第一篇：Fluent 湍流模型小結

Fluent 湍流模型小結 湍流模型

目前計算流體力學常用的湍流的數(shù)值模擬方法主要有以下三種： ?直接模擬（direct numerical simulation, DNS）

直接數(shù)值模擬（DNS）特點在湍流尺度下的網(wǎng)格尺寸內(nèi)不引入任何封閉模型的前提下對Navier-Stokes方程直接求解。這種方法能對湍流流動中最小尺度渦進行求解，要對高度復雜的湍流運動進行直接的數(shù)值計算，必須采用很小的時間與空間步長，才能分辨出湍流中詳細的空間結構及變化劇烈的時間特性。基于這個原因，DNS目前僅限于相對低的雷諾數(shù)中湍流流動模型。另外，利用DNS模型對湍流運動進行直接的數(shù)值模擬對計算工具有很高的要求，計算機的內(nèi)存及計算速度要非常的高，目前DNS模型還無法應用于工程數(shù)值計算，還不能解決工程實際問題。

?大渦模擬(large eddy simulation, LES)大渦模擬（LES）是基于網(wǎng)格尺度封閉模型及對大尺度渦進行直接求解N-S方程，其網(wǎng)格尺度比湍流尺度大，可以模擬湍流發(fā)展過程的一些細節(jié)，但其計算量仍很大，也僅用于比較簡單的剪切流運動及管流。大渦模擬的基礎是：湍流的脈動與混合主要是由大尺度的渦造成的，大尺度渦是高度的非各向同性，而且隨流動的情形而異。大尺度的渦通過相互作用把能量傳遞給小尺度的渦，而小尺度的渦旋主要起到耗散能量的作用，幾乎是各向同性的。這些對渦旋的認識基礎就導致了大渦模擬方法的產(chǎn)生。Les大渦模擬采用非穩(wěn)態(tài)的N-S方程直接模擬大尺度渦，但不計算小尺度渦，小渦對大渦的影響通過近似的模擬來考慮，這種影響稱為亞格子Reynolds應力模型。大多數(shù)亞格子Reynolds模型都是將湍流脈動所造成的影響用一個湍流粘性系數(shù)，既粘渦性來描述。LES對計算機的容量和CPU的要求雖然仍然很高，但是遠遠低于DNS方法對計算機的要求，因而近年來的研究與應用日趨廣泛。?應用Reynolds時均方程(Reynolds-averaging equations)的模擬方法 許多流體力學的研究和數(shù)值模擬的結果表明，可用于工程上現(xiàn)實可行的湍流模擬方法仍然是基于求解Reynolds時均方程及關聯(lián)量輸運方程的湍流模擬方法，即湍流的統(tǒng)觀模擬方法。統(tǒng)觀模擬方法的基本思想是用低階關聯(lián)量和平均流性質(zhì)來模擬未知的高階關聯(lián)項，從而封閉平均方程組或關聯(lián)項方程組。雖然這種方法在湍流理論中是最簡單的，但是對工程應用而言仍然是相當復雜的。即便如此，在處理工程上的問題時，統(tǒng)觀模擬方法仍然是最有效、最經(jīng)濟而且合理的方法。在統(tǒng)觀模型中，使用時間最長，積累經(jīng)驗最豐富的是混合長度模型和 K-E模型。其中混合長度模型是最早期和最簡單的湍流模型。該模型是建立在層流粘性和湍流粘性的類比、平均運動與湍流的脈動的概念上的。該模型的優(yōu)點是簡單直觀、無須增加微分方程。缺點是在模型中忽略了湍流的對流與擴散，對于復雜湍流流動混合長度難以確定。到目前為止，工程中應用最廣泛的是k-ε模型。另外針對k-ε模型的不足之處，許多學者通過對K-E模型的修正和發(fā)展，開始采用雷諾應力模型（DSM）和代數(shù)應力模型（ASM）。近年來，DSM模型已用來預報燃燒室及爐內(nèi)的強旋及浮力流動。很多情況下能夠給出優(yōu)于k-ε模型的結果。但是該模型也有不足之處，首先它對工程預報來說太復雜，其次經(jīng)驗系數(shù)太多難以確定，此外，對壓力應變項的模擬還有爭議。更主要的是，盡管這一模型考慮了各種應變效應，但是其總精度并不總是高于其它模型，這些缺點導致了DSM模型沒有得到廣泛的應用。總之，雖然從本質(zhì)上講DSM模型和ASM模型比k-ε模型對湍流流場的模擬更加合理，但DSM和ASM中仍然采用精度不高的E方程，模型中常數(shù)的通用性還沒有得到廣泛的驗證，邊界條件不好給定，計算也比較復雜。正因為如此，目前用計算解決湍流問題時仍然采用比較成熟的K-E模型。需要注意的是：

1、大渦模擬有自己的亞格子封閉模型，這和k-ε模型完全是兩回事。LES的亞格子模型表現(xiàn)的是過濾掉的小渦對大渦的影響（這種影響是相互的）。而Reynolds時均方程的k-ε是建立在時間統(tǒng)計平均的基礎上的，考慮的是湍動能和湍流耗散輸運方程。

2、對于大渦模擬邊界條件的設定，沒有什么特別的要求。

FLUENT 提供的湍流模型： ?Spalart-Allmaras 模型 ?k-ε 模型

－標準k-ε 模型

－Renormalization-group(RNG)k-ε模型 －帶旋流修正k-ε模型 ?k-ω模型

－標準k-ω模型 －壓力修正k-ω模型 －雷諾茲壓力模型 Spalart-Allmaras 模型

The Spalart-Almares model is a one-equation model that it something in between an algebraic model like the Baldwin-Lomax model and a two-equation model like the k-epsilon model.Since it includes one transported turbulent quantity it has the potential to include at least some history effects(transportation of turbulent energy).It is a more modern model than the BL model, but that is of course not a guarantee that it always produces better results.The SA model is very robust and is easy to use.For attached flows it often produces good results.It is popular in aero-space applications and for quick design-iteration simulations in the turbo-machinery field.The SA model rarely produces the completely unphysical results that a k-epsilon model can produce sometimes.This has made the SA model quite popular in the last 5 years.Spalart has also developed a nice DES variant of the SA model, where the large eddies are resolved and the smaller edies are modeled using the SA model.This type of hybrid RANS/LES models have produced very good results for massively separated flows in aerospace applications-there is a very nice example of a SA DES simulation of a stalling F18 which you can probably find on the net if you google a bit.For heat transfer applications I'd not recommend SA.It often under-predicts heat-transfer.對于解決動力漩渦粘性，Spalart-Allmaras 模型是相對簡單的方程。它包含了一組新的方程，在這些方程里不必要去計算和剪應力層厚度相關的長度尺度。Spalart-Allmaras 模型是設計用于航空領域的，主要是墻壁束縛流動，而且已經(jīng)顯示出和好的效果。在透平機械中的應用也愈加廣泛。

在原始形式中Spalart-Allmaras 模型對于低雷諾數(shù)模型是十分有效的，要求邊界層中粘性影響的區(qū)域被適當?shù)慕鉀Q。在FLUENT中，Spalart-Allmaras 模型用在網(wǎng)格劃分的不是很好時。這將是最好的選擇，當精確的計算在湍流中并不是十分需要時。再有，在模型中近壁的變量梯度比在k-e模型和k-ω模型中的要小的多。這也許可以使模型對于數(shù)值的誤差變得不敏感。需要注意的是Spalart-Allmaras 模型是一種新出現(xiàn)的模型，現(xiàn)在不能斷定它適用于所有的復雜的工程流體。例如，不能依靠它去預測均勻衰退，各向同性湍流。還有要注意的是,單方程的模型經(jīng)常因為對長度的不敏感而受到批評，例如當流動墻壁束縛變?yōu)樽杂杉羟辛鳌梅秶?/p>

Spalart-Allmaras 模型是設計用于航空領域的，主要是墻壁束縛（wall-bounded）流動，而且已經(jīng)顯示出很好的效果。在透平機械中的應用也愈加廣泛。

在湍流模型中利用Boussinesq逼近，中心問題是怎樣計算漩渦粘度。這個模型被Spalart-Allmaras提出，用來解決因湍流動粘滯率而修改的數(shù)量方程。模型評價：

Spalart-Allmaras模型是相對簡單的單方程模型，只需求解湍流粘性的輸運方程，不需要求解當?shù)丶羟袑雍穸鹊拈L度尺度；由于沒有考慮長度尺度的變化，這對一些流動尺度變換比較大的流動問題不太適合；比如平板射流問題，從有壁面影響流動突然變化到自由剪切流，流場尺度變化明顯等問題。

Spalart-Allmaras模型中的輸運變量在近壁處的梯度要比k-ε中的小，這使得該模型對網(wǎng)格粗糙帶來數(shù)值誤差不太敏感。

Spalart-Allmaras模型不能斷定它適用于所有的復雜的工程流體。例如不能依靠它去預測均勻衰退，各向同性湍流。

k-ε模型

?標準k-ε模型

最簡單的完整湍流模型是兩個方程的模型，要解兩個變量，速度和長度尺度。在FLUENT中，標準k-ε模型自從被Launder and Spalding提出之后，就變成工程流場計算中主要的工具了。適用范圍廣、經(jīng)濟，有合理的精度，這就是為什么它在工業(yè)流場和熱交換模擬中有如此廣泛的應用了。它是個半經(jīng)驗的公式，是從實驗現(xiàn)象中總結出來的。湍動能輸運方程是通過精確的方程推導得到，耗散率方程是通過物理推理，數(shù)學上模擬相似原型方程得到的。應用范圍：

該模型假設流動為完全湍流，分子粘性的影響可以忽略，此標準κ-ε模型只適合完全湍流的流動過程模擬。

由于人們已經(jīng)知道了k-ε模型適用的范圍，因此人們對它加以改造，出現(xiàn)了RNG k-ε模型和帶旋流修正k-ε模型： ?1.RNG k-ε模型

RNG k-ε模型來源于嚴格的統(tǒng)計技術。它和標準k-ε模型很相似，但是有以下改進： 1.RNG模型在ε方程中加了一個條件，有效的改善了精度； 2.考慮到了湍流漩渦，提高了在這方面的精度；

3.RNG理論為湍流Prandtl數(shù)提供了一個解析公式，然而標準k-ε模型使用的是用戶提供的常數(shù)。

4.然而標準k-ε模型是一種高雷諾數(shù)的模型，RNG理論提供了一個考慮低雷諾數(shù)流動粘性的解析公式。這些公式的效用依靠正確的對待近壁區(qū)域。這些特點使得RNG k-ε模型比標準k-ε模型在更廣泛的流動中有更高的可信度和精度。?2.帶旋流修正的 k-ε模型(可實現(xiàn)的k-ε模型)帶旋流修正的 k-ε模型是近期才出現(xiàn)的，比起標準k-ε模型來有兩個主要的不同點。1.帶旋流修正的 k-ε模型為湍流粘性增加了一個公式。2.為耗散率增加了新的傳輸方程，這個方程來源于一個為層流速度波動而作的精確方程術語“realizable”，意味著模型要確保在雷諾壓力中要有數(shù)學約束，湍流的連續(xù)性。

3.帶旋流修正的 k-ε模型直接的好處是對于平板和圓柱射流的發(fā)散比率的更精確的預測。而且它對于旋轉(zhuǎn)流動、強逆壓梯度的邊界層流動、流動分離和二次流有很好的表現(xiàn)。

4.帶旋流修正的 k-ε模型和RNG k-ε模型都顯現(xiàn)出比標準k-ε模型在強流線彎曲、漩渦和旋轉(zhuǎn)有更好的表現(xiàn)。由于帶旋流修正的 k-ε模型是新出現(xiàn)的模型，所以現(xiàn)在還沒有確鑿的證據(jù)表明它比RNG k-ε模型有更好的表現(xiàn)。但是最初的研究表明帶旋流修正的 k-ε模型在所有k-ε模型中流動分離和復雜二次流有很好的作用。

5.旋流修正的 k-ε模型的一個不足是在主要計算旋轉(zhuǎn)和靜態(tài)流動區(qū)域時不能提供自然的湍流粘度。這是因為帶旋流修正的 k-ε模型在定義湍流粘度時考慮了平均旋度的影響。這種額外的旋轉(zhuǎn)影響已經(jīng)在單一旋轉(zhuǎn)參考系中得到證實，而且表現(xiàn)要好于標準k-ε模型。由于這些修改，把它應用于多重參考系統(tǒng)中需要注意。應用范圍：

可實現(xiàn)的k-ε模型直接的好處是對于平板和圓柱射流的發(fā)散比率的更精確的預測。而且它對于旋轉(zhuǎn)流動、強逆壓梯度的邊界層流動、流動分離和二次流有很好的表現(xiàn)。

可實現(xiàn)的k-ε模型和RNG k-ε模型都顯現(xiàn)出比標準k-ε模型在強流線彎曲、漩渦和旋轉(zhuǎn)有更好的表現(xiàn)。由于帶旋流修正的k-ε模型是新出現(xiàn)的模型，所以現(xiàn)在還沒有確鑿的證據(jù)表明它比RNG k-ε模型有更好的表現(xiàn)。但是最初的研究表明可實現(xiàn)的k-ε模型在所有k-ε模型中流動分離和復雜二次流有很好的作用。

該模型適合的流動類型比較廣泛，包括有旋均勻剪切流，自由流（射流和混合層），腔道流動和邊界層流動。對以上流動過程模擬結果都比標準k-ε模型的結果好，特別是可再現(xiàn)k-ε模型對圓口射流和平板射流模擬中，能給出較好的射流擴張。模型評價：

可實現(xiàn)的k-ε模型的一個不足是在主要計算旋轉(zhuǎn)和靜態(tài)流動區(qū)域時不能提供自然的湍流粘度，這是因為可實現(xiàn)的k-ε模型在定義湍流粘度時考慮了平均旋度的影響。這種額外的旋轉(zhuǎn)影響已經(jīng)在單一旋轉(zhuǎn)參考系中得到證實，而且表現(xiàn)要好于標準k-ε模型。由于這些修改，把它應用于多重參考系統(tǒng)中需要注意。k-ω模型?標準 k-ω模型

標準k-ω模型是基于Wilcox k-ω模型，它是為考慮低雷諾數(shù)、可壓縮性和剪切流傳播而修改的。

應用范圍：

Wilcox k-ω模型預測了自由剪切流傳播速率，像尾流、混合流動、平板繞流、圓柱繞流和放射狀噴射，因而可以應用于墻壁束縛流動和自由剪切流動。

標準k-ε模型的一個變形是SST k-ω模型，它在FLUENT中也是可用的。剪切壓力傳輸（SST）k-ω模型

SST k-ω模型由Menter發(fā)展，以便使得在廣泛的領域中可以獨立于k-ε模型，使得在近壁自由流中k-ω模型有廣泛的應用范圍和精度。為了達到此目的，k-ε模型變成了k-ω公式。SST k-ω模型和標準k-ω模型相似，但有以下改進：

1.ST k-ω模型和k-ε模型的變形增長于混合功能和雙模型加在一起。混合功能是為近壁區(qū)域設計的，這個區(qū)域?qū)藴蔾-ω模型有效，還有自由表面，這對k-ε模型的變形有效。2.SST k-ω模型合并了來源于ω方程中的交叉擴散。3.湍流粘度考慮到了湍流剪應力的傳播。4.模型常量不同：這些改進使得SST k-ω模型比標準k-ω模型在在廣泛的流動領域中有更高的精度和可信度。

?SST和標準模型的不同之處是：

1.從邊界層內(nèi)部的標準k-ω模型到邊界層外部的高雷諾數(shù)的k-ε模型的逐漸轉(zhuǎn)變。2.考慮到湍流剪應力的影響修改了湍流粘性公式。雷諾壓力模型（RSM）

在FLUENT中RSM是最精細制作的模型。放棄等方性邊界速度假設，RSM使得雷諾平均N-S方程封閉，解決了關于方程中的雷諾壓力，還有耗散速率。這意味這在二維流動中加入了四個方程，而在三維流動中加入了七個方程。由于RSM比單方程和雙方程模型更加嚴格的考慮了流線型彎曲、漩渦、旋轉(zhuǎn)和張力快速變化，它對于復雜流動有更高的精度預測的潛力。但是這種預測僅僅限于與雷諾壓力有關的方程。壓力張力和耗散速率被認為是使RSM模型預測精度降低的主要因素。

RSM模型并不總是因為比簡單模型好而花費更多的計算機資源。但是要考慮雷諾壓力的各向異性時，必須用RSM模型。例如颶風流動、燃燒室高速旋轉(zhuǎn)流、管道中二次流。計算成效：cpu時間和解決方案：

從計算的角度看Spalart-Allmaras模型在FLUENT中是最經(jīng)濟的湍流模型，雖然只有一種方程可以解。由于要解額外的方程，標準k-ε模型比Spalart-Allmaras模型耗費更多的計算機資源。帶旋流修正的k-ε模型比標準k-ε模型稍微多一點。由于控制方程中額外的功能和非線性，RNGk-ε模型比標準k-ε模型多消耗10～15%的CPU時間。就像k-ε模型，k-ω模型也是兩個方程的模型，所以計算時間相同。比較一下k-ε模型和k-ω模型，RSM模型因為考慮了雷諾壓力而需要更多的CPU時間。然而高效的程序大大的節(jié)約了CPU時間。RSM模型比k-e模型和k-ω模型要多耗費50～60%的CPU時間，還有15～20%的內(nèi)存。

除了時間，湍流模型的選擇也影響FLUENT的計算。比如標準k-ε模型是專為輕微的擴散設計的，然而RNG k-ε模型是為高張力引起的湍流粘度降低而設計的。這就是RNG模型的缺點。

同樣的，RSM模型需要比k-ε模型和k-ω模型更多的時間因為它要聯(lián)合雷諾壓力和層流。在Fleuent隱藏了很多湍流模型，在GUI面板中我們只能看到三種k-ε模型。但是實際上低雷諾數(shù)湍流模型我們同樣可以使用。在Fluent6.2中具體操作一共有三步： 第一步，先在viscous model面板中選擇k-ε模型； 第二步，鍵入下面的命令：

define/models/viscous/turbulence-expert/low-re-k 屏幕顯示：

/define/models/viscous/turbulence-expert> low-re-k Enable the low-Re k-epsilon turbulence model? [no] 輸入y 在模型選擇面板中我們就可以看見低雷模型low-re-ke model了。默認使用第0種低雷諾數(shù)模型。第三步，F(xiàn)luent中提供6種低雷諾數(shù)模型，使用low-re-ke-index 命令設定一種。low-re-ke-index

第二篇：湍流怎么造句

湍流拼音

【注音】： tuan liu

湍流解釋

【意思】：（ｔｕāｎｌｉú）＜書＞流得很急的水。

湍流造句：

1、湍流將緊挨著球的曲面，從而減少足球的空氣阻力。

2、我們認為一個中等或尾流結構可能存在，現(xiàn)在我們可以證明有大群結構位于湍流非常中心的位置。

3、雖然其結構，被稱為壁結構，已經(jīng)在湍流的邊緣被找到，但是一個難以捉摸的中等或尾流結構至今從未被發(fā)現(xiàn)。

4、在洶涌的湍流中，每個人在他們內(nèi)心都應該有指導他們做出決定的思想。

5、研究小組現(xiàn)正期找到類似的結構，如果它們存在于其它的湍流流動的案例中。

6、由于湍流而快速變化的折射在視線中會影響到光的不同顏色，這種影響也各不相同，一般會給恒星產(chǎn)生一種閃爍的效果。

7、這可能包括工作機械零件，涉及血液流動的醫(yī)療，和在空中，海上和公路旅行中的湍流各個方面。

8、當鯊魚在水中游動時，水流從鱗屑的溝槽中流過有助于減少湍流，保持其流線型的泳姿。

9、《第十三個故事》情節(jié)跌宕起伏，就像湍流的河水，充滿不可預知的漩渦和大浪，讓讀者無法逃避。

10、如果你踢球的力量足夠大，使得球表面的氣流形成湍流，則阻力會很小，你很可能踢成高射炮。

11、實際上，上周經(jīng)歷很多湍流的航班就是沿著該高壓邊緣。

12、然而，當氣流為湍流時，邊界層維持時間較長。

13、它將測定太陽磁場形成以及如何導致太陽劇烈活動，比如太陽風湍流。

14、但如果你能大力踢球使其獲得一個足夠快的速度，使它表面的氣流形成湍流，足球?qū)⑹艿捷^小的制動力（見上圖）。

15、當球在空中速度減慢時，周圍的氣流從湍流變?yōu)榉€(wěn)定的層流。

16、這架69磅重的飛行器由一位希臘奧林匹克自行車手所驅(qū)動，在靠近圣托里尼的海岸時還遭遇到了空中湍流的襲擊。

17、這一新發(fā)現(xiàn)的湍流狀態(tài)是由大量存在于一種湍拎干結構中的元素組成的，而且已經(jīng)被該研究組描述為一塊“打結的漩渦掛毯”。

18、球的表面流動的空氣形成湍流，這使得球的阻力相對較低。

19、混沌理論先驅(qū)BenoitMandelbrot發(fā)現(xiàn)尼羅河每年的洪水泛濫程度符合這個性質(zhì)，音樂和空氣湍流中也有這個性質(zhì)。

20、現(xiàn)在，我們確信我們所擁有的湍流經(jīng)驗可以幫助消費者克服困難，并能幫助商業(yè)的成功。

21、他們站在湍流的洶涌的河水中間，束手無策，天完全黑下來。他們離河岸還有25英尺之遠。

22、對于大多數(shù)危險的湍流，我們花費了更多的時間來保障安全，但是只有少數(shù)情況下，這些措施才起到重大的作用。

23、從冰川包覆的山巔沖擊而下的湍流攜下一種具有很高價值的玉石，毛利人將這種硬質(zhì)半透明的石頭雕刻成為珠寶和刀刃，既是工具也可以作為武器。

24、然而，處女是簡單化的，什么東西都顯現(xiàn)在表面一目了然，天蝎卻更加注重生活表象下的湍流。

25、在綿延湍流中，享受尼泊爾寧靜、與世隔絕的鄉(xiāng)間景觀。

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(yōu)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(shù)問題，選擇1st-Order Implicit就已經(jīng)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(qū)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(tài)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(shù)：在計算區(qū)域的進口、出口及遠場邊界，需給定輸運的湍流參數(shù)。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(shù)。用戶可任選其一，然后按公式計算選定的湍流參數(shù)，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(zhì)量進口：規(guī)定進口的質(zhì)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(qū)域內(nèi)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(shù)：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(nèi)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(jiān)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(wǎng)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(xiàn)。可選SIMPLE、SIMPLEC、PISO。多數(shù)選擇simplec，piso算法主要用于瞬態(tài)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(wǎng)格的Courant數(shù)，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(shù)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(jiān)視參數(shù)，一般殘差監(jiān)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(wěn)態(tài)問題求解和非穩(wěn)態(tài)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(zhì)，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(wǎng)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(jīng)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(chǎn)生一些小的面最終將導致無法在此生成網(wǎng)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(wǎng)格，這樣，計算精度就不會很高。同時由于非結構網(wǎng)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?jīng)]有任何意義，除非你的網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)格精度一般是不可能滿足的，除非是很小的計算區(qū)域。所以，用fluent做的比較復雜一點的流場（除了經(jīng)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(jīng)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(zhì)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(jīng)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(wǎng)格精度來判斷，gambit所做的網(wǎng)格比起壁面網(wǎng)格所滿足的尺寸的要大了至少2個數(shù)量級，我到現(xiàn)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(fā)表文章，除非是做一些技術性工作，比如優(yōu)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(zhì)的反應，做低速流場計算，fluent的優(yōu)勢在于收斂速度快，但是低速流場計算，其大多數(shù)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(zhuǎn)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(wǎng)格的5.X，我個人覺得其采用的應該是同位網(wǎng)格而不是交錯網(wǎng)格，因為非結構網(wǎng)格情況下，交錯網(wǎng)格的方法處理起來比同位網(wǎng)格方法要復雜很多。一般見到的非結構網(wǎng)格下FVM（有限體積法）多半還是采用的同位網(wǎng)格而非交錯網(wǎng)格，這個問題還可以進一步探討。對于非結構網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(qū)域分區(qū)，分成一些簡單的區(qū)域，然后在簡單區(qū)域里面生成網(wǎng)格，最后再組合，而不是將整個復雜區(qū)域教給gambit讓其一次生成網(wǎng)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(wǎng)格的問題，gambit中提供了生成邊界層網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)格尺度相當?shù)摹?/p>

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(yè)軟件，換句話說，其適用的數(shù)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(diào)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(zhì)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(xiàn)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(zhuǎn)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(shù)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(fā)生互融等反應的，通過計算每一個時間步下，各個網(wǎng)格單元中的體積函數(shù)，從而確定該網(wǎng)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(wǎng)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(qū)分兩相的界面等，但是可以用來計算某一的區(qū)域內(nèi)所含的氣泡的一個體積密度。對于旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(wǎng)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(wǎng)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(nèi)置了專用前處理器，可迅速建立攪拌器和混合器的網(wǎng)格及計算模型。: 有沒有用它做旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)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(xiàn)有的已經(jīng)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(jù)握所知，有搞湍流模型研究的人用PHOENICS實現(xiàn)自己的模型，而邊界處理以及數(shù)值方法等還是原方程的，據(jù)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(xiàn)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(chuàng)造性的工作。我現(xiàn)在就是用fluent來計算旋轉(zhuǎn)機械的內(nèi)流場，那就說說旋轉(zhuǎn)機械的流動問題吧。fluent中有幾種處理旋轉(zhuǎn)機械流動問題的模型，分別為旋轉(zhuǎn)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(wǎng)格模型(Sliding Mesh)。其中，旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子為靜止的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速度劃分成幾個流動區(qū)域，每個區(qū)域里用旋轉(zhuǎn)坐標系進行定常計算，在這些流動區(qū)域的交界面上強制流動速度的連續(xù)；混和平面模型是另一種用定常方法計算定子與轉(zhuǎn)子相互影響下的流場的模型，它在不同流動區(qū)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(yōu)于MRF模型；滑移網(wǎng)格模型是采用滑移網(wǎng)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(fā)展也是很有好處的。現(xiàn)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(fā)展模式那樣發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(jīng)典的算是湍流模型了吧。比如需要修改系數(shù)或增加項，對渦粘系數(shù)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(wǎng)格的5.X，我個人覺得其采用的應該是同位網(wǎng)格而不是交錯網(wǎng)格，因為非結構網(wǎng)格情況下，交錯網(wǎng)格的方法處理起來比同位網(wǎng)格方法要復雜很多。一般見到的非結構網(wǎng)格下FVM（有限體積法）多半還是采用的同位網(wǎng)格而非交錯網(wǎng)格，這個問題還可以進一步探討。對于非結構網(wǎng)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(wǎng)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(zhì)，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(nèi)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(zhì)。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：建筑模型小結

建筑模型小結

經(jīng)過為期五周的建筑模型的學習，我們從自己動手的過程中懂得了很多種思維模式和團結精神。

我們在制作的過程中還有一項非常重要的步驟，就是老師的給我們做出一定的知道，剛開始的時候我們對這么門課程很茫然，也不知道到如何下手去做，老師一步步的知道我們，先是讓我們做了CAD的平面圖，接著做了各個角度的3DMAX的圖，使我們能夠形象的了解到模型的結構和視覺沖突，當然在模型的選擇上我們還是有一些的錯誤，大部分的同學都是自己動手設計的，由于初次設計，我們的作品顯得有些生疏，但是經(jīng)過老師的指點和聽取老師的部分建議，我們一天比一天更有節(jié)奏的做著我們的模型計劃。剛開始的茫然已經(jīng)不在，取而代之的是我們的沉著的思考，和冷靜的分析，在同學們交流的過程中我可以充分的感受到這一點。

做建筑模型還有一個好處就是讓我們可以更團結，還可以在學習的過程中找到自己的不足，我們是分小組進行模型制作的，三個或者四個人一組做模型，我們分配好工作，盡量充分利用每個人的有點，避免缺點，才能使過程有條不紊的進行著。現(xiàn)在讓我談談做模型的心得。所有的流程需要配合 設計主題 設計要求 設計目的 同時進行。從最開始是設計方案擬定，下來是平面計劃圖面 的確定。（大地平面 局部平面 立面 等）然后是簡易模型的推敲，和大體造型的形成（造型推敲，大的輪廓確定）接下來是模型的具體細化設計。在具體設計

過程中，所有的進程要根據(jù)你的設計主題和人間尺度公學 互相輔助下完成。接下來是 展示板的制作，和設計演說告的擬定。最終具有了 模型，展示板解說稿。進行 最終的發(fā)表！建筑模型也需要很多的材料，當然根據(jù)不同的質(zhì)地選擇不痛的主體和配景是非常必要的。這里我們選擇的質(zhì)量比較好，價格有比較實惠的PVC板。配以其他配景給與主題一個充分展示的機會。

綜上所訴，就是我學這門課程的小結。

學生：房潔林

班級：09環(huán)藝1班學號：200930114122