Fluent教程案例課件

Fluent教程案例匯報(bào)人：AA2024-01-20目錄Fluent軟件簡(jiǎn)介Fluent前處理Fluent求解過(guò)程Fluent后處理Fluent在流體動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用案例Fluent在多相流模擬中的應(yīng)用案例Fluent在傳熱與傳質(zhì)模擬中的應(yīng)用案例01Fluent軟件簡(jiǎn)介誕生與發(fā)展Fluent軟件起源于1983年，由FluentInc.公司開(kāi)發(fā)，專(zhuān)注于流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模擬。經(jīng)過(guò)多次版本迭代，現(xiàn)已成為行業(yè)領(lǐng)先的CFD軟件之一。收購(gòu)與整合2006年，F(xiàn)luent被ANSYS公司收購(gòu)，成為ANSYS旗下重要的CFD分析工具。通過(guò)不斷整合和優(yōu)化，F(xiàn)luent與ANSYS其他產(chǎn)品線(xiàn)形成了緊密的互補(bǔ)關(guān)系。Fluent軟件背景ABDC航空航天用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等飛行器的氣動(dòng)性能分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。汽車(chē)工程在汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中，F(xiàn)luent可幫助分析車(chē)輛的氣動(dòng)性能、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、燃油經(jīng)濟(jì)性等。能源領(lǐng)域應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核能等領(lǐng)域，進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)模擬和性能優(yōu)化。化工與過(guò)程工業(yè)用于管道流動(dòng)、混合器設(shè)計(jì)、反應(yīng)器優(yōu)化等化工過(guò)程的模擬與分析。Fluent軟件應(yīng)用領(lǐng)域Fluent具備先進(jìn)的數(shù)值求解技術(shù)，能夠高效、準(zhǔn)確地模擬復(fù)雜的流體流動(dòng)現(xiàn)象。強(qiáng)大的求解器提供了多種物理模型，如湍流模型、多相流模型、熱傳導(dǎo)模型等，可滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的需求。豐富的物理模型配備直觀的前處理工具，方便用戶(hù)建立幾何模型和網(wǎng)格劃分；同時(shí)提供強(qiáng)大的后處理功能，支持多種數(shù)據(jù)可視化方式。易用的前后處理工具Fluent支持與多種CAD和CAE軟件的無(wú)縫集成，方便用戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)同工作。良好的兼容性Fluent軟件特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)02Fluent前處理010203結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適用于形狀規(guī)則的幾何體，網(wǎng)格生成速度快，質(zhì)量好。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適用于復(fù)雜形狀的幾何體，網(wǎng)格生成靈活，但可能需要更多的計(jì)算資源。混合網(wǎng)格結(jié)合結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，適用于既包含規(guī)則形狀又包含復(fù)雜形狀的幾何體。網(wǎng)格生成技術(shù)入口邊界條件定義流體進(jìn)入計(jì)算域的參數(shù)，如速度、溫度、壓力等。出口邊界條件定義流體離開(kāi)計(jì)算域的參數(shù)，通常設(shè)置為壓力出口或自由出流。壁面邊界條件定義固體壁面的參數(shù)，如溫度、速度（無(wú)滑移）、熱通量等。邊界條件設(shè)置123定義流體的密度、粘度、熱傳導(dǎo)系數(shù)等物理屬性。流體屬性定義固體的密度、熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱容等物理屬性。固體屬性對(duì)于涉及多相流的模擬，需要定義表面張力系數(shù)以及相關(guān)的模型和參數(shù)。表面張力材料屬性定義03Fluent求解過(guò)程根據(jù)問(wèn)題類(lèi)型和計(jì)算資源，選擇合適的求解器，如基于壓力的求解器或基于密度的求解器。選擇求解器設(shè)置求解參數(shù)選擇湍流模型包括時(shí)間步長(zhǎng)、迭代次數(shù)、收斂標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)流動(dòng)特性選擇合適的湍流模型，如k-ε模型、k-ω模型等。030201求解器設(shè)置初始條件設(shè)置為計(jì)算域設(shè)定初始的流場(chǎng)參數(shù)，如速度、壓力、溫度等。邊界條件設(shè)置根據(jù)實(shí)際問(wèn)題，為計(jì)算域的邊界設(shè)定合適的邊界條件，如速度入口、壓力出口、壁面條件等。特殊邊界處理對(duì)于復(fù)雜的流動(dòng)問(wèn)題，可能需要設(shè)置特殊的邊界條件，如滑移壁面、周期性邊界等。初始條件與邊界條件應(yīng)用迭代計(jì)算01啟動(dòng)求解器進(jìn)行迭代計(jì)算，不斷更新流場(chǎng)參數(shù)直至滿(mǎn)足收斂標(biāo)準(zhǔn)。收斂判斷02通過(guò)監(jiān)測(cè)殘差、統(tǒng)計(jì)量等參數(shù)判斷計(jì)算是否收斂。對(duì)于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題，殘差應(yīng)逐漸降低并趨于穩(wěn)定；對(duì)于瞬態(tài)問(wèn)題，則需要觀察統(tǒng)計(jì)量的時(shí)歷曲線(xiàn)是否達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果輸出03將計(jì)算結(jié)果以云圖、矢量圖、數(shù)據(jù)表等形式輸出，以便后續(xù)分析和處理。迭代計(jì)算與收斂判斷04Fluent后處理

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)云圖顯示通過(guò)云圖可以直觀地展示流場(chǎng)中的物理量分布，如速度、壓力、溫度等。矢量圖顯示矢量圖可以展示流場(chǎng)中的速度矢量分布，幫助理解流動(dòng)方向和速度大小。流線(xiàn)圖顯示流線(xiàn)圖可以展示流體在流場(chǎng)中的流動(dòng)軌跡，有助于理解流動(dòng)的整體特征。可以從后處理結(jié)果中提取特定位置或區(qū)域的物理量數(shù)據(jù)，進(jìn)行定量分析。數(shù)據(jù)提取可以將不同工況或不同時(shí)間步的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析流動(dòng)的變化趨勢(shì)。數(shù)據(jù)對(duì)比可以對(duì)流場(chǎng)中的物理量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如平均值、最大值、最小值等，以評(píng)估流動(dòng)的整體性能。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析與解讀自定義報(bào)告用戶(hù)也可以根據(jù)需要自定義報(bào)告格式和內(nèi)容，以滿(mǎn)足特定的需求。數(shù)據(jù)導(dǎo)出Fluent支持將后處理結(jié)果導(dǎo)出為多種格式的文件，如Excel、CSV、TXT等，以便進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和分析。報(bào)告模板Fluent提供了多種報(bào)告模板，用戶(hù)可以根據(jù)需要選擇合適的模板進(jìn)行報(bào)告的生成。報(bào)告生成與導(dǎo)05Fluent在流體動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用案例03管道流動(dòng)優(yōu)化根據(jù)Fluent模擬結(jié)果，對(duì)管道結(jié)構(gòu)、閥門(mén)布局等進(jìn)行優(yōu)化，提高管道輸送效率。01管道內(nèi)流場(chǎng)分析利用Fluent模擬管道內(nèi)流體流動(dòng)，獲取速度、壓力等流場(chǎng)信息，為管道設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。02管道泄漏檢測(cè)通過(guò)Fluent模擬管道泄漏情況，分析泄漏對(duì)管道內(nèi)流場(chǎng)的影響，為泄漏檢測(cè)和定位提供技術(shù)支持。管道流動(dòng)模擬利用Fluent對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行模擬，獲取速度、壓力等流場(chǎng)信息，為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)模擬通過(guò)Fluent模擬結(jié)果，評(píng)估風(fēng)機(jī)的流量、壓力、效率等性能指標(biāo)，為風(fēng)機(jī)選型和改進(jìn)提供參考。風(fēng)機(jī)性能評(píng)估利用Fluent進(jìn)行風(fēng)機(jī)噪聲模擬，預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)的噪聲水平，為風(fēng)機(jī)降噪設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。風(fēng)機(jī)噪聲分析風(fēng)機(jī)性能分析汽車(chē)氣動(dòng)性能評(píng)估通過(guò)Fluent模擬結(jié)果，評(píng)估汽車(chē)的氣動(dòng)阻力、升力等性能指標(biāo)，為汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化提供參考。汽車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證將Fluent模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。汽車(chē)外流場(chǎng)模擬利用Fluent對(duì)汽車(chē)外流場(chǎng)進(jìn)行模擬，獲取車(chē)身表面的壓力、速度等流場(chǎng)信息，為車(chē)身造型設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化船舶水動(dòng)力性能分析利用Fluent對(duì)船舶水動(dòng)力性能進(jìn)行模擬分析，包括阻力、推進(jìn)力、操縱性等指標(biāo)，為船舶設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。船舶耐波性研究通過(guò)Fluent模擬船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和載荷變化，評(píng)估船舶的耐波性能，為船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全性分析提供參考。船舶水動(dòng)力噪聲分析利用Fluent進(jìn)行船舶水動(dòng)力噪聲模擬，預(yù)測(cè)船舶的輻射噪聲水平，為船舶降噪設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。船舶水動(dòng)力學(xué)研究06Fluent在多相流模擬中的應(yīng)用案例通過(guò)Fluent模擬氣泡在液體中的上升運(yùn)動(dòng)，可以研究氣泡形狀、速度、路徑等參數(shù)的變化規(guī)律，為工業(yè)過(guò)程中的氣液混合、分離等提供理論指導(dǎo)。氣泡上升運(yùn)動(dòng)模擬利用Fluent的界面追蹤技術(shù)，可以模擬氣液兩相流動(dòng)中相界面的變化，研究界面波動(dòng)、破裂、聚并等現(xiàn)象，為界面?zhèn)髻|(zhì)、傳熱等問(wèn)題的研究提供手段。氣液界面追蹤模擬通過(guò)Fluent對(duì)氣液兩相流場(chǎng)進(jìn)行模擬，可以獲得流場(chǎng)中的速度、壓力、溫度等參數(shù)的分布，為設(shè)備設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供依據(jù)。氣液兩相流場(chǎng)模擬氣液兩相流模擬氣固兩相流模擬Fluent可以模擬顆粒在氣流中的受力、運(yùn)動(dòng)軌跡等，研究顆粒的沉降、擴(kuò)散、聚并等行為，為氣固分離、氣力輸送等提供理論指導(dǎo)。氣固兩相流場(chǎng)模擬通過(guò)Fluent對(duì)氣固兩相流場(chǎng)進(jìn)行模擬，可以獲得顆粒濃度、速度、溫度等參數(shù)的分布，為設(shè)備設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供依據(jù)。氣固反應(yīng)過(guò)程模擬Fluent可以模擬氣固反應(yīng)過(guò)程中的傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，研究反應(yīng)速率、產(chǎn)物分布等問(wèn)題，為工業(yè)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供指導(dǎo)。顆粒在氣流中的運(yùn)動(dòng)模擬液固兩相流模擬Fluent可以模擬液固反應(yīng)過(guò)程中的傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，研究反應(yīng)速率、產(chǎn)物分布等問(wèn)題，為工業(yè)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供指導(dǎo)。液固反應(yīng)過(guò)程模擬Fluent可以模擬顆粒在液體中的受力、運(yùn)動(dòng)軌跡等，研究顆粒的沉降、擴(kuò)散、聚并等行為，為液固分離、液力輸送等提供理論指導(dǎo)。顆粒在液體中的運(yùn)動(dòng)模擬通過(guò)Fluent對(duì)液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行模擬，可以獲得顆粒濃度、速度、溫度等參數(shù)的分布，為設(shè)備設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供依據(jù)。液固兩相流場(chǎng)模擬多相流傳熱傳質(zhì)模擬Fluent可以模擬多相流中的傳熱傳質(zhì)過(guò)程，研究相界面處的傳熱傳質(zhì)規(guī)律以及相間傳熱傳質(zhì)的影響因素。多相流化學(xué)反應(yīng)模擬Fluent可以模擬多相流中的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，包括相間反應(yīng)和相內(nèi)反應(yīng)，研究反應(yīng)速率、產(chǎn)物分布等問(wèn)題。多相流流動(dòng)與反應(yīng)耦合模擬Fluent可以實(shí)現(xiàn)多相流流動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)的耦合模擬，綜合考慮流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等因素對(duì)多相流反應(yīng)過(guò)程的影響。010203多相流反應(yīng)過(guò)程模擬07Fluent在傳熱與傳質(zhì)模擬中的應(yīng)用案例自然對(duì)流模擬利用Fluent對(duì)強(qiáng)制對(duì)流進(jìn)行模擬，分析流體在外部作用力下的流動(dòng)和傳熱行為。強(qiáng)制對(duì)流模擬對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算基于Fluent的模擬結(jié)果，計(jì)算對(duì)流傳熱系數(shù)，評(píng)估傳熱效率。通過(guò)Fluent模擬自然對(duì)流現(xiàn)象，研究不同條件下的流動(dòng)和傳熱特性。對(duì)流傳熱模擬01通過(guò)Fluent模擬物體表面的輻射傳熱過(guò)程，分析輻射熱流的分布和影響因素。表面輻射模擬02利用Fluent對(duì)參與性介質(zhì)中的輻射傳熱進(jìn)行模擬，研究介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和溫度分布對(duì)輻射傳熱的影響。參與性介質(zhì)輻射模擬03結(jié)合Fluent的對(duì)流傳熱和輻射傳熱模型，實(shí)現(xiàn)輻射與對(duì)流傳熱的耦合模擬。輻射與對(duì)流傳熱耦合模擬輻射傳熱模擬通過(guò)Fluent模擬化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，研究反應(yīng)速率、反應(yīng)物濃度和溫度等因素對(duì)傳質(zhì)過(guò)程的影響。化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬化學(xué)反應(yīng)傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算多組分傳質(zhì)模擬基于Fluent的模擬結(jié)果，計(jì)算化學(xué)反應(yīng)傳質(zhì)系數(shù)，評(píng)估傳質(zhì)效率。利用Fluent對(duì)多組分系統(tǒng)中的傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行模擬，分析各組分間的