2023年fluent筆記推薦學習

Discretization離散Nodeva1ues節(jié)點值,coarsen粗糙refine細化curvalure曲率,X-

WALLshearStress壁面切應力的X方向。strainrate應變率

1、求解器:(solver)分為分離方式(segeragated)和耦合方式(coupled),耦合方式計

算高速可壓流和旋轉流動等復雜高

參數(shù)問題時比較好，耦合隱式(implicit)耗時短內(nèi)存大，耦合顯式(exp1icit)相反；

2.收斂判據(jù)：觀測殘差曲線。

可以在殘差監(jiān)視器面板中設立ConvergenceCriterion(收斂判據(jù))，比如設為10-

3，則

殘差下降到小于10—3時，系統(tǒng)既認為計算已經(jīng)收斂并同時終止計算。

(2)流場變量不再變化。

有時候不管如何計算，殘差都不能降到收斂判據(jù)以下。此時可以用品有代表性的流場

變量來判斷計算是否已經(jīng)收斂一一假如流場變量在通過很多次迭代后不再發(fā)生變化，就可

以認為計算已經(jīng)收斂。

(3)總體質量、動量、能量達成平衡。

在FluxReports(通量報告)面板中檢查質量、動量、能量和其他變量的總體平衡情

況。

通過計算域的凈通量應當小于0.1%。FluxRep。rts(通量報告)面板如圖2-17所示，其

啟

動方法為：

Report->Fluxes

3.一階精度與二階精度：FirsiOderUpwindandSecondOderUpwind(一階迎風和

二階迎風)

①一階耗散性大，有比較嚴重的抹平現(xiàn)象；穩(wěn)定性好

②二階耗散性小，精度高；穩(wěn)定性較差，需耍減小松弛因子

4.流動模型的選擇

①inviscid無粘模型:當粘性對流場影響可以忽略時使用；例如計算升力。

②1aminar層流模型：考慮粘性，且流動類型為層流。

③Spalart-A1Imaras（S-A模型）:單方程模型，合用于翼型、壁面邊界層流動，不適

于射流等自由剪切湍流問題。

④k-epsi1on（k-e模型）:

⑴k-e標準模型:高雷諾數(shù)湍流，應用廣泛,不適于旋轉等各向異性較強

的流動。

⑵重整化群RNGk-e模型:低雷諾數(shù)湍流，考慮旋轉。

⑶可實現(xiàn)性Realizable模型：精度優(yōu)于前兩者,還合用射流，旋流,

邊界層，二次流；

慎用，多重參考系和旋轉滑移網(wǎng)格等同

時存在靜止和旋轉流場。

⑤k-omega模型（k-3模型）：（1）k-標準模型:包含包含低雷諾數(shù)、剪切流擴

散、可壓縮的影響，合用尾跡混合、

混合層、射流、壁面受限制的流動附著邊界層湍流和自由剪切流計算。

⑵剪切應力輸運模型SSTk-3模型：同時具有k-e模型

和k-3模型的優(yōu)點，還增長

了橫向耗散倒數(shù)項合用范圍更廣如翼型、夸聲速帶激波等。

⑥ReynoidsStress雷諾應力模型:精度優(yōu)于上述所有模型，適于強旋流動如龍卷風、燃

燒室，速度慢。

DES（離散渦湍流模型）和LES（大渦模擬）是兩個最精細模型，內(nèi)存大，耗時長。

5.新型求解器選擇

PressureBased：重要低速不可壓縮流

DensityBased:重要高速可壓縮流

注意:在相稱大的流動速度范圍內(nèi)，兩種求解器都可以用。

6.關于入口湍流參數(shù)設立經(jīng)驗性的，影響入口一定范圍參數(shù)分布

7.OUTFLOW邊界條件物理意義為充足發(fā)展

8.關于初始化初始化即對流場付初始值,對求解影響比較大，原則是從盡量接近真實值

的部分初始化。

9.對稱問題全顯示DispayViews...

10.關于合并實體Merge合并虛體轉化Convert實體

11.分割面Splitface分割面后，實面轉化為虛面，但不影響計算結果。

12.檢查網(wǎng)格之后緊接著用Reorder網(wǎng)格：物理意義為重新編號網(wǎng)格和排序，加快計算

速度。

方法:順次點擊GridReorderDomain

13.新型初始化，或高級初始化FMG方法：物理意義FMG方法初始化可以使初始流場

更加合理，減少迭代次數(shù)。atPAGE68

方法：控制界面敲擊ENTER得到＞鍵入solve/ini

tialize/set-fmg-initialization敲擊ENTER—。。。

。o直到出現(xiàn)enab1eFMGverbose?[no]鍵入yes—

-ENTER出現(xiàn)＞--輸入solve/initia1ize/

fmg-initia1izationENTER出現(xiàn)EnableFMG

initialization?[no]鍵入yesENTER--

oo??出現(xiàn)〉后繼續(xù)操作。。。

14.自適應網(wǎng)格技術：即使生成的網(wǎng)格可以隨求解過程變動，或者在流動參數(shù)變化較大的區(qū)

域可以自動加密。非結構網(wǎng)格的自適應

解決很方便,自適應網(wǎng)格成為數(shù)值計算中提高計算效率和求解精度的一種重

要手段

15.結構化網(wǎng)格與非結構化網(wǎng)格優(yōu)缺陷對比：

結構化網(wǎng)格：定義---一一-是網(wǎng)格拓撲相稱于矩形域內(nèi)均勻網(wǎng)格的

網(wǎng)格,

優(yōu)點是可以方便準確地解決邊界條件，計算精度

高，并且可以采用許多高效隱式算法和多重

網(wǎng)格法，計算效率也較高。

缺陷是對復雜外形的網(wǎng)格生成較難，甚至難以實現(xiàn);即

使生成多塊結構網(wǎng)格，塊與塊之間的

界面解決又十分復雜，因而在使用上受到限制。

非結構化網(wǎng)格：定義-一一-所謂非結構網(wǎng)格就是指這種網(wǎng)格單元和節(jié)點彼此

沒有固定的規(guī)律可循，其節(jié)點分布完全

是任意的。又分為宏觀非結構網(wǎng)格和微觀非結構網(wǎng)格。

優(yōu)點(1)適合于復雜區(qū)域的網(wǎng)格劃分，特別

對奇性點的解決很簡樸；

(2)其隨機的數(shù)據(jù)結構更易于作網(wǎng)格自適應，以

便更好地捕獲流場的物理特性；

缺陷(1)耗機時，特別對于三維

(2)高精度差分格式還重要應用于十分規(guī)則

的矩形網(wǎng)格，在非正交網(wǎng)格坐標下，

未必能得到高精度的解。

(3)再次，不能簡樸將一些基于結構網(wǎng)格的成熟的

差分格式和高效隱式算法直

接推廣應用于非結構網(wǎng)格，比如近似因式分解

格式和交替方向隱式(ADD算法就無法采用。

但現(xiàn)在大多數(shù)非結構網(wǎng)格數(shù)值解法都是建立在有限無法或有限體積法之上，重

要應用于可壓縮流動計算。對于不可壓縮

流動計算的應用還比較少，重要因素是不可壓縮流動的控制方程中沒有壓

力對時間的偏導數(shù)項，壓力耦合的求解比較困難。

16.復雜體或不均勻網(wǎng)格劃分技術：--采用splitvolumes即分割體的方法,然后對兩個體

分別進行網(wǎng)格劃分，但是（曾經(jīng)碰到）有時候

會出現(xiàn)輸入FLUENT之后部分體網(wǎng)格丟失現(xiàn)象，此時需要重新劃分網(wǎng)格。（也有也許是盜

版軟件的穩(wěn)定性不好）

17.動畫設立:..---順次點擊So1ve—Animate-Define?。,分為

命名，設立每幀圖像間隔的時間步長（Time

Step）,Define選擇Storagetype

（一般不選第一個），選擇DispayType即表現(xiàn)

形式（矢量or函數(shù)圖形。r云線。。。）

——一-自動彈出下一個對話框一一一你要描述的

變量（速度0r渦量。。。）。

18.正則網(wǎng)格與非正則網(wǎng)格：界面兩側體共用交界面（interface）上的網(wǎng)格，反之則是非

正則網(wǎng)格。

使用非正則網(wǎng)格需要在GAMBIT與FLUENT里面都進行相應

設立,GAMBIT在邊界條件里選中兩個面設立為interface

FLUENT在Define-Grideinterface分別選中兩個面進行數(shù)

據(jù)傳遞。

19.網(wǎng)格檢查:plane--顯示一個平面上的網(wǎng)格;range-顯示網(wǎng)格質量標準中某一范圍的網(wǎng)格;3

D-element-選擇所要顯示的網(wǎng)格類型；

Qua1ityType---選擇顯示網(wǎng)格的質量方面（Equisize—網(wǎng)格偏斜限度;VOLUME

一網(wǎng)格體積；AspectRatio一縱橫比;）

拖動Out0rientation下面的坐標條可以顯示本地橫截面上的網(wǎng)格，從藍到

紅顏色越深質量越差。

20.三維結果顯示與分析:三維問題要做一些額外的截面以便進行圖形顯示與數(shù)據(jù)分析，方法-

Surface——ISO-Surface….（選擇GRID

-坐標軸ISO-Value坐標值命名）

21.輻射傳熱新概念一一光學厚度：它是選擇輻射模型的一個指標，定義介質的吸取系數(shù)

a*計算域的特性長度L,aL即光學厚度。

22.輻射模型的選擇：（1）光學厚度大于1選擇P-1模型;大于3選擇P-1模型和Rosseian

d模型；更高的光學厚度選擇DTRM模型或DO模型；

光學厚度小于1時選擇DTRM或DO模型。值得注意的是DTEM

和DO模型對于任意光學厚度都合用，但計算量大。

具體輻射模型選擇參見PAGE122。

23.離散相模型:①合用范圍（1）顆粒相的體積分數(shù)范圍小于10%~12%,（2）不合用于模擬

連續(xù)相中顆粒無限期懸浮問題，如攪拌釜,混合器

流化床等。更多其他限制參見Page146.

②調(diào)用方法：第一步Define--Models-DiscretePhase...第二步De

fine（注射射流）Injections...（create--選擇入射面

入射顆粒參數(shù)等）

③顯示方法:Dispay-PaticalTracks...

24.非定常問題時間步長的擬定：（特性長度/特性速度）*0.01（or0.1）,時間步長太大

fluent會提醒你，也有人用單元最小長度除以

流場平均速度，在進行左右調(diào)節(jié)（一般是進行放大）。

25.關于時間步數(shù)的擬定:步數(shù)=需要計算的時刻/時間步長，比如你想計算一秒時的射流，就用

1秒/timestepsize?假如想看到多個時刻的

流動狀況，可以采用File-Autowrite...設立每多少步進行一次保存，從而可以計算多時

刻狀態(tài)。假如想觀測連續(xù)時刻的問題，可錄制動畫。

26.多相流--Mixture混合模型：操作方法:DefinemodiesMutiphase...

①比前面的多了多相流模型的選擇，

②多了定義各項Define-—phase…（基本相，第二相，第二項顆粒直

徑等;相間的互相作用interaction）

③邊界條件的設立：每一個邊界除了要對Mixture進行設

立外還要對基本相和其余各相設立（有的邊界如oulll0W

可以只對mixture進行設立），其中涉及對非基本相的體積分數(shù)

的重要設立。

混合模型的缺陷：在描述產(chǎn)生回流和產(chǎn)生漩渦的地方不好，這時應當采

用歐拉模型進一步求解。

此外注意多相流模型只能使用壓力基求解器，具體限制，還要參見P

age174.

27.多相流VOF模型。?。。

28.三種多相流模型和離散相模型的選擇原則：

①對于提交積分數(shù)小于10%的氣泡、液滴。梨子負

載流動，采用離散相模型。

②對于①中超過10%的情況或者離散相混合物，采用混合模

型或歐拉模型。

③對于栓塞流、泡狀流，采用VOF模型。

④對于分層/自由面流動，采用VOF模型。

⑤對于氣力輸運，假如是均勻流，則采用混合模型；假如是粒子

流，則采用歐拉模型。

⑥流化床,采用歐拉模型

⑦泥漿流或水力輸運，采用混合模型或歐拉模型。

⑧對于沉降,采用歐拉模型

⑨VOF模型適合于分層的或者表面自由流動，而混合模型和歐拉

模型更適合流動中有

相混合或分離的流動。

⑩列舉個模型合用問題:VOF模型:分層流、自由面流動、灌注、晃動、液體中大氣泡

運動、水壩決堤時水流、

對噴射衰竭。以及求得任意氣-夜分界面的穩(wěn)態(tài)或瞬時

分界面。

Mixture模型：低質量載荷的粒子負載流、氣泡流、沉

降、旋風分離器等，以及沒有離散相

相對速度的均勻多相流。

歐拉模型:最復雜的多相流模型，氣泡流、上浮、顆粒懸浮、以及

流化床等。

29.多相流--Eulerian歐拉模型:實際問題一般先采用mixture模型計算一個近似解

嗎，再用歐拉模型得到更精確的解。以避免收斂出現(xiàn)

困難。

操作方法:操作方法和混合模型前面相同，只是在混合模型的

基礎上，再重新定義多相流模型為歐拉模型

并進行相見互相作用的設立（也也許保持默認設

立）;另一方面與單向流不同的是歐拉模型需要

多相湍流模型，在本來的湍流模型面板中會

發(fā)現(xiàn)多了左下角的多相湍流模型，共有三種可選，

三個選項的物理意義參見pagel85.

30.移動與變形問題

多重參考系的應用:不同之處在于①Gambit中多了連續(xù)介質設立（即

邊界設立旁邊的按鈕），

②f1uent中的Zone邊界條件也要設立。

操作方法在f1uent邊界設立選擇區(qū)域邊界Motion下---M

otionType選擇MovingReferenceFrame（即

多重參考系模型）

31.移動與變形問題

SIidingMeshs滑移網(wǎng)格模型:

與多重參考系的區(qū)別：①基本求解器為非定

常；

②fluent邊界條件設立(環(huán)節(jié)與28相同)M

otion下MotionType選擇MovingMesh。

32.再次關于交界面Interface的鏈接問題：fluent中交界面鏈接，創(chuàng)建數(shù)據(jù)傳遞，一般在

interfacezonel中選區(qū)面積較小的那個，而在

interfacezone2中選擇面積較大的那個。

33.Turbu1enceSpecificationMethod湍流定義方法(選擇了湍流模型就要在邊界

設立中定義湍流)：

①TurbulenceintensityandHydra1icDiameter湍流弓雖度

和水力直徑

-一湍流強度I=ul/u2=0.16(Re)i(-l/8)其中u1為脈動速度；u2

為平均速度;Re為以水力直徑為特性長度計算的雷諾數(shù)。

水力直徑口=4*面積/濕周。

②intensityandTurbulence1engthscale湍流強度和湍流尺度

—湍流尺度1=0.07*L，其中1為湍流尺度，L為特性尺寸或水力直徑；

③intensityandviscosityratio

粘性比=湍流粘性/層流粘性；湍流粘性v=sqrt(3/2)u*I*l,其中u為

平均速度，I湍流強度，1為湍流長度尺度。

一般取1,10之間，高雷諾數(shù)邊界層也許在100,1000.

④kandepsiIon

-——--一一湍動能k=3/2*(u*I)2,其中u為平均速度，I為湍流強度。

一一湍動能耗散率e=O(3/4)*kA(3/2)/I,其中C是經(jīng)驗常數(shù)0.09,k

為湍動能，1為湍流長度尺度。

34.邊界條件使用注意事項：①壓力出口，用于指定流動出口的靜壓，對于有回流的效果也

很好；

②壓力遠場，用來指定無窮遠處來流馬赫數(shù)等,只能用于可壓縮流；

③出流outfl。W,不能用于可壓流動，也不能與壓力進口邊界條

件一起用，用來描述求解前未知的出口邊界。

@velocity-inlet速度入口只能合用于不可壓縮流。

⑤mass-flow-inlet質量入口,一般只用于可壓流。

⑥Outflow出流，不能與壓力進口同時用；不能用于可壓

縮流；不能用于模擬變密度的非定常流；不能用于

歐拉多相流模型。

35.網(wǎng)格自適應修改--即網(wǎng)格加密:第一步:顯示基于單元的溫度（或其他變量）分布:Dis

play--Contours--選擇要顯示的變量Contoursof

--取消NodeVaiues--點擊disp1y

第二步：繪制用于改善網(wǎng)格的溫度（或其他變

量）的溫度梯度圖：在Contoursof選擇Adaption…和

AdaptionFunction；--取消Options下的NodeVa1

ues;--點擊Disply.

第三步：標出需要改善的單元：取消0pti。ns

中的AutoRange;-在Min中輸入最小梯度值（可取0.01）

--Dispay.

第四步:網(wǎng)格改善：Adapt—Gradient選擇Grad

ientoftemperature（需要細化的變量）

取消Options下的Coarsen選項;—點擊compute;—輸入

RefineThreshold細化閾值;--點擊manage

彈出對話框；點擊Adapt點擊yes表達批準細化網(wǎng)

格。完畢。

36.注意：對于馬赫數(shù)大于0.1的；流動應當是工作壓強為零,因素待解釋。

37.注意：對于外部繞流，選擇粘性比在0-10之間。

38.模擬水流在沖擊作用下引起氣泡過程應使用非定常方法，多相流混合模型。

39.對于貼近避免附近的流動，采用非平衡壁面函數(shù)（Non-equi1ibriumwa11funct

ions）時運用標準的K-e模型進行數(shù)值模擬計算式很有效的。

40.由此來看，判斷是否收斂并不是嚴格根據(jù)殘差的走向而定的?？梢赃x定流場中具有特性

意義的點，

監(jiān)測其速度，壓力,溫度等的變化情況。假如變化很小，符合你的規(guī)定,即可認為是收斂了。

一般來說，壓力的收斂相對比較慢一些的。殘差的大小不能決定是否收斂,我在用FLUENT

計算時，多采用監(jiān)測一個面的速度（或者是壓力、

紊動能等參數(shù)）基本上不隨著計算時間的推移而變化，就認為基本達成收斂.

41.殘差在較高位震蕩，需要檢查邊界條件是否合理，另一方面檢查初始條件是否合適，比如

在有激波的

流場，初始條件不合適,會帶來流場的震蕩。有時流場也許有分離或者回流，這自身是非定常

現(xiàn)象，

計算時殘差會在一定限度上發(fā)生震蕩，這時假如進出口流量是否達成穩(wěn)定平衡，也可以認

為流場收斂了

（前提是要消除其他不合理因數(shù)）。此外Fluent缺損地采用多重網(wǎng)格，在計算后期，將

多重網(wǎng)格設立

為零可以避免一些波長的殘差在細網(wǎng)格上發(fā)生震蕩。

42.用右鍵點擊顯示的圖形的邊框，點擊copytoclipboard,然后就可以粘貼到別的

地方去了。

直接這樣的話是黑色背景的圖片，要是想要白的色背景的圖片，先點擊PageSetup在彈

出的對話框

中選中ReverseForeground0rientation,然后再copytoclipboard就可了。在

PageSetup對話框里尚有其他選項可以設立，大家可以試一試。

43.不懂

SIMPLE與SIMPLEC比較

在FLUENT中,可以使用標準SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默

認是SIMPLE算法,但是對于許多問題假如使用SIMPLEC也許會得到更好的結果，

特別是可以應用增長的亞松馳迭代時，具體介紹如下。

對于相對簡樸的問題（如：沒有附加模型激活的層流流動），

其收斂性已經(jīng)被壓力速度耦合