第1讲　CFD软件应用.ppt

计算传热学（NHT）发展简史 非结构网格 非结构网格 ? 混合 控制方程离散化 y x y x 控制容积有限元法 控制容积有限差分 有限差分法(Finite Difference Method, FDM) 有限体积法(Finite Volume Method, FVM) 有限元法(Finite Element Method, FEM) 有限分析法(Finite Analytic Method, FAM) 把控制方程中的各阶导数用相应的差分表达式来代替 偏微分形式的控制方程离散化 差分格式 对流扩散方程中对流项的离散格式 迎风格式、中心差分格式、混合格式、乘方格式、QUICK格式等 QUICK格式 一阶迎风 WW W P E EE w e i-2 i-1 i+1 i+2 SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations）算法，字面意思为求解压力耦合方程的半隐式方法。 SIMPLE系列算法 它的基本思想为：在求解Navier－Stokes方程时采用压力修正算法，先给定一个压力场（它可以是假定的或是上一层次的计算所确定的），在此条件下按次序求解u和v的代数方程，由此所得到的速度场未必能满足质量守恒的要求，因必须对给定的压力场加以修正。 SIMPLE算法包括各种改进方案是不可压缩流体的Navier－Stokes方程数值求解中应用非常广泛的算法，并且已成功地应用于可压缩流体的数值计算中。 SIMPLE算法 SIMPLE算法计算步骤 (1)假定一个速度分布，记为u0,v0，以此计算动量离散方程中的系数及常数项； (2)假定一个压力场p*； (3)依次求解两个动量方程，得u* 、v*； (4)求压力修正方程得p’； (5)计算修正后的速度场； (6)求解k-?方程； (7)将经过修正的压力p’作为新的压力给定值p*，返回第一步； (8)重复全过程，直至收敛。 数学模型 紊流模型 完全模拟 大涡模拟 紊流粘性系数法 雷诺(Reynolds)时均方程法 雷诺应力方程法 k-epsilon双方程模型 其它模型 辐射模型、燃烧模型、颗粒相模型、多组分模型 等 基本控制方程 湍流的数值模拟方法 其它一些数值计算基本术语 边界条件 初场　初始化 迭代 松驰因子 残差 收敛、发散 [1]陶文铨，计算传热学的近代进展，科学出版社 [2]朱家鲲 著,计算流体力学，科学出版社，1985 [3]陶文铨 著,数值传热学，西安交通大学出版社，1988.7 [4]王应时,范维澄，周力行，徐旭常 著,燃烧过程数值计算，科学出版社，1986 [5] S.V.帕坦卡(美)著，张政 译，传热与流体流动的数值计算，科学出版社，1984 参考文献 FLUENT流体工程仿真计算实例与应用 作者：韩占忠?王敬??译者：兰小平 出版社：北京理工大学出版社? 出版日期：2004-6-11 Fluent技术基础与应用实例(CAD/CAM/CAE实用技术) 【作者】 王瑞金 张凯 王刚 【出版社】 清华大学出版社 【版次】 2007年02月 第二版 本书基于Fluent 6.2.16版本、Gambit 2.2.30版本和Tecpeot 10.0版本 CFD软件介绍 FLUENT-5 CFX-4 -5 CFX-TASCflow PHOENIX STAR-CD NUMECA　尤迈克 总体应用情况 锅炉炉内燃烧过程 汽轮机通流部分 斜流式循环水泵 火电机组旁路系统 炼钢炉冷却壁 * 调查： 各位同学计划用FLUENT模拟哪类问题？ 针对求解区域　?利用GAMBIT生成计算网格的基本概念和基本技能 利用FLUENT做流动相关问题模拟的基本概念、理论和基本技能 利用FLUENT做结果分析（数值计算后处理）的基本概念和基本技能 课程主要目标 让FLUENT普及为工科研究生的基本工具 课程考核 （FLUENT 大作业 要求） 用FLUENT完成一个实例全过程，并撰写报告 提交纸质报告文档(具体格式见后); 实例的dbs、msh、cas、dat 压缩后发给我，压缩文件名上注明姓名 班级；无论文件大小均通过QQ邮箱的中转功能375260054@ 第8周交倪老师 报告格式要求 研究的意义：要求论证本算例用FLUENT模拟必要性; 实例介绍，物理结构，物理过程，模拟所要达到的目的，想得到的规律等，模拟工况介绍 构体过程：说明模拟区域是如何确定的，做了哪些近似处理，(图示所构体) 网格划分：为了提高计算精度、求解速度，采用了哪些技巧，最终网格划分情况(图示) 求解过程中模型的选取及其依据，能列出其数学方程更好 报告格式要求 求解器的设置，如差分格式、松驰因子的选取; 模拟结果及