FLUENT63使用手冊

1、FLUENT 6.3 使用手冊B.Case和Data文件格式本目錄描述Fluent中Case和Data文件的內(nèi)容和格式。各個(gè)章節(jié)描述內(nèi)容根據(jù)功能分組：l 章節(jié)B.2：格式文件和二進(jìn)制文件的區(qū)別。l 章節(jié)B.3：在Fluent中創(chuàng)建網(wǎng)格。l 章節(jié)B.4：邊界條件，材料性質(zhì)和求解器控制參數(shù)。l 章節(jié)B.3和章節(jié)B.5：將求解結(jié)果導(dǎo)入到其他后處理軟件。Case和Date文件還可能包含其他僅在內(nèi)部使用的章節(jié)。B.1基本準(zhǔn)則Fluent中的Case和Data文件根據(jù)以下基本準(zhǔn)則分為幾個(gè)部分：l 每個(gè)部分都在一對圓括號中并且以一個(gè)標(biāo)志其類型的十進(jìn)制整數(shù)開始。對于格式的二進(jìn)制文件這個(gè)整數(shù)是不同的。l 所有的

2、項(xiàng)目都位于圓括號中。這使得跳過到部分結(jié)尾和分解他們都非常容易，還容許在將來輸出時(shí)加入簡單且相容的新項(xiàng)目。l 各個(gè)項(xiàng)目列表的開頭信息都位于各對獨(dú)立的圓括號中，并且項(xiàng)目位于他們自己的圓括號中。B.2形成二進(jìn)制格式文件的規(guī)定對于格式文件的例子在章節(jié)B.3和B.4中給出。對于二進(jìn)制文件，如果是單精度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，在本章節(jié)描述的開頭標(biāo)志(如作為結(jié)點(diǎn)標(biāo)志的10)前加20；如果是雙精度的數(shù)據(jù)前面加30(如2010或3010而不是10)。二進(jìn)制文件的結(jié)尾在本部分結(jié)束參數(shù)之前以End of Binary Section 2010或End of Binary Section 3010為標(biāo)志。以時(shí)間為代表的二進(jìn)制數(shù)

3、據(jù)例子如下所示：B.3網(wǎng)格部分網(wǎng)格部分存儲在Case文件中。網(wǎng)格文件是Case文件的一個(gè)子集，其中僅包含關(guān)于網(wǎng)格的部分。目前定義的網(wǎng)格部分包括：l 注釋(見B.3.1)l 開頭(見B.3.2)l 維度(見B.3.3)l 結(jié)點(diǎn)(見B.3.4)l 周期性的陰影面(見B.3.5)l 網(wǎng)格單元(B.3.6)l 網(wǎng)格面(B.3.7)l 面結(jié)構(gòu)(B.3.8)l 單元結(jié)構(gòu)(B.3.9)l 接觸面(B.3.10)每個(gè)部分的ID號碼都以符號和數(shù)字兩種形式標(biāo)明。符號的描述在Fluent Inc下的Scheme源文件中(xfile.scm)或者在一個(gè)C開頭文件中(xfile.h),此文件位于安裝目錄的如下路徑中：/

4、Fluent.Inc/fluent6.x/client/src/xfile.hB.3.1注釋注釋部分可以出現(xiàn)在文件的任何位置(除了其他部分的內(nèi)部)如：建議在每個(gè)長的部分或者一系列相關(guān)的部分前加上一個(gè)注釋來解釋下面的內(nèi)容。例如：B.3.2開頭開頭部分可以出現(xiàn)在文件的任何位置(除了其他部分的內(nèi)部)下面是一個(gè)例子：這個(gè)部分的目的是識別寫文件的程序入口。雖然它能出現(xiàn)在文件的任何位置，但是一般位于一個(gè)文件的開頭部分。另外的開頭部分標(biāo)記用來生成文件的其他程序入口。它提供了一種顯示一個(gè)文件從哪里來以及它怎樣被處理的歷史機(jī)制。維度網(wǎng)格的維度這樣出現(xiàn)：其中ND為2或者3。這部分作為對網(wǎng)格是否有一個(gè)合適的維度的檢

5、查。節(jié)點(diǎn)格式：如果zone-id是0，那么就表示了網(wǎng)格中節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。所以first-index是1，last-index是以十六進(jìn)制表示的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，type等于1，ND是網(wǎng)格的維度，并且下面沒有坐標(biāo)(坐標(biāo)的圓括號也省略了)。例如：(10 (0 1 2d5 1 2) 如果zone-id大于0，那么它標(biāo)志著這些節(jié)點(diǎn)屬于的區(qū)域。first-index和last-index是以十六進(jìn)制表示的區(qū)域中節(jié)點(diǎn)的標(biāo)志。每個(gè)區(qū)域中l(wèi)ast-index的值必須小于或等于聲明部分中的值。type始終等于1。ND是一個(gè)可選擇項(xiàng)，它表示節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的維度，在這里是2或者3。如果網(wǎng)格是二維的，就像節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)開頭確定的那樣，那么每

6、行中只有x、y的坐標(biāo)。下面是一個(gè)二維網(wǎng)格的例子：因?yàn)榫W(wǎng)格的連通性是由代表各個(gè)位置的整數(shù)組成的，所以使用十六進(jìn)制可以節(jié)省文件空間并且提供更快的文件輸入輸出速度。開頭的標(biāo)志是十六進(jìn)制的，這樣就可以和網(wǎng)格連通性部分的標(biāo)志進(jìn)行匹配。為了保持一致性，zone-id和type也采用十六進(jìn)制。周期性的陰影面這部分表明在周期性邊界上的周期性面對配對。沒有周期性邊界的網(wǎng)格沒有這一部分。這部分的格式如下：其中first-index:列表中成對出現(xiàn)的第一個(gè)周期面的指針last-index:列表中成對出現(xiàn)的最后一個(gè)周期面的指針periodic-zone:周期面所在區(qū)域的IDshadow-zone:相應(yīng)的陰影面區(qū)域的I

7、D這些都是十六進(jìn)制格式。這部分的指針(f*)涉及各個(gè)周期性邊界上的面(以十六進(jìn)制)，這些指針表示網(wǎng)格中面的補(bǔ)償量。注意：在這種情況下，first-index和last-index不涉及面的指針，而是涉及列表中成對的周期性面的指針。例如：網(wǎng)格單元網(wǎng)格單元的聲明部分與節(jié)點(diǎn)的類似：同樣，zone-id是0表明這是對單元總數(shù)的聲明。如果last-index是0，那么網(wǎng)格中沒有單元。當(dāng)文件僅包含一個(gè)網(wǎng)格面時(shí)，這一點(diǎn)很有用，可以警告Fluent這個(gè)網(wǎng)格不能使用。如下例子中，type的值為0而element-type沒有出現(xiàn)。例如：它表明網(wǎng)格中共有3e3(十六進(jìn)制)=995個(gè)單元。聲明部分是必需的并且要在正

8、常的網(wǎng)格單元部分之前。正常網(wǎng)格單元部分開頭的element-type表示該部分中網(wǎng)格單元的類型，如下所示：Element-type描述節(jié)點(diǎn)/單元面/單元0混合型1三角形332四面體443四邊形444六面體865棱錐體556楔形657多面體NNNF其中NN和NF取值是不確定的，取決于所確定的多面體單元。正常的網(wǎng)格單元部分沒有主體，但是它們有一個(gè)相同格式的開頭，其中first-index和last-index表示特定區(qū)域的范圍，type表示單元區(qū)域是否是活動(dòng)的(固體或者液體)?；顒?dòng)區(qū)域用type等于1表示，非活動(dòng)區(qū)域用type等于32表示。在Fluent的早期版本中，固體和液體區(qū)域使用時(shí)有區(qū)別。這

9、一點(diǎn)現(xiàn)在通過屬性決定(如材料類型)。type等于0表示無用的區(qū)域并且會被Fluent跳過。如果一個(gè)區(qū)域是混合類型的(element-type=0),那么會有一個(gè)主體部分來列出每一個(gè)網(wǎng)格單元的element-type。例如：這里在單元區(qū)域9中有3d(十六進(jìn)制)=61個(gè)網(wǎng)格單元，其中前三個(gè)網(wǎng)格單元是三角形，接下來兩個(gè)是四邊形.等等。網(wǎng)格面網(wǎng)格面部分的格式如下：其中zone-id:網(wǎng)格面部分的區(qū)域IDfirst-index:列表中第一個(gè)面的指針last-index:列表中最后一個(gè)面的指針bc-type:網(wǎng)格面部分描述的邊界條件的IDface-type:網(wǎng)格面類型的ID現(xiàn)在有效的邊界條件類型定義如下表

10、所示：bc-type描述2內(nèi)部3壁面4壓力-入口，入口-通風(fēng)孔，通風(fēng)口-風(fēng)扇5壓力出口，排氣-風(fēng)扇，出口-通風(fēng)口7對稱面8周期性陰影面9壓力區(qū)10速度入口12周期14風(fēng)扇，多孔介質(zhì)階躍面，散熱器20質(zhì)量流出口24接觸面31父面(懸掛節(jié)點(diǎn))36流出37軸非正形網(wǎng)格交集形成的網(wǎng)格面被放在一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)格面區(qū)域中，并且要在bc-type上加上1000(例如1003是一個(gè)壁面的區(qū)域)?，F(xiàn)在有效的網(wǎng)格面類型定義如下表所示：face-type描述節(jié)點(diǎn)/面0混合型2直線23三角形34四邊形45多邊形NN其中NN是不確定的，取決于所確定的多邊形面。zone-id為0表示一個(gè)聲明部分，其中給出了文件中網(wǎng)格面的總數(shù)

11、。這樣的一個(gè)部分忽略了bc-type并且下面沒有包含更多信息的主體。zone-id非0表示一個(gè)正常的網(wǎng)格面部分，下面有一個(gè)包含網(wǎng)格連續(xù)性信息的主體。主體的每一行都描述一個(gè)網(wǎng)格面，并且有如下格式：其中n*：定義面的節(jié)點(diǎn)(或點(diǎn))c*：鄰近的網(wǎng)格單元這是一個(gè)具有三角形網(wǎng)格面的三維網(wǎng)格格式。實(shí)際的節(jié)點(diǎn)數(shù)量取決于face-type。網(wǎng)格單元的順序很重要，由右手定則決定：如果你以節(jié)點(diǎn)的順序?yàn)榉较驈澢沂值氖种?，那么你的大拇指將指向c1。對于二維網(wǎng)格，n2是省略的。C1取決于 和兩個(gè)向量的叉乘。向量 從n0延伸到n1,而向量以n0為起點(diǎn)，向著觀察者的方向指出網(wǎng)格平面。如果你右手沿著的方向伸出并且沿著 和之間

12、夾角的方向彎曲你的手指，那么你的大拇指將沿著 X 的方向指向c1。如果網(wǎng)格面區(qū)域是混合型的(face-type=0)，那么這部分主體的每一行都以一個(gè)組成該面的節(jié)點(diǎn)數(shù)量參考值開始。其格式如下：其中x：網(wǎng)格面的節(jié)點(diǎn)(或點(diǎn))數(shù)量nf：網(wǎng)格面的末節(jié)點(diǎn)所有的網(wǎng)格單元、網(wǎng)格面和節(jié)點(diǎn)都有確定的指針。如果一個(gè)面在某一邊只有一個(gè)網(wǎng)格單元，那么c0或c1為0。對于僅僅包含一個(gè)曲面網(wǎng)格的文件，這兩個(gè)值都為0。對于Fluent中不同網(wǎng)格單元類型的面-節(jié)點(diǎn)連通性信息，請參考章節(jié)6.1.2。面結(jié)構(gòu)這一部分表示包含懸掛節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格面的層級。其格式如下：其中face-id0：該部分中第一個(gè)父面的指針face-id1：該部分中最

13、后一個(gè)父面的指針parent-zone-id：包含父面區(qū)域的IDchild-zone-id：包含子面區(qū)域的IDnumber-of-kids：父面包含的子面?zhèn)€數(shù)kid-id-n：子面的ID以上這些都是十六進(jìn)制格式。單元結(jié)構(gòu)這一部分表示包含懸掛節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格的單元的層級。其格式如下：其中cell-id0：該部分中第一個(gè)父單元的指針cell-id1：該部分中最后一個(gè)父單元的指針parent-zone-id：包含父單元區(qū)域的IDchild-zone-id：包含子單元區(qū)域的IDnumber-of-kids：父單元包含的子單元個(gè)數(shù)kid-id-n：子單元的ID以上這些都是十六進(jìn)制格式。接觸面這一部分表示相交面

14、和原始面之間的關(guān)系。相交面是通過將兩個(gè)非正形的表面取交集以及原始面的一部分形成的。每一個(gè)子面至少涉及一個(gè)父面，該部分的格式如下：其中Face-id0：該部分第一個(gè)子面的指針Face-id1：該部分最后一個(gè)子面的指針Parent-id-*：父面的指針以上這些都是十六進(jìn)制格式。如果你從Fluent中讀取一個(gè)非正形的網(wǎng)格到TGrid，TGrid會跳過該部分，所以它不包含保存該非正形接觸面的所有必需信息。當(dāng)你把網(wǎng)格讀回到Fluent時(shí)，你需要重新生成這個(gè)接觸面。實(shí)例文件：例1：如圖所示是一個(gè)不包含周期性邊界和懸掛節(jié)點(diǎn)的簡單四邊形網(wǎng)格。該網(wǎng)格可描述如下：例2：如圖所示是一個(gè)具有周期性邊界但是沒有懸掛節(jié)點(diǎn)

15、的簡單四邊形網(wǎng)格。在本例中，bf9和bf10是周期性區(qū)域中的網(wǎng)格面。該網(wǎng)格可描述如下：例3：如圖所示是一個(gè)有懸掛節(jié)點(diǎn)的簡單四邊形網(wǎng)格。該網(wǎng)格可描述如下：B.4其他(非網(wǎng)格)部分下面的部分存儲邊界條件、材料性質(zhì)和求解器控制參數(shù)。區(qū)域?qū)τ诰W(wǎng)格的每一個(gè)區(qū)域有一個(gè)典型的區(qū)域部分。雖然有些網(wǎng)格區(qū)域可能沒有相對應(yīng)的區(qū)域部分，但是對每個(gè)區(qū)域不可能有多余一個(gè)的區(qū)域部分。區(qū)域部分格式如下：網(wǎng)格生成軟件和前處理軟件僅需要提供開頭部分而把條件列表留為空，如：末尾的空白圓括號是必需的。求解器添加適當(dāng)?shù)臈l件，取決于區(qū)域的類型。只有當(dāng)zone-id、zone-type、zone-name和domain-id 都被確定，指

16、針45用作為區(qū)域部分的指針。然而，如果邊界條件是現(xiàn)在的，指針39必須被使用，因?yàn)橐?5為指針的部分在zone-id、zone-type、zone-name和domain-id 后的任何信息都會被忽略。這里的zone-id是十進(jìn)制格式。這是與網(wǎng)格部分使用的十六進(jìn)制對比。zone-type是以下列表中的一種：其中Interior、fan、porous-jump和radiator類型只能被分配給網(wǎng)格面在范圍里的區(qū)域。interior類型用來給沒有單元區(qū)域的網(wǎng)格面；其他的用來給那些形成區(qū)域內(nèi)無限薄表面的內(nèi)部網(wǎng)格面。Fluent允許wall類型分配給在內(nèi)部或者邊界上的網(wǎng)格面。有些區(qū)域類型只對特定類型的網(wǎng)

17、格組件有效。例如，單元區(qū)域只能被分配如下兩種類型之一：上面列出的所有其他類型只能被用于邊界區(qū)域。zone-name是一個(gè)對區(qū)域由用戶確定的標(biāo)簽。它必須是一個(gè)有效的符號并且沒有被引用。一個(gè)有效的zone-name的規(guī)則如下：l 第一個(gè)字符必須是一個(gè)小寫字母或者特定的大寫字母。l 所有隨后的字母必須是小寫字母、特定的大寫字母、數(shù)字或者特定的符號。其中特殊的字符如下：特定的符號是如下之一：有效的區(qū)域名稱如：inlet-port/cold!、eggs/easy和e=m*c2。一些由網(wǎng)格生成軟件和前處理軟件產(chǎn)生的區(qū)域部分例子如下：domain-id是一個(gè)出現(xiàn)在區(qū)域名字后面的整數(shù)，將邊界條件和某個(gè)特定的階

18、段聯(lián)系起來。分割該部分表示每個(gè)網(wǎng)格單元的分區(qū)。其格式如下：其中p1：ID為first-index的網(wǎng)格單元的分區(qū)p2：ID為first-index+1的網(wǎng)格單元的分區(qū).等等pn：ID為last-index的網(wǎng)格單元的分區(qū)partition-count：分區(qū)的總數(shù)量分區(qū)ID必須在0和partition-count之間。B.5數(shù)據(jù)部分如下部分存儲迭代、殘差和數(shù)據(jù)區(qū)的值。網(wǎng)格大小該部分表示符合文件數(shù)據(jù)的網(wǎng)格中單元、面和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。該信息用來核查數(shù)據(jù)和網(wǎng)格是否相互匹配。格式如下：其中整數(shù)為十進(jìn)制格式。數(shù)據(jù)區(qū)該部分列出單元或面區(qū)域的一系列變量。數(shù)據(jù)以case文件中單元或面的相同順序存儲。對于每個(gè)面或者單元寫入單獨(dú)的變量部分來存儲。格式如下：其中sub-section-id是一個(gè)用來確