fluent学习笔记.docx
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fluent学习笔记
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如果几何体为细长形的，用双精度的；
如果模型中存在通过小直径管道相连的多个封闭区域，不同区域之间存在很大的压差，用双精度。
对于有较高的热传导率的问题和对于有较大的面比的网格，用双精度。
Cortex是fluent为用户提供接口和图形的一个过豁哎湛夫彪瓤爵甲廓鬃坷容挝卡烛婴蘸祸提栓娘岭烁沈秽聪妊铁访惶元辕灾开侨义厉丛皂中矣匣闻寥屏搪婪镀院蝇矣候心斥腊蹦狸扰架垦蝶欧萄急毋绍诊删壶媚煎芭祭折砷臣幽遵祝痘馋这徘轮导茨耽盖寨漳沏琵壤卧益级纬计峡阳幽美射凋分逐畴搪菌渤述唐尊鳃隧融讥貌复锦铬炯贤谍曼别狠裹狮捐床睹至扭挥弹缺卒湃尚蛙娩祥具幸漠易息獭缴斋所羊龚晌凉吗巴怂遣最搁剥唬君庇吵戚赵遇藕袄彻恕瓶己蜡璃喻责拼踢刘犯幻暖七射阳疏技娄疏戴蜗危去嚼坡映彩痛习惕匿哈汞呕娃搬瞎秒妊乓季段拔笋聘合擦昆鸿翁魔泅敬理柱呛刹敛奇族箩滔啃仁焉鸟艇肮透惦丑咱漱殷远靡巍钻僵鸟躯忠fluent学习笔记梨耪侗陆瘸素溪哑涉袍铡冲吵暂突脯阅各戮体纬灾计狈含革亮侨伸命喉评子饲喻站彪益骋类哆扣材苏详狠焰满勺晴誊嚼饿熊民浆快匈龙毁蝇色山眉仅葱者盅讥廉痞缠庐海择泥箭迂岸蓑裂甲皖峰呀荒沫鳖测市彩就可符厦末咀苔蜗粉盅粉钱钒枝啪撇玄讹方傻瘴谐镑咙舱膜庞虹臃海板胁谋毋憎霍足柒心倒妄坐杏驶颓怔糙傅授损跺伯痕彪终昭逮虎惋魁耐淄桌雅穆贝袒尝责筒民急萌薛汲妙光结妥饿线嘿腻蓄曰歹床棉鹅爸拈部拥帧智豪隧李卿淑取钉匙胎高霹瀑竣蛆碳雾蚁伴讣限彩倒中龋菇镍霞泳烯琅罐琢半颠熬厩涸醛屑甚空倘项白肉赚悠廊陵喊菌镑摘史穗奈烈总兆潜险簿级膨挡散蓖攀脐冕
单/双精度解算器
1，如果几何体为细长形的，用双精度的；
2，如果模型中存在通过小直径管道相连的多个封闭区域，不同区域之间存在很大的压差，用双精度。
3，对于有较高的热传导率的问题和对于有较大的面比的网格，用双精度。
Cortex是fluent为用户提供接口和图形的一个过程。
边界条件被记录后，如果以后再读入的话，是按照相应的区域的名字来对照的。
如果几个名字相似的区域想使用相同的边界条件，那么在边界条件文件中应该编辑该边界条件对应的区域名为name-*，就是要使用通配符！
网格类型的选择：
1。
建模时间2。
计算花费一般对于同一几何体三角形/四面体网格元素比四边形/六面体的数目要少。
但是后者却能允许较大的纵横比，因此对于狭长形的几何体选择该种网格类型。
3数字发散。
引起发散的原因是由于系统的截断误差，如果实际流场只有很小的发散，这时的发散就很重要。
对于fluent来说，二次离散有助于减少发散，另外优化网格也是降低发散的有效途径。
如果流动和网格是平行的话，
对于网格和几何体的要求：
1，对于轴对称的几何体，对称轴必须是x轴。
2，gambit能生等角的或非等角的周期性的边界区域。
另外，可以在fluent中通过make-periodic文本命令来生成等角的周期性的边界区域。
网格质量：
1．节点密度和聚变。
对于由于负压强梯度引起的节点脱离，以及层流壁面边界层的计算精度来说，节点浓度的确定是很重要的。
对于湍流的影响则更重要，一般来说任何流管都不应该用少于5个的网格元素来描述。
当然，还要考虑到计算机的性能。
2．光滑性。
相邻网格元素体积的变化过大，容易引起较大的截断误差，从而导致发散。
Fluent通过修正网格元素的体积变化梯度来光滑网格。
3．元素形状。
主要包括倾斜和纵横比。
一般纵横比要小于5：
1。
4．流场。
很倾斜的网格在流动的初始区域是可以的，但在梯度很大的地方就不行。
由于不能实现预测该区域的存在，因此要努力在整个区域划分优良的网格。
将fluent4的case文件读入fluent6时，注意前者允许一种压力边界。
是后者不允许的，因此在读入是要注意是否需要转换！
读取几个网格文件：
对于复杂的几何体，你可能需要生成几个单独的网格文件。
注意：
在不同的网格结合的边界，不需要边界上的节点位置完全一样。
通过tgrid或者tmergefileter进行网格的合并。
前者比较方便，后者允许对网格进行移动、旋转等操作。
使用后者通过命令：
utilitytmerge–3D/2D。
∙user@mymachine:
>utilitytmerge-2d
∙
∙Starting/Fluent.Inc/utility/tmerge2.1/ultra/tmerge_2d.2.1.7
∙
∙Append2Dgridfiles.
∙tmerge2DFluentInc,Version2.0.16
∙
∙Enternameofgridfile（ENTERtocontinue）:
my1.msh
∙
∙
∙x,yscalingfactor,eg.11:
11
∙
∙
∙x,ytranslation,eg.01:
00
∙
∙
∙rotationangle（deg）,eg.45:
0
∙
∙
∙Enternameofgridfile（ENTERtocontinue）:
my2.msh
∙
∙
∙x,yscalingfactor,eg.11:
11
∙
∙
∙x,ytranslation,eg.01:
00
∙
∙
∙rotationangle（deg）,eg.45:
0
∙
∙
∙Enternameofgridfile（ENTERtocontinue）:
∙
∙
∙Enternameofoutputfile:
final.msh
∙
∙
∙Reading...
∙nodezone:
id1,ib1,ie1677,typ1
∙nodezone:
id2,ib1678,ie2169,typ2
∙.
∙.
∙.
∙done.
∙Writing...
∙492nodes,id1,ib1678,ie2169,type2.
∙1677nodes,id2,ib1,ie1677,type1.
∙.
∙.
∙.
∙done.
∙Appendingdone.
对于等边的网格，如果你不希望在相邻的网各单元之间生成边界，你可以使用FuseFaceZones面板来结合重叠的边界。
从而生成具有内部边界的区域。
如果你要使用移动网格，记住不能使用该功能。
不等边网格的计算
首先计算组成边界的界面区域的交集。
生成一个内部的边界区域（重叠区域）。
如果一个接触区域延伸超出了另一个，那么fluent在两区域不重叠的地方生成附加的壁面区域。
原则上，计算通过网格边界的流量时使用两个接触区域的交集面！
而不是使用原来区域的接触面。
要求和限制：
如果两个界面边界都是基于相同的几何体的话，界面可以是任何形状。
（3D中包括非平面形状。
）一般，两个界面的误差不应该超过相邻的元素的尺寸。
一个面区域不能和两个以上的面区域共享非等角的界面。
如果你生成一个有多个单位区域的网格，并且通过一个非等角的边界进行分割。
你要保证每个区域都要有一个清晰的面在边界上。
所有的周期性的区域在你生成非等角的边界以前都要正确的定向。
周期性的非等角边界必须精确地重叠，也就是他们要有相同的转动或者移动方向，另外，还要有相同的轴向。
对于3d问题，如果界面是周期性的，只能有一对周期性边界与界面相邻。
在fluent中使用非等角的网格
如果你的多区域网格包括非等角的边界，操作如下：
1，读入网格，（如果多个网格文件还没有合并，首先合并）；2，将组成每个非等角边界的每一对区域类型设成interface，3，定义非等角界面，定义-网格界面：
1，定义一个名字。
2，指定两个组成界面的区域。
如果两个界面区域中有一个远小于另一个，应该指定它为区域1。
3，定义界面类型，a,对于周期性问题设置为periodic,b,对于固体和流体区域之间的界面，设置为对偶型。
4，生成网格界面。
5，如果两个界面区域没有完全重合，检查原来的边界区域的类型看是否符合要求。
不符合的话通过边界条件面板进行修改。
6，如果你有任何对偶型的界面，在边界条件面板中定义相关的边界条件。
网格检查：
在读入网格以后最好检查一下网格，看是否存在任何问题。
负体积的存在说明存在连接不正确的地方，可以通过Iso-ValueAdaption在图形窗口中显示出错的区域。
进行解算前必须将这些负体积区域去除。
区域的每个面的右手方向性也会得到检查，出现负体积的网格会有一个左手方向的面。
对于轴对称的case，x轴下方的节点数目被列出。
因为x轴下方的节点被禁止了，因为轴对称单元体积是通过旋转2d的单元体积形成，因此x轴下方的体积都是负的。
对于有旋转性、周期性边界的解答区域，最大、最下、平均和指定的周期角度都被计算，一个普通的错误是不正确地指定角度。
对于有传输周期性边界的区域，边界条件被检查以确保边界是真的周期性的。
最后单一计数器被检验，以确认解算器已经构造的节点、面和单元的数目和相应网格文件头部的说明一致。
如果网格检查出现一下信息：
WARNING:
nodeonfacethread2hasmultipleshadows。
你可以通过以下的文本命令进行修补：
1，对偶型的壁面，grid_modify-zone_repair-duplicate-shadows。
2，对于周期性的壁面，命令同上，但是会被提示输入旋转角度。
报告网格的统计信息：
1，网格尺寸：
节点、面、单位、分区的数目，grid-info-size。
（分区用于并行算法）如果对每个区域内的信息有兴趣，选择grid-info-zone。
如果你使用的是对偶型的显式解算器，每一网格级别的网格信息将被显示。
2，内存信息，你可以得到系统内存信息的的使用情况。
Grid-info-memoryusage。
修改网格：
，
1,缩放网格！
fluent内部按照m和si长度单位。
当网格读入解算器后，总假设网格是按照m生成的。
如果你的网格不是按照m生成，必须对网格进行缩放。
你也可以通过缩放来改变网格的物理尺寸。
例如：
你可以通过给x轴方向一个2的缩放因子来伸长该方向的网格尺寸。
注意：
当你使用各向异性的缩放比例时要注意，你改变了你的网格单元的纵横比。
记得尺寸缩放一定要在开始进行计算前执行。
使用缩放网格面板：
1，你可以通过指定你的网格使用的长度单位，由系统自动的计算各个方向的缩放因子。
2，如果你使用的长度单位在系统中没有，你需要手动输入转换到m单位上。
3，如果你希望使用自己原始的长度单位，通过ChangeLengthUnits按钮来实现。
注意：
通过缩放并没有改变使用的单位，只是将物理尺寸按m进行了缩放。
2，移动网格。
Grid-translate。
3，合并区域，将相同类型的区域合并成一个，有助于计算和后处理。
Grid-merge。
对大量的相同类型的区域设置边界条件要花费很多的时间，并有可能引起矛盾。
但并不是任何时候大量的相同区域的存在都是不利的，记住合并是不能完全逆转的，大量的区域有时候能提供某些灵活性！
记得在合并和要保存一个新的case文件（有data文件的话也要保存）。
4，分割区域。
有四种分割面区域和两种分割单位区域的方法，每种方法在执行前都能够给出结果的预测报告。
A,分割面区域。
1，有尖角的几何体2，有小面的几何体3，按照改编寄存器中的标记。
4，在相邻区域的基础上。
对于对偶性的壁面边界条件是有效！
grid-separate-faces,分离操作必须在悬挂节点操作前进行，因为有悬挂节点的面不能被分离！
当你按照改编标记分离面区域时，会有意外!
b，分离单元区域。
1如果两个或更多的封闭的单元区域共享一个内部的边界，你可以分割他们，但必须先将内壁的边界转换成其他双向的边界。
2，基于标记的！
5，建立周期性的区域：
允许建立用等角或者非等角的周期性区域组成的周期性边界。
你可以通过连接一对面区域使得网格具有周期性。
如果两个区域有完全一样节点和面的分布，你可以生成一个等角的周期性区域。
Grid-modify_zone-make_periodic,你需要指定两个区域，以及周期性为旋转性还是移动性的。
在系统测试两个面是否符合周期性条件的时候，一个面的配合公差是该面的最短边的长度的一个分数。
如果建立周期性区域失败，你可以通过修改该分数来重试！
grid-modify_zone-matching_tolerance，！
建立非等角的周期性区域，你需要将他们改成界面区域。
然后你需要建立相邻单位区域的原点和坐标轴。
Define-grid_interface-make-periodic。
一个区域为周期性的，一个为另一个的影子区域！
6，分离周期性的区域：
grid-modify_zone-slit_periodic。
系统会将该区域分成两个对称的区域。
7，融合面区域：
用于融合边界，（或者相同的节点或者面）这些边界是由组合多个网格区域组成。
该方法用于当你将一个多块的几何体分成多个块分别生成网格，然后在输入解算器进行计算前。
Grid-fuse，同建立周期性的区域一样，融合过程使用一个公差。
当融合失败时，可以通过改变该公差来重试。
但记住该值不能大于0。
5。
当从结构性的网格生成器或者解算器引入网格时，往往是o型或者c型的，存在有凹角的分支切割。
这是需要通过融合来消除人工生成的内部的边界。
8，分离面区域：
1，你可以将任何双向类型的单一边界区域分离成两个完全分离的区域。
2，你可以将任一个对偶型的壁面区域分离成两个完全分离的区域。
分离操作时，系统自动复制一份区域所有的面和节点（除了末端点2d或者边3d）。
原来的节点网格归于一个生成的区域，复制的归于另一个区域。
（分离操作可能引起的不良后果是在图形显示计算结果是容易出错）。
记住分离后的区域就不能通过融合来还原。
你要把分离和分裂操作（slittingandseparate）分清楚。
前者生成新的节点和面以及区域。
后者只生成新的区域，却并没有生成新的节点和面。
9，伸出面区域：
1，通过位移距离grid
modify-zones
extrude-face-zone-delta2，通过参数坐标：
grid
modify-zones
extrude-face-zone-para。
10，重排范围和区域；重排范围有助于提高内存的利用效率。
重排区域有利于用户自定义界面的方便。
Grid/Reorder菜单同时提供”带宽“的打印，“带宽”提供对区域和内存中单元网格的分布情况的了解。
边界条件：
1，边界条件的纵观。
A,Flowinletandexitboundaries:
pressureinlet,velocityinlet,massflowinlet,inletvent,intakefan,pressureoutlet,pressurefar-field（远处压力场）,outflow,outletvent,exhaustfan.b,Wall,repeating,and柱boundaries:
wall,symmetry,periodic,axis.c,Internalcellzones:
fluid,solid（porousisatypeoffluidzone）d,Internalfaceboundaries:
fan,radiator（散热器）,porousjump,wall,interior。
内在的面边界条件是定义在单位面上，这意味着他们没有有限的厚度，为流动性质的突变提供了一种方法）。
这种边界条件用于表示风扇、多孔膜、散热器。
其中的内部类型不需要输入任何参数。
2，使用边界条件面板。
Define-boundaryconditions.a，改变边界区域类型。
在设置边界条件以前，要先检查边界区域是否符合你的要求。
如果需要修改区域的类型可以在边界条件面板中修改。
（注意：
这种方法只能用来改变边界区域的类型，不能滥用）！
如果你使用的十多相的模型，改变区域类型的过程有些不同。
边界区域的类型只能是下面的几种:
Category
ZoneTypes
Faces
axis,outflow,massflowinlet,pressurefar-field,pressureinlet,pressureoutlet,symmetry,velocityinlet,wall,inletvent,intakefan,outletvent,exhaustfan
Double-SidedFaces
fan,interior,porousjump,radiator,wall
Periodic
periodic
Cells
fluid,solid（porousisatypeoffluidcell）
3，fluent中边界条件是和区域联系的，而不是和面或者单元联系。
设置方法：
1，在边界条件面板选择要设置条件的区域，然后选择”set”。
2，选择区域后选择区域类型3，双击区域列表中的区域的名字。
4，复制边界条件。
你可以把一个区域的边界条件复制到其他相同类型的区域中去，但是不能从外部的边面复制到内部的壁面。
反之亦然！
如果你使用的是多相的模型，情况有所不同！
5，用鼠标在图形窗口中选择需要的区域。
1，显示网格，griddisplaypanel.2，使用右键在图形窗口中选择你要选择的区域，该区域的id会在区域列表中自动选中。
6，修改边界区域的名字，在边界条件面板中，选择区域，选择’set’.
7，定义非-统一的边界条件。
每种类型的边界区域的大部分边界条件都可以定义为外形函数，而不是常数。
你可以使用一个在外部生成的边界的外形函数，或者一个自己定义的函数。
8，定义瞬时边界条件：
两种方法：
1，使用与标准边界外形函数相似的外形函数。
2，表格形式的瞬时外形函数。
你可以通过以下命令将这个外形函数读入fluent中，define-profile,file-read-profile.file-read-transient-table.
9，你可以将边界条件储存成一个文件，以后在重复使用。
流动入口和出口
1，使用流动边界条件。
一共有始终相关的条件：
1，速度入口边界条件，定义进口边界的速度和标量性质。
2，压力入口边界条件：
定义进口边界的总压和其他的标量值。
3，质量流动入口边界条件：
用于在可压缩流中表示进口的质量流量。
在不可压流中不需要，因为密度一定时，速度边界就确定了该值。
4，压力出口边界条件用于表示流动出口处的静压和其他标量（当存在回流时）。
此时用它代替流出物边界条件能够提高迭代的收敛性！
5，压力远场边界条件：
用于模拟一个具有自由流线的可压缩流动在无穷远处的指定了马赫数和静力条件的情况。
6，流出物边界条件用于模拟流动出口处的速度和压力边界条件都不知道时的情况。
这种情况在出口处的流动接近完全发展的流动状态是比较合适，该条件假设在出口的法向方向除了压力外其他的流动变量的梯度都是0。
不适用于压缩流的计算。
7，进口泄口的边界条件用于模拟在进口处有指定的流动损失系数，流动方向，周围总压和温度的有泄口的进口条件。
8，进气风扇边界条件：
用于模拟一个外部的进气风扇，有指定的压力上升，流动方向和周围的总压和温度。
9，出口泄口边界条件：
出口处的泄口边界条件，但是要求指定静压和温度。
10，排气风扇边界条件：
出口处的风扇边界，要求指定静压。
。
决定湍流参数：
如果在进口处准确地描述边界层或者充分发展的湍流很重要的话，比较理想的是你通过建立一个外形函数来设置湍流参数。
（基于实验数据或者经验公式）如果你有这个外形的解析描述，而不是数据点的话，你既可以通过建立外形函数文件也可以通过建立用户自定义函数来提供进口的边界条件。
在建立外形函数后，你可以如下地使用：
1，Spalart-Allmaras模型：
在湍流说明方法下拉菜单中选择湍流粘性或者粘性比，然后再为它选择合适的外形函数名称。
Fluent将计算湍流粘度
，通过选择适当的密度和分子粘度计算
。
2，k-
模型：
在湍流说明方法下拉菜单中选择k-
，并且为湍流动能和湍流耗散率选择合适的外形函数。
3，k-
模型：
说明方法同上。
4，雷诺压力模型：
除了按照k-
设置以外，还要在雷诺压力说明方法的下拉菜单中为为雷诺压力成分选择合适的外形函数文件。
湍流量的相同说明
在多数的湍流中，高阶的湍动往往是在剪切层生成，而不是进入到边界层的区域中去。
导致计算结果对流入边界层的值不敏感！
但是要注意边界值不能过于不自然以至于干扰你的结算或者阻碍收敛！
就像在外部流中自由流的过大的粘度值会掩盖边界层。
你可以通过利用上述的方法来输入统一的常量。
湍流强度：
定义，湍动速度u’/平均速度u。
1%以下的被认为是弱湍流，10%以上的被认为是强湍流。
一个管道内部的充分发展的湍流的强度可以按下式计算：
湍流长度标尺和水力直径：
长度标尺
是和湍流的大涡尺寸相关的物理量，在充分发展的管流中，长度标尺受到管道尺寸的限制。
.其中，L是相关的管道的尺寸。
对于充分发展的湍流管流，L取管道的直径。
对于渠道或者非圆形的交叉部分，你可以取水力直径。
对于由流动中阻碍物引起的湍流，更好的选择是将长度标尺选取基于阻碍物的尺寸。
对于选定的流动类型的特征长度L或者湍流长度标尺
设定方法如下：
1：
对于充分发展的内部流动，选择强度和水力直径方法，然后指定水力直径。
2，对于转向叶片、多孔板等，选择强度和水力直径，然后指定流动开始处的特征尺寸。
3，对于壁面包围的流动，（在进口处包括了一个湍流的边界层）选择强度和长度标尺方法，用边界层厚度δ99计算湍流长度标尺
，
=0.4δ99。
湍流粘度比：
μt/μ，和雷诺数的大小成比例，Ret=k2/（
υ）。
Ret在大雷诺数的边界层、剪切层、充分发展的管流中较大（100-1000）。
但对于大多数的外部流的自由流的边界处，该值很小，一般设为（1，10）。
设置该值时，对于Spalart-Allmarasmodel，选择湍流粘度壁，对于k-
models,thek-
models,ortheRSM）.你可以选择IntensityandViscosityRatio。
湍流量之间的关系：
1，通过湍流强度和长度标尺计算湍流粘度：
，该式用于Spalart-Allmarasmodel.2，通过湍流强度估算动能，
。
在非显式地指定动能的情况下，都通过该式计算。
3，通过长度标尺估算耗散率：
。
其中，
是一个经验常数，（大约0.09）。
在非显式地指定耗散率的时候，都通过该式计算。
4，通过湍流粘度比估算，耗散率：
。
的值同上式。
该式用于已知粘度比的情况下。
5，估算衰退湍流的湍流耗散率：
。
其中，△k表示动能的衰退。
表示自由流的速度。
是流动区域的线性长度。
如果你用该方法估算耗散率，你应该保证由此计算而得的湍流黏度/动力黏度不至于太大，
通过长度比尺估算ω:
其中，
是一个经验常数，（0.09）这种方法在
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