Fluent学习概述.docx

FLUENT学习总结 1 概述： FLUENT是目前处于世界领先地位的商业CFD软件包之一，最初由FLUENT Inc.公司发行。2006年2月ANSYS Inc.公司收购FLUENT Inc.公司后成为全球最大的CAE软件公司。 FLUENT是一个用于模拟和分析复杂几何区域内的流体流动与传热现象的专用软件。FLUENT提供了灵活的网格特性，可以支持多种网格。用户可以自由选择使用结构化或者非结构化网格来划分复杂的几何区域，例如针对二维问题支持三角形网格或四边形网格；针对三维问题支持四面体、六面体、棱锥、楔形、多面体网格；同时也支持混合网格。用户可以利用FLUENT提供的网格自适应特性在求解过程中根据所获得的计算结果来优化网格。 FLUENT是使用C语言开发的，支持并行计算，支持UNIX和Windows等多种平台，采用用户/服务器的结构，能够在安装不同操作系统的工作站和服务器之间协同完成同一个任务。FLUENT通过菜单界面与用户进行交互，用户可以通过多窗口的方式随时观察计算的进程和计算结果。计算结果可以采用云图、等值线图、矢量图、剖面图、XY散点图、动画等多种方式显示、存贮和打印，也可以将计算结果保存为其他CFD软件、FEM软件或后处理软件所支持的格式。FLUENT还提供了用户编程接口，用户可以在FLUENT的基础上定制、控制相关的输入输出，并进行二次开发。 1.1 FLUENT软件包的组成 针对不同的计算对象，CFD软件都包含有3个主要功能部分：前处理、求解器、后处理。其中前处理是指完成计算对象的建模、网格生成的程序；求解器是指求解控制方程的程序；后处理是指对计算结果进行显示、输出的程序。FLUENT软件是基于CFD软件的思想设计的。FLUENT软件包主要由GAMBIT、Tgrid、Filters、FLUENT几部分组成。 （1）前处理器。包括GAMBIT、Tgrid和Fliters。其中GAMBIT是由FLUENT Inc.公司自主开发的专用CFD前置处理器，用于模拟对象的几何建模以及网格生成。Tgird是一个附加的前置处理器，它可以从GAMBIT或其他的CAD/CAE软件包中读入所生成的模拟对象的几何结构，从现有的边界网格开始生成由三角形、四面体或混合网格组成的体网格。Filters实际上就是其他CAD/CAE软件包，例如ANSYS、CGNS、I-DEAS、NASTRAN、PATRAN、ICEM等与FLUENT之间的接口，通过接口可以将由其他CAD/CAE软件包所生成的面网格或体网格读入到FLUENT。 （2）求解器。它是CFD软件包的核心，FLUENT实际上是一个求解器，FLUENT6.3.26是一个基于非结构化网格的通用求解器，支持并行计算，分单精度和双精度两种。一旦所生成的网格读入到FLUENT中，所有剩下的操作都可以在FLUENT里面完成，其中包括设置边界条件、定义材料性质、执行求解、根据计算结果优化网络、对计算结果进行后处理等。 （3）后处理器。FLUENT本身附带有强大的后处理功能，有云图、等值线图、矢量图、剖面图、XY散点图、粒子轨迹图、动画等多种方式显示、存贮和输出计算结果，可以平移、缩放、旋转、镜像图像，也可以将计算结果导入到其他CFD、FEM软件或其他后处理软件中，例如Tecplot。 1.2 FLUENT软件包的工程应用背景 应用CFD软件可以进行大量虚拟（数值）试验，在此基础上再结合一定的实际经验，可以加快开发进程、降低开发成本、提高企业的创新力和竞争力。 FLUENT软件是目前市场占有率最大的CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。只要是涉及流动、传热、化学反应等的工程问题，都可以用FLUENT来进行分析。FLUENT采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而能达到最佳的收敛速度和求解精度。FLUENT提供了丰富的物理模型、数值方法供用户选择，而且具有强大的前后处理功能，灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在航空航天、汽车设计、船舶、机械、能源动力、化工、环境、电子、噪声、材料加工、生物医药、燃料电池等许多领域都有着广泛的应用。 FLUENT的特点以及能够解决的工程问题可以归纳为以下方面： 二维平面、二维轴对称、二维轴对称旋流、三维流动问题。 可以建立三角形、四边形、四面体、六面体、棱柱（楔形）、棱锥、多面体网格以及混合网格，计算过程中网格可以根据计算结果自适应粗化或细化。 定常（稳态）和非定常（瞬态）问题。 不可压和可压缩流动问题，包括所有的速度范围（亚、跨、超、高超声速流动）。 无粘流、层流和湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras(S-A)模型，k-ω模型、雷诺应力模型（RSM）、大涡模拟（LES）以及必威体育精装版的分离涡模拟