FLUENT软件使用说明.doc

FLUENT问题： 一、计算思路 建模 流场 网格 分区、结构、尺寸 边界 模型 离散 迭代 处理 分析 二、求解问题 二 维 三 维 理想气体 层 流 湍 流 二 相 流 化学反应 三、学些方法 典型实例 具体问题 学习小节： CFD 分析的基本步骤 1. 定义目标模型 2. 确定模型区域 选择合适的求解器 ?二者都可用于广泛的流体计算，但一般情况下发： ?segregated ：适用于不可压及微可压流。只使用隐式格式。 ?coupled ：适用于高速可压流，有强体积力的耦合流以及密 网格问题。耦合求解流动和能量方程，可以快速 收敛。 ?coupled implicit 格式内存需要量大，如果内存不够可以使用 coupled explicit，同样也是耦合求解流动和能量 方程，但收敛速度较慢。 Segregated适用于不可压及微可压流，只使用隐式格式。 Coupled 适用于高速可压流，有强体积力的耦合流以及流场密 网较密的问题以上情况宜使用coupled implicit 格式，但需内存量大。 当内存不足时，可用segregated或coupled explicit （显式格式比隐式 格式收敛慢） 4. 选择并生成网格 对简单的几何体，四边形/六面体网格比使用三角形/四面体网格用更少的单元数可以生成更好的网格。 对复杂的几何体，四边形/六面体 网格己经没有数值精度上的优势，而使用三角形/四面体网格可以节省大量时间。 建立数值模型 边界设定有处理 6. 计算求解 ?在FLUENT中可以选择控制方程中对流项的离散方法。有四种方法可以选择：FirstOrder、Second Order、QUICK、Power。 ?当流动方向与网格相一致时(如：使用四边形或六面体网格的管内层流问题)，一阶迎风格式就可以了，但一阶格式会增加计算中的数值扩散错误。 ?当流动方向不与网格相一致时(如：流动方向倾斜的穿过网格线)，或使用三角形、四面体网格，应使用二阶格式以获得更高精度的解。在使用四边形或六面体网格的复杂流场时，也可以使用二阶格式以获得更高精度的解。 ?当使用四边形或六面体网格，流场有旋转或旋涡时QUICK格式可能会比二阶格式精度更高。 ?Power格式精度与一阶格式相当 ?FLUENT提供了3种速度－压力耦合方法： SIMPLE，SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)和 PISO。 ?SIMPLE, SIMPLEC通常用于稳态计算，瞬态计算推荐使用PISO。 ?当网格比较歪斜时，无论稳态或瞬态计算使用PISO方法比较好。 ?FLUENT默认使用SIMPLE方法，但当对于较简单的问题（层流且无其它物理模型）计算的收敛注意受速度－压力耦合的影响，这时可以使用SIMPLEC方法，将下松弛因子设为1.0,以加速收敛。但有些时候这会引起计算不稳定。 ?当你需要保守的方法时，可用SIMPLE。当流场复杂时（包含湍流或其它物理模型），计算收敛常受其它因素影响，这时使用SIMPLE和SIMPLEC方法的收敛性都相同。 ?瞬态计算使用PISO可以使用较大时间步长，可将所有方程的下松弛因子设为1.0。而对于歪斜很严重的网格，应将动量，压力方程的下松弛因子之和为1(如：压力方程下松弛因子设为0.3,动量方程设为0.7。 某些情况下，必须给出真确的初值。例如在喷管计算中就得不到超音速流结果除非给出超音速初场。 湍流模型的选择 ?实际上没有一种湍流模型能适合所有的流动情况。对湍流模型的选择依赖于流动中包含的物理情况，对特定问题已有的经验，对精度的要求，计算机的计算能力，能够花费的分析时间等。 ?Spalart-Allmaras 模型，此模型只包含一个输运方程，不足以计算与当地剪切层厚度相关的长度尺度。此模型使用于与航空宇航有关的壁面限制流动、有反向压力梯度的边界层计算和涡轮机械中的问题。有初始的形式上看，Spalart-Allmaras是一个有效的的雷诺数模型，要求粘性影响区域的边界层被合适的解析。当网格不够密时，此模型会使用wall functions。并且当未生成边界层网格时，此模型的数值误差会比k-模型小。且Spalart-Allmaras模型是一个较新的模型，并不是对所有复杂流都适用。比如，此模型对各向同性的湍流衰减不能作出很好的预测。此一方程模型对长度尺度方向的变化不能作出迅速的适应，如突然由壁面限制流变为自由流。 ?标准k-模型(Standard k-epsilon Model)，此模型包含两个独立的方程来确定湍流的速度和长度尺度。此模型对工程流体及传热计算中广泛的湍流计算都是稳健、经济的，可以得到较合理的结果。 ?RNG k- 模型，此方法通过严格的统计方法得到