做論文，這樣是不行的。需要強調的是，fluent僅僅是一種CFD的工具，一個相對好用的工具。

對于fluent做高速可壓流動問題，我做的不多，不知道stipulation兄對fluent評價怎樣，我個人覺得，由于有限體積法本身對于求解有間斷（激波）的流動問題就存在一定的誤差的，有限體積法實際上應該更加的適合于不可壓流動問題，因為這個方法本身的特點就保證了通量的守恒，對于不可壓流動，那就是保證了整個流場的質量守恒。就我個人觀點而言，對于算激波的問題似乎還是得要實用一些高精度格式，例如{BANNED}，TVD，時空守恒格式等。順便問stipulation一個問題，在算鈍頭體（導彈）小攻角來流夸音速流動問題時，在計算中是否有激波的振蕩現象？（這個好像說有人做出實驗了，我們這邊有人在計算，可是死活算不出來振蕩，他用的是StarCD了）

對于兩相流和旋轉機械，我插上兩句。兩相或者多項流動中，fluent也提供了幾種可用的方法，例如VOF方法、Cavitation方法、Algebraic slip方法，我對VOF和Cavitation的原理了解稍微多一些，VOF方法稱為體積函數法，以兩相流動為例，VOF中定義一個基相，兩相之間相互是不發生互融等反應的，通過計算每一個時間步下，各個網格單元中的體積函數，從而確定該網格中另外一項的比例，然后通過界面重構或者一些其它的方法來確定此單元網格中兩相交界面的位置，從這個意義上說，VOF是屬于界面跟蹤方法。Cavitation方法則不是這樣，此方法不能用

來明確的區分兩相的界面等，但是可以用來計算某一的區域內所含的氣泡的一個體積密度。對于旋轉機械的流動問題，fluent中提供了幾種方法，一種是就是很簡單用坐標變換的概念化旋轉為靜止，然后添加一個慣性力。一種是所謂的多參考坐標系方法，還有就是混合面方法，最后是滑移網格方法。第一種方法自不用說，理論上是精確的，后面三鐘方法中，fluent中以滑移網格方法計算的準確度最好，前面兩種方法都有很強的工程背景并且是在此基礎上簡化而來的。但這些方法的運用都有一些前提條件。

fluent公司還有另外的一個工具，MixSim是針對攪拌混合問題的專用CFD軟件內置了專用前處理器，可迅速建立攪拌器和混合器的網格及計算模型。: 有沒有用它做旋轉機械內部流動的？

同時其實是給商用CFD軟件與科研用CFD之間的關系提出了很好的思考問題。其實就我所知道的搞CFD應用研究的人而言，他們很希望在現有的已經成熟的CFD技術基礎上做一些改進，使之滿足自己研究問題的需要。為此他們不希望整個程序從頭到尾都是自己編，比如N-S方程的求解，其實都是比較固定的。因此很多人都希望商用軟件有個很好的接口能讓用戶自己加入模塊，但是這一點

其實真是很難做到，而且到底做到用戶能交互的什么程度也很難把握。據握所知，有搞湍流模型研究的人用PHOENICS實現自己的模型，而邊界處理以及數值方法等還是原方程的，據說star－CD也是商用軟件中提供給用戶自主性比較好的，fluent這方面到底如何就不得而知了，看stipulation所說的似乎也還是有限。因此，我覺得現在還是存在這樣的問題：既不能依*商用CFD軟件搞研究，但也希望不用反復重復一些繁雜的、沒有創造性的工作。我現在就是用fluent來計算旋轉機械的內流場，那就說說旋轉機械的流動問題吧。fluent中有幾種處理旋轉機械流動問題的模型，分別為旋轉坐標系模型(Rotating Reference Frame)，多參考坐標系模型(MRF)，混和平面模型(Mixing Plane)，滑移網格模型(Sliding Mesh)。其中，旋轉坐標系模型僅適用于不考慮定子影響的流場，其思想就是在視轉子為靜止的旋轉坐標系里進行定常計算，計算中考慮慣性力的影響；多參考坐標系模型(MRF)就是在前一模型的基礎上考慮了定子對流場的影響，將流場按不同旋轉速度劃分成幾個流動區域，每個區域里用旋轉坐標系進行定常計算，在這些流動區域的交界面上強制流動速度的連續；混和平面模型是另一種用定常方法計算定子與轉子相互影響下的流場的模型，它在不同流動區域之間的交界面上進行了一定的周向平均，消除了流動本身的非定常性，這種模型要優于MRF模型；滑移網格模型是采用滑移網格技術來進行流場的非定常計算的模型，用它計算的流場最接近于實際的流動，但這種模型需要耗費巨大的機器資源和時間。

關于對商用CFD軟件的看法，我比較贊同zzbb的看法，我們可以利用它里面成熟的計算方法，附加上自己提出的一些模型，這樣研究問題，可以省很多的精力和時間，對于CFD的發展也是很有好處的。現在的商用軟件提供的接口比較少，軟件封裝的比較死，這樣不利于做科學研究，如果可以像linux的發展模式那樣發展CFD，大家公開成熟的CFD代碼，然后可以通過自由的研究，添加新的功能，相信CFD發展的會更快，不過如果這樣，那商用CFD軟件就不好賺錢了

至于商用軟件開發源代碼的問題，實在是不大可能。由于CFD應用很多領域，特別是還與核、航空、汽車等一些非常重要的工程領域相關，一般來說都屬于高科技技術，鬼子是不會輕易公開的。比如phoenics早在80年代初就開發完成并應用于工程，但是當時西方就是對■■■國家封閉，禁運，直到1991年（1993？）才有1.x的版本正式到中國。所以這也是我想說的目前存在的矛盾。

那么請問一下fluent所提供的用戶接口主要可以做些什么方面的工作呢？

: 加入自己的模型當然是廣義的，其實很多東西都可以稱作模型。CFD里最經典的算是湍流模型了吧。比如需要修改系數或增加項，對渦粘系數重新計算，就是這種情況。此外還有邊界條件的修改等問題。算法也可以算。但這些并不一定是商用軟件都能提供的。

對于運用fluent來求解問題，首先要對本身求解的物理模型有充分的了解，只有在這個基礎上，才能夠選擇出正確的，計算模型以及相應的邊界條件。對于fluent計算的方法，確實是采用的有限體積法，不過對基于非結構網格的5.X，我個人覺得其采用的應該是同位網格而不是交錯網格，因為非結構網格情況下，交錯網格的方法處理起來比同位網格方法要復雜很多。一般見到的非結構網格下FVM（有限體積法）多半還是采用的同位網格而非交錯網格，這個問題還可以進一步探討。對于非結構網格而言，目前能夠做到的離散精度也只能是二階精度了，再高精度目前還沒法做到，或者說還沒有做到很實用。

fluent由于其商用性，它的思想就是自己做的很通用，而很少給用戶接口，特別在一些核心問題上我們實驗室如果真的做論文，就用一個fortran的大程序，是一個博士編的專門求解對稱的可壓縮n-s方程的看懂了，做一個網格，改改邊界條件就能算了，如果需要做相應改動，可以直接該源程序一般，作為研究，重點在研究的物理性質，計算方法，流場結構等所以，不會象做項目那樣，物理問題很簡單，但是條件，邊界很復雜，因此，做研究的程序，一般都在內部的計算方法，物理模型上下功夫而做項目，一般對方關心的是一個結果，而不是具體流場的結構性質。所以，用fluent是非常方便的，比如模擬高速可壓縮流場n－s方程和歐拉方程模擬的力，力矩的結果，幾乎沒有差別

第五篇：fluent個人學習經驗與技巧

專業詞匯：

Fluxes： 流出, 變遷，使出血;使熔化

Iterate：迭代

vector：向量，矢量 Coefficient：

系數

lift：

升力

drag：

阻力

positive： 正面 Negative： 負面

specification： 定義

turbulence： 瑞流

intensity：強度 Hydraulic diameter： 水利直徑

學習經驗： reset：清除所有東西

reset mesh：清除網格保留幾何體 2 一定要記得保存dbs文件 jounal文件是可以執行的，相當于一個回放文件。鼠標鍵使用

left：

旋轉

middle：

平移

right：

縮放

Shift+

：

選擇

：

切換到下一個

：

確認接收 Ctrl+

：

開窗放大

：

把窗口延伸放大

按住鼠標右鍵想上是縮放，向下時放大

“Ctrl-right-click” 按下Ctrl鍵然后用鼠標右鍵點擊生成頂點的節點 5 檢查幾何體 ：

橘黃色

：

一條線和一個面相關

一般有問題

藍

色

：

一條線和二個面相關

粉紅色

：

一條線和三個面相關 6gambit中的圖標還可以點擊鼠標右鍵來選擇相關選項 虛面的每一個點都是缺省投影到實面上去，所以可以保證精度，虛幾何產生的條件只要實幾何相鄰或者共邊就可以了。

三個面合并成一個虛面后，并且在虛面上劃分網格，則原來兩個面相交的地方并不一定存在網格。劃分網格后的形狀是否是真不是由虛幾何引起的，而是由劃分網格的密度說控制的。gambit中有三種坐標系：笛卡爾坐標系，柱面坐標系，球面坐標系 9 align ：對齊

第一個 對齊

第二個 旋轉

第三個 旋轉

gambit中的網格要是連接的，連接的網格是連續的。Connect是把幾何位置幾乎重合的多個幾何變成一個幾何

merge是把兩條相鄰的線變成一條線 11 刪除幾何體的時候取消選擇lower…

可以保留底層的面等 要把兩個體合并成一個體必須要用unite，哪怕做得剛好也要用unite。split分割線面體幾何檢查后有問題的時候可以用 smooth/heal face 來修補 15 所有的虛幾何名字前面都帶個v

虛幾何的顏色會淺一些 16 實的不需要給容差，虛的可以自己定義容差大小 convert：轉化，可以將用map做的虛幾何轉化成實幾何 工具中的幾何清理工具可以清理短邊、孔、裂縫、尖角、小面、倒角…… 19 劃分網格的時候spacing是間距

ratio是比率 20 劃分面網格使用map的條件： 幾何形狀是四邊形或是邏輯四邊形 Sutmap的工作原理：

在幾何體上找一些端點引一些輔助線將

幾何體分割成多個四邊形然后再用map 原理劃分。

Tri-Primetive 要求幾何形狀是邏輯三角

形。

原理：

邏輯三角形中間作一個點引三 條線到邊線，將三邊形分割成三個四邊 形

Pave：非結構劃分網格方法，對幾何是 沒有要求的，任何幾何形狀都可以劃分 21 頂點類型：

End

Side

Corner 在幾何體上有一點是corner的話，只能用sutmap劃分網格

Reverse 只能用sutmap劃分網格圖上左邊的幾何形狀本來是不能使用map劃分的，但

見圖上標記的幾個end點改成side點就可以使用map

劃分網格了。即圖右為一個邏輯四邊形

上圖將說標記點的類型從side改為end就可以使用map劃分網格了。23 頂點與格劃分的關系

Map end + n side

或 n side

Sutmap 4 end + m side + n(end +corner)+ p(reverse + 2 end)或 n side + m(end +corner)

Tri-Primetive end + n side 24 hard link 可以維持兩個面的網格是一樣的，刪除一個面的網格另外一個面的網格也會刪除 評價網格扭曲率的公式

坐到右分別為： 最大角

平均角

最小角

網格扭曲率為0-1，其中0是最好的 1是最差的一辦公式上可以接受的是 小于 0.85

還有長寬比也可以用來評價網格質量 26 優先使用結構化六面體網格 分割幾何體中的bidirectional意思為雙向的 28 體網格劃分的方法： Map

邏輯六面體 Submap Tet-primtive 與面網格類似的先過型心作

輔助面劃分成多個邏輯六面體 再用

map劃分網格 Cooper 體網格劃分方法的條件：

Map

邏輯六面體

所有的面是map或submap

相對的面的網格可以匹配

Submap

所有的面是map或submap

相對的面的網格可以匹配

Tet-primtive

結構必須是一個邏輯四面體

Cooper

先劃分一些面（源面：圖左

中的三個黃色的面都是源面）的網格 然后進行延伸

Cooper也可以叫做單向映射

右邊下圖的圖形中有九個源面

用cooper劃分網格必須要求其中至少有一個源面的網格是自由的，否則就無法投影了

劃分后體網格的質量與面網格的質量關系比較大，相鄰面網格 的體積變化率不易過大 對于fluent來說面的邊界條件是加在表面上的，體的邊界條件是加在網格上的 31平面網格中Quad意思為四邊形網格，Tri意思為三角形網格

在fluent中網格顯示后用鼠標右鍵點擊邊界線可以顯示此邊界的類型信息 33

定義流體模型時

inviscid 表示無黏（理想）流體

laminar表示層流模型，其他四個是常見的瑞流模型 34 定義材料屬性：

檢查網格時要特別注意最小體積 min volume 一項不是負值，否則無法運算 36 有壁面邊界一般使用的模型：

右邊分別表示氣流射入的余弦和正弦

有圖就是一5°入射的情況

在設置邊界類型的時候未設置的面將默認為wall 39 在surface選項中有個Iso-Surface項可以創建各種面方便進行后處理

rake和line的區別：前面一個是由斷點之間等距離分部的點組成，line上的點分布可能不均勻 41 實體切割： retain：選取后gambit切割完后仍保留切割工具。Connected：

Bidirectional：切割后保留切割工具，切割形成的實體及原實體在內的所有實體 42 定義邊界條件的時候設置材料屬性

繪制流體質線時 創建一流體質點的起始線：

surface中的line或rake面

Rake設置中為10后輸出的質線起點效果圖：

輸出坐標圖是設置xy軸范圍的地方：

XYplot中的axis選項中

默認的是auto range 取消默認設置后自己可以更改 2011-6-18重拾fluent：

1.ctrl+鼠標右鍵： 點擊一次建立一個關鍵點 2.shift+鼠標左鍵 可以選擇圖元

3.用“shift+鼠標左鍵”選擇關鍵點創建直線的時候生成的直線會按關鍵點的選取順序生成。4.不要有重復面或重復的直線

5.采用map方式劃分面網格，要求對應邊節點數目相等，否則無法劃分。基于這一點，對應點就可以不用再進行節點分布設置了。（韓占忠P37）6.劃分網格時quad的意思是四邊形網格。

7.gambit對于沒有定義的邊界線(二維)統統定義為固壁邊界（wall），所以，若除了已定義好的邊界線外均為固壁的話，定義與否是一樣的。（韓占忠P40）8.gambit在輸出網格的時候，會自動將內部區域定義為一個連續的流動區域，這意味著如果內部是流動的話，內部邊線不需要定義類型，會自動轉換成內部連續區域。9.gambit已經定義好的邊界，其類型也可以在fluent中改變。（韓占忠P40）10 fluent求解其中2d為二位單精度求解器，2ddp為二維雙精度求解器，3d為三維單精度求解器，3ddp為三維雙精度求解器。11 fluent導入網格時，默認長度單位為m，弱項改變單位制，使用scale grid對話框。12 顯示網格信息：grid-info-size。平滑（交換）網格：grid-smooth/swap 這一功能對三角形單元來說尤為重要。13 在求解過程中，除了長度外，其它單位均采用SI制，一般來說是沒必要對其它單位進行修改的。14 fluent中顯示網格后，可以再窗口中用鼠標右鍵點擊邊界線，則在信息反饋窗口內將顯示次邊界類型等信息。也可以用此方法檢查任何內部節點和網格線的信息。這一功能在設置邊界條件時非常方便。導入模型和設置求解器：define-models-solver，segregated為非耦合求解，coupld為耦合求解。Implicit為隱式算法，explicit為顯式算法。Time中steady為定常流，unseady為非定常流。Velocity formulation（速度屬性）中absolute為絕對速度，relative為相對速度。選擇瑞流模型：define-models-viscous。Inviscid為理想流體，laminar為層流模型，另外四個為常見的瑞流模型。17 選擇好四個中的某個瑞流模型后，系統默認的參數是比較通用的參數，可適用于大多數的問題，一般不用改動。18 選擇能量模型：define-models-energy。設置流體的物理屬性define-materials。定義材料屬性時，若date base中有與實際材料屬性類似的材料，則可以拷貝材料屬性，然后在properties編輯欄修改。20 設置邊界條件 define-boundary conditions。迭代求解設置：slover-controls-solution。（第一個例子中保留默認設置）22 流場初始化：solver-initialize-initialize。24 設置殘差檢測器：solver-montior-residual。25 設置監視器：solver-monitor-surface/force/? 26 后處理中的levels可以控制等值線的條數。速度矢量場對話框：display-vectors。以坐標軸的形式表示出截面上的壓力/溫度分布：plot-XY plot 29 創建自定義函數：define-custom fied fuctions 如定義0.5*density*v2。30 劃分網格時，S表示線的起始端，E表示線的末端。

用gambit建模時，如果模型是對稱的，可取模型的一半進行建模，并將模型對稱軸的邊界類型設置為axis。

雖然在定義邊界類型時對于未定義的邊界線會默認為固壁，但是將邊界類型定義為wall更有利于后處理中分析避免壓強等數據。33 重新定義單位：define-units 34 設置好求解器與瑞流模型后會在fluent的窗口頂端顯示一部分信息。

設置工作壓強與重力加速度：define-operating conditions 36 設置具有速度的wall邊界：define-boundary conditions-wall-set-momentum 37 要監視模型上的某一個點的結果，先定義好模型上的點：surface-point 38 在surface monitor對話框中選擇write操作時，速度變化過程將會被寫入文件中，否則速度變化過程會在推出fluent后丟失掉。

創建一條流體質點的起始線：surface-line/rake。Rake型由兩個斷點之間等分布的點組成，line型上的點可以不是等距分布的。40 繪制流體質點跡線：display-path lines。41 設置邊界層網格選擇線時，如果選擇的不是需要選取的線，可以在文本框里再選擇一次。42 ISO-suface還可以創造與坐標面成一定角度的平面。Grid-angular coordinate 43 定義先網格時，改變線段指示方向的操作：按住shift鍵點擊鼠標中間來改變線段方向。44 fluent最開始計算時可能計算數據不是很穩定，可以先迭代一定次數，等結果相對穩定后再記錄監測數據，同時開始重新迭代更多次數。45 moment:力矩。