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fluent炉膛仿真教程文档

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炉膛仿真过程及其其中的问题

一、(Gambit)几何建模部分

1.大体尺寸

在本次设计中,(实际标高-5=图中的标高)锅炉的尺寸为:锅炉高度为26890mm,宽度为7570mm,深度为7570mm。

燃烧器的高度为2.105m,最底层的燃烧器低端距冷灰斗距离为2.1775m。

采用四角切圆(顺时针切圆,假想切圆直径0.8m)的均等配风燃烧方式。其中一次风2层,二次风3层。由低到高燃烧器风口布置依次为二、一、二、一、二。燃烧器宽度为0.4m,一次风口高度0.2405m,二次风口高度0.352/0.315m,风口间距为0.21/0.12/0.155m。

2.简化处理

将水冷壁简化成一个恒温平面;

将燃烧器简化成一个平面,各次风口为平面中的一个矩形区域,作为速度入口;

忽略屏式过热器,将折焰角上方与水平烟道相连结的平面作为出口(outflow)。

3.几何建模过程及网格划分

为了方便锅炉的网格划分,我们将整个计算域划分为5个区域:冷灰斗下端至燃烧区域下端、燃烧区域、燃烧区上端至折焰角下端、折焰角区域、折焰角上端至炉膛出口。

3.1点线面的生成

几何建模的方法通常可以是自下而上的,即先生成体的各个点(通过坐标确定位置);将生成的点依次连接成线;将线围成体的各个面;最后将面组合成一个实体。

当然建模时也可以通过设置实体(面)的长宽高(长宽)直接生成。

3.2实体分割

块的划分方法如下:

先产生一个面,并将该面平移至该实体要切割的位置,split volume选卡中,split with

选择face(real),然后选中要切割的实体(对应split volume中的volume)以及用来切割这个体的面(对应face栏)(注意:在切割时需要选中Connected,保证切割产生的两个体之间的面是公共面,而不是两个重合的面。因为公共面可以通过物质和能量,而重合的面不加定义时是wall),最后点击APPL Y确定。

根据这种方法,我们可以在Z方向将燃烧区分为很多层,方便以后设置一、二次风入口的边界条件。同时,在xy平面内燃烧区被分为8份,如图所示:

3.3网格划分

网格划分的最后记结果如图所示:

这种网格的特点是:四个角的地方网格比较密,而中间网格比较稀疏。同时网格线的方向与流动合速度方向重合度比较高。这样的网格划分可以很好的抑制伪扩散的发生。

这种网格的划分步骤如下:

在将区域分块的基础上对实体按照线、面、体的顺序进行依次划分。

Edge的划分:为了形成这种对称的网格,我们需要对edge进行划分,如图所示:

其中,soft link采用maintain形式,Spacing选用Interval count(划分数目)。在本设计中,将每条线均分为30份,即ratio为1,interval count为30,其他保持不变。

Face的划分:由于前面对每条边进行了划分,所以对面的网格划分就只需要设置网格的形式和类型如图所示:

其中,Elements采用Quad形式,Type采用Map形式(映射成结构化网格)。此时不需要对Spacing进行设置了。

Volume的划分:对volume的划分,我们采用Cooper(制桶)方式。采用这种划分方式时,有一点需要注意,就是上下两个Face的网格划分要完全一样,也就是说组成Face的Edge的划分也要一样。如图所示:

其中,Element采用Hex/Wedge形式。Sources表示需要选择制“桶”的上下两个面。Interval count表示两个面之间划分的数目。本设计中,根据风口和墙面的高度进行划分,每个网格高度在0.1m左右。

最后依照上面的方法和步骤对燃烧区的每一层进行这样的网格划分。

对于除了燃烧器区的其他区域的网格划分,要求就比较低一些了。对我们依旧采用COOPER的方式对体进行划分。不过其他地方的Sources是沿y轴方向的两个面(燃烧器区域的sources是沿z方向的)。

最后的网格为:冷灰斗30*30*30;燃烧器30*30*8*(3+2+3+1+3+1+3+2+3);燃烧器上端至折焰角:50*50*66;折焰角:50*50*16;折焰角上方:40*50*40。最后网格数目大概在480000个,其中燃烧器区域网格为151200个。

3.4交接面处的处理

在划分计算域的时候会涉及到interface的设置。在燃烧区的上下两个端面,我们需要分别将这个面与其相重合的那个面设置成一对interface。因为燃烧器区与相邻的两个实体并不

是通过分割而来,是3个独立的实体,为了能让物质和能量通过该重合的面,需要通过设置interface来实现,如图所示:

由于燃烧器区域上端的xy平面被划分为了8块,所以需要将这8个面一起设置为interface11,然后将与燃烧器区上端重合的面设置为interface12。对于interface21和22的设置和上述一样。

4.边界条件设置

在gambit中需要预先设置边界条件。

将折焰角上方与水平烟道相连接的那个面设置为outflow边界条件。

Interface的设置上面已经说过了,下面我们进行一、二次风入口的设置。根据燃烧器的结构确定各次风口在模型中的位置,然后将边界条件的Type设置成velocity_inlet(速度入口)。名字格式为ofa/pa/sa+两位数字,数字前一位表示在xy平面所处的象限,后一位表示

自高向低同类型风口的层数。如图所示:

二、Fluent仿真过程

0.网格导入、Interface设置以及网格检查

在完成Gambit中的工作后,需要将生成的.msh文件导入到Fluent中。

0.1网格导入、检查以及解法器设置

在General中点击Check完成网格检查(网格检查中不能出现网格体积为负数的情况,否则会出错,需要重新进行稽核建模)。点击Report Quality进行网格质量检查。

在解法器中选择Pressure-Based、Absolute、Steady的情况。勾选Gravity,建立重力场(z=-9.81m/s2),设置如图所示:

0.2Interface设置

点击Mesh Interfaces中的Create。在Interface Zone 1中选择interface11,在Interface Zone2中点选interface12,Mesh Interface名称为interface1,点击Create设置完成。按照同样的方法设置interface2,如图所示:

1.燃料及边界条件参数确定

1.1燃料特性及风煤计算

根据表格,我们将元素分析数据转换成干燥无灰基的挥发分的元素组成。由于干燥无灰基无水、无灰,故剩下的成分不受水分和灰分的影响,是表示碳、氢、氧、氮、硫成分百分函数最稳定额基准,所以通常选择转换为干燥无灰基来计算。

各种煤不同分析基之间的换算公式为

X=X0×K

其中,X0,X分别为某成分原基准与新基准的质量百分数,%;K为换算系数。

收到基与干燥无灰基之间的换算系数为

K=

100

100?M ar?A ar

利用上述公式将煤的收到基转换为干燥无灰基的元素组成,如下表所示,这些数据也是Fluent中计算PDF元素分数所需要的。

注:由于不知道乏气送粉的位置,将乏气份额归并到二次风中,即二次风份额为71.72%。

根据克拉伯龙方程PV=nRT和表格数据可知:

标况下一次风速V10=21.894m s;

再根据一、二次风的份额和面积可以得到:

二次风速V20=V10?二、一次风份额之比?一、二次风口面积之比=26.216m s;

根据克拉伯龙方程可知:

实际二次风速V2=57.62m s;

根据煤量,可以知道每个一次风口煤的质量流量:

Q coal=26000÷3600÷4÷2=0.903kg s

根据切圆直径和炉膛尺寸可以知道风煤的入口方向:

夹角θ=40.55°;cosθ=0.76;sinθ=0.65.

1.2边界条件设置

现以一次风pa11为例,介绍对流场数据的设置。

在Fluent中Boundary Conditions菜单下找到pa11项目,如图所示。然后这个风口进行设置。

点击Edit进入设置页面,如图所示。

在Velocity Specification Method选项中选择Magnitude and Direction(速度大小和方向);在Velocity Magnitude中填入24.3m/s;

在Coordinate System中选择Cartesian(X,Y,Z)笛卡尔直角坐标系,然后在下面依次填入流体流动的方向(X轴为-sin40.55°,Y轴为-cos40.55°)。在第一象限的风口方向为(-sin40.55°,-cos40.55°);在第二象限的为(cos40.55°,-sin40.55°);第三象限的为(sin40.55°,cos40.55°);第四象限的为(-cos40.55°,sin40.55°)。

在设置湍流参数时,我们选用Intensity and Hydraulic Diameter(湍流强度和水力直径)方式。湍流强度I我们设置成10%,为强湍流状态,水力直径D的设置根据公式D=4A L设置成0.3m(二次风口的水力直径为0.374m/0.352m)。

在Species选卡中将Mean Mixture Fraction设置为0(氧化剂入口),Mixture Fraction Variance设置为0,如图所示。

在DPM选卡中将DP BC Type设置成reflect(反射)

其他设置保持不变。

依照上面的方法,可以完成对PA和SA流场参数设置。

2.与流动和燃烧相关的模型设置

在Fluent中我们打开Models选项。在中意菜单中,我们可以设置包括流动、传热、燃烧等方面的模型。

2.1.气相流动模型

本文采用标准k-e双方程湍流流动模型,同时采用标准壁面函数处理近壁面的流动问题,其中的流动参数保持默认参数。其设置如下:

2.2气相湍流燃烧模型

模拟气相湍流燃烧过程的关键在于如何模化湍流燃烧反应率。针对扩撒火焰的模型有

k-ε-g模型,混合数-概率密度函数模型。

为了减少计算量,采用但混合数PDF模型。对于煤粉燃烧,我们在Models->Species 中选用Non-Premixed Combustion(非预混燃烧)模型,然后再弹出的菜单中进行相关的参数设置,如图所示。

在PDF Table Creation栏目中点击Chemistry选卡。在State Relation中选择Equilibrium (化学平衡法),Energy Treatment中选择Non-Adiabatic(非绝热)形式,Stream Options 选择Empirical Fuel Stream(经验燃料流)。

点击Coal Calculator会弹出对燃料特性进行设置的对话框,根据燃料特性表的中数据,可以设置完燃料工业分析和元素分析的参数。其中物料的名称为coal-particle,HCV为1.819e+07j/kg,其他的保持默认数值,点击Apply和OK确认,我们可以看到Model Settings 中的数据发生了相应的变化。如图所示。

点击Boundary选卡将燃料温度设置为303K,氧化剂的温度设置为600K。

点击Table选卡中的Calculate PDF Table进行燃烧的计算。计算完成后,我们可以点击Display PDF Table查看关于煤粉燃烧的数据,如图所示。

计算结果显示燃烧形成的成分有20种,点击Control选卡可以查看成分名称,如图所

示。

设置完成后点击Apply和OK。同时我们可以看出Models中的Species变成了Non-Premixed Combustion模型。

2.3煤粉燃烧模型

煤粉燃烧可分为煤粉预热、挥发分析出和燃烧过程、焦炭燃烧等过程。

在本设计中,挥发分析出模型采用单速率析出模型,焦炭燃烧模型选用扩散-动力控制模型。

在Fluent中首先需要对煤粉颗粒的喷射进行相关的设置。

在Models菜单中点击Discrete Phase,弹出对话框,如图所示。

在Interaction中勾选Interaction with Continuous Phase(对连续相的影响,但是在仿真时候需要先建立无颗粒相的流场,即在仿真开始时不勾该选项)。

在Trackking选项中,Max. Number of Steps设置为3000,勾选Specify Length Scale,其中,Length Scale设置为0.01m;

在Physical Models选项和Numerics选项中的参数和选项均为默认设置。

为了让煤粉能够喷射入炉膛,我们需要进行对颗粒相的设置,点击Discrete Phase Model 中的Injections弹出对话框,如图所示。

点击Create对煤粉颗粒进行参数设置。以某一次风口进入的煤粉为例,如图所示。

在Injection Type中选择surface,然后在Release From Surface中选择相应的煤粉喷射地点。

在Particle Type中勾选Combusting(燃烧)。

在设置Diameter Distribution时,可以选择uniform(均匀)形式,当然最好选择

Fluent经典问题及解答

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Fluent动网格----layering个一个简单实例(作者Snow)

Fluent动网格----layering个一个简单实例我这几天看了点动网格技术方面的东西,在学习过程中发现这方面的例子很少,自己也走了一些弯路。现在还好,弄明白了一些,能够应付现在我的工作。为了让更多学习者快速了解动网格,我打算尽量把我学习心得在这里和大家分享,这里给出一个layering的一个简单例子。 1.Gambit画网格 本例很简单,在Gambit里画一个10*10的矩形,网格间隔为1,也就是有100个网格,具体见下图。都学动网格的人了,不至于这个不会做! 这里需要注意一个问题:设置边界条件的时候,一定要把要移动的边单独设定,本例中一右边界作为移动的边,设成wall就可以,这里再后面需要制定。 2.编写UDF #include "udf.h" #include "unsteady.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" /************************************************************/ real current_time = 0.0 ; Domain * domain ; Thread * thread ; real NV_VEC( origin ),NV_VEC( force ),NV_VEC( moment ) ; /************************************************************/ DEFINE_CG_MOTION(throttle,dt,vel,omega,time,dtime) { current_time = CURRENT_TIME ; vel[0] = 30; Message("time=%f omega=%f\n",current_time) ; }

FLUENT基础知识总结

======== FLUENT基础知识总结 仅仅就我接触过得谈谈对fluent的认识,并说说哪些用户适合用,哪些不适合fluent对我来说最麻烦的不在里面的设置,因为我本身解决的就是高速流动可压缩N-S方程,而且本人也是学力学的,诸如边界条件设置等概念还是非常清楚的同时我接触的流场模拟,都不会有很特别的介质,所以设置起来很简单。 对我来说,颇费周折的是gambit做图和生成网格,并不是我不会,而是gambit 对作图要求的条件很苛刻,也就是说,稍有不甚,就前功尽弃,当然对于计算流场很简单的用户,这不是问题。有时候好几天生成不了的图形,突然就搞定了,逐渐我也总结了一点经验,就是要注意一些小的拐角地方的图形,有时候做布尔运算在图形吻合的地方,容易产生一些小的面最终将导致无法在此生成网格,fluent里面的计算方法是有限体积法,而且我觉得它在计算过程中为了加快收敛速度,采取了交错网格,这样,计算精度就不会很高。同时由于非结构网格,肯定会导致计算精度的下降,所以我一贯来认为在fluent里面选取复杂的粘性模型和高精度的格式没有任何意义,除非你的网格做的非常好。 而且fluent5.5以前的版本(包括5。5),其物理模型,(比如粘性流体的几个模型)都是预先设定的,所以,对于那些做探索性或者检验新方法而进行的模拟,就不适合用。 同时gambit做网格,对于粘性流体,特别是计算湍流尺度,或者做热流计算来说其网格精度一般是不可能满足的,除非是很小的计算区域。所以,用fluent 做的比较复杂一点的流场(除了经典的几个基本流场)其计算所得热流,湍流,以及用雷诺应力模拟的粘性都不可能是准确的,这在物理上和计算方法已经给fluent判了死刑,有时候看到很多这样讨论的文章,觉得大家应该从物理和力学的本质上考虑问题。 但是,fluent往往能计算出量级差不多的结果,我曾经做了一个复杂的飞行器热流计算,高超音速流场,得到的壁面热流,居然在量级上是吻合的,但是,从计算热流需要的壁面网格精度来判断,gambit所做的网格比起壁面网格所满足的尺寸的要大了至少2个数量级,我到现在还不明白fluent是怎么搞的。 综上,我觉得,如果对付老板的一些工程项目,可以用fluent对付过去,但是如果真的做论文,或者需要发表文章,除非是做一些技术性工作,比如优化计算一般用fluent是不适合的。 我感觉fluent做力的计算是很不错的,做流场结构的计算,即使得出一些涡,也不是流场本身性质的反应,做低速流场计算,fluent的优势在于收敛速度快,但是低速流场计算,其大多数的着眼点在于对流场结构的探索,所以计算得到的

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Fluent必知的一些基本概念! 连续性方程不收敛是怎么回事? 在计算过程中其它指数都收敛了,就continuity不收敛是怎么回事 这和Fluent程序的求解方法SIMPLE有关。SIMPLE根据连续方程推导出压力修正方法求解压力。由于连续方程中流场耦合项被过渡简化,使得压力修正方程不能准确反映流场的变化,从而导致该方程收敛缓慢。 你可以试验SIMPLEC方法,应该会收敛快些。 湍流与黏性有什么关系? 湍流和粘性都是客观存在的流动性质。 湍流的形成需要一定的条件,粘性是一切流动都具有的。 流体流动方程本身就是具非线性的。 NS方程中的粘性项就是非线性项,当然无粘的欧拉方程也是非线性的。 粘性是分子无规则运动引起的,湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。 湍流粘性是基于湍流体的parcel湍流混掺是类比于层流体中的分子无规则运动,只是分子无规则运动遥远弱些吧了。不过,这只是类比于,要注意他们可是具有不同的属性。粘性是耗散的根源,实际流体总是有耗散的。 而粘性是制约湍流的。 LANDAU说,粘性的存在制约了湍流的自由度。 湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鮑辛内斯克1987年提出的。 1 FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西? 一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,因为计算容易收敛。但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),初始条件要仔细选择。如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。 2 要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对于一个具体的问题,初始条件和边界条件的设定并不是唯一的,为了使解收敛,需要不断调整初始条件和边界条件直到解收敛为止,是吗?如果解收敛了,是不是就可以基本确定模拟的结果是正确的呢? 对于一个具体的问题,边界条件的设定当然是唯一的,只不过初始化时可以选择不同的初始条件(指定常流),为了使解的收敛比较好,我一般是逐渐的调节边界条件到额定值("额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件,例如计算一个管内流动,要求入口压力和温度为10MPa和3000K,那么我开始叠代时选择入口压力和温度为1MPa和500K(假设,这看你自己问题了),等流场计算的初具规模、收敛的较好了,再逐渐调高压力和温度,经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K,这样比一开始就设为10MPa和3000K收敛的要好些)这样每次叠代可以比较容易收敛,每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解,然后继续叠代。即使解收敛了,这并

Ansys Workbench Fluid Flow(FLUENT)经典问题

1 对于刚接触到FLUENT新手来说,面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help,如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢? 学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期。认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下,希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。 由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件,第一,具有流体力学的基础,第二,有FLUENT 安装软件可以应用。然后就照着书上二维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。不能急于求成,从前处理器GAMBIT,到通过FLUENT进行仿真,再到后处理,如TECPLOT,进行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的。如果身边有懂得FLUENT 的老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好。 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语:理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。 https://www.sodocs.net/doc/187144502.html,/dvbbs/viewFile.asp?BoardID=61&ID=1411 A.理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid): 流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化。实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。当流体的粘性较小(实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的),运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽略不计。此时我们可以近似地把流体看成无粘性的,这样的流体称为理想流体。十分明显,理想流体对于切向变形没有任何抗拒能力。这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类。应该强调指出,真正的理想流体在客观实际中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型。 B.牛顿流体(Newtonian Fluid)和非牛顿流体(non-Newtonian Fluid): 日常生活和工程实践中最常遇到的流体其切应力与剪切变形速率符合下式的线性关系,称为牛顿流体。而切应力与变形速率不成线性关系者称为非牛顿流体。图2-1(a)中绘出了切应力与变形速率的关系曲线。其中符合上式的线性关系者为牛顿流体。其他为非牛顿流体,非牛顿流体中又因其切应力与变形速率关系特点分为膨胀性流体(Dilalant),拟塑性流体(Pseudoplastic),具有屈服应力的理想宾厄流体(Ideal Bingham Fluid)和塑性流体(Plastic Fluid)等。通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等均为非牛顿流体。非牛顿流体的研究在化纤、塑料、石油、化工、食品及很多轻工业中有着广泛的应用。图2-1(b)还显示出对于有些非牛顿流体,其粘滞特性具有时间效应,即剪切应力不仅与变形速率有关而且与作用时间有关。当变形速率保持常量,切应力随时间增大,这种非牛顿流体称为震凝性流体(Rheopectic Fluid)。当变形速率保持常量而切应力随时间减小的非牛顿流体则称为触变性流体(Thixotropic Fluid)。 C.可压缩流体(Compressible Fluid)和不可压缩流体(Incompressible Fluid):

Fluent经典问题及答疑

Fluent经典问题及答疑 1 对于刚接触到FLUENT新手来说,面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help,如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢?(#61) 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语:理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。(13楼) 3 在数值模拟过程中,离散化的目的是什么?如何对计算区域进行离散化?离散化时通常使用哪些网格?如何对控制方程进行离散?离散化常用的方法有哪些?它们有什么不同?(#80) 4 常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)(#62) 5 在利用有限体积法建立离散方程时,必须遵守哪几个基本原则?(#81) 6 流场数值计算的目的是什么?主要方法有哪些?其基本思路是什么?各自的适用范围是什么?(#130) 7 可压缩流动和不可压缩流动,在数值解法上各有何特点?为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难?(#55) 8 什么叫边界条件?有何物理意义?它与初始条件有什么关系?(#56) 9 在一个物理问题的多个边界上,如何协调各边界上的不同边界条件?在边界条件的组合问题上,有什么原则? 10 在数值计算中,偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别?(#143) 11 在网格生成技术中,什么叫贴体坐标系?什么叫网格独立解?(#35) 12 在GAMBIT的foreground和background中,真实体和虚实体、实操作和虚操作四个之间是什么关系? 13 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量?及其在做网格时大致注意到哪些细节?(#38) 14 画网格时,网格类型和网格方法如何配合使用?各种方法有什么样的应用范围及做网格时需注意的问题?(#169) 15 对于自己的模型,大多数人有这样的想法:我的模型如何来画网格?用什么样的方法最简单?这样做网格到底对不对?(#154) 16 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时,即两块网格不连续时,怎么样克服这种情况呢?(#40) 17 依据实体在GAMBIT建模之前简化时,必须遵循哪几个原则?(#170) 18 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题:a、没有定义的边界线如何处理?b、计算域内的内部边界如何处理(2D)?(#128) 19 为何在划分网格后,还要指定边界类型和区域类型?常用的边界类型和区域类型有哪些?(#127) 20 何为流体区域(fluid zone)和固体区域(solid zone)?为什么要使用区域的概念?FLUENT 是怎样使用区域的?(#41) 21 如何监视FLUENT的计算结果?如何判断计算是否收敛?在FLUENT中收敛准则是如何定义的?分析计算收敛性的各控制参数,并说明如何选择和设置这些参数?解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么?(9楼) 22 什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样的影响?(7楼) 23 在FLUENT运行过程中,经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值,此时如何解决?而这里的极限值指的是什么值?修正后它对计算结果有何影响?(#28)

Fluent学习经典教材列举

G. Falkovich, Fluid Mechanics: A Short Course for Physicists L.D. Landau and E.M. Lifshitz, “Fluid Mechanics” - a classic G.K. Batchelor, “An Introduction to Fluid Dynamics” - complements Landau G.B. Whitman; “Linear and Nonlinear Waves” - yet another great one J. Lighthill; “Waves in Fluids” - excellent and accessible U. Frisch; “Turbulence-The Legacy of A.N. Kolmogorov” – classic book on urbulence ala’ K41 A. Townsend; “The Structure of Turbulent Shear Flow” –classic book on urbulence in real systems 上面诸位推荐流体力学教材若干,我另外推荐一本可能更侧重计算流体力学(CFD)的书:Computational Methods for Fluid Dynamics 2002 Joel Henry Ferziger, Milovan Peri? 这本书不算太旧,作者是斯坦福计算流体力学专业的教授,公认的计算流体力学方面的专家,springer出品,质量应该不会太差。 推荐几本我自己学的书吧。我个人非常反感将流体力学讲成数学课的做法。 基础书: 1.Frank White, Fluid Mechanics 2.J.D. Anderson, Computational Fluid Dynamics 3.吴子牛,空气动力学 4.朱克勤,许春晓,粘性流体力学 进阶书: 1.Toro, Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics 2.D.C. Wilcox, Turbulence Modelling for CFD 3.Pope, Turbulent Flows 我来说一下,也是一个参考,也希望大家尽快上手,免得走弯路。 当初我在学习的时候(现在我依然在学习),看过很多计算流体力学和流体力学的书,当初我还分不清什么是计算流体力学和流体力学,有限体积有限差分,于是我把有关流体力学和计算流体力学的书都买了(下载)。 但我做的是计算流体力学——有限体积法的相关基础内容。如果你和我做的一样的内容: 1. 计算流体力学而非流体力学; 2. 有限体积法而非有限差分; 3. 需要获取普适性理论而非湍流、燃烧等; 推荐以下: 初级:《数值传热学》,中文。 初级:An Introduction to Computational Fluid Dynamics The Finite Volume Method 2nd Edition 中级:Computational Methods for Fluid Dynamics 这三本书已经没有必要评论。真正看过的都懂得。红色那本书我购入4本原版,赠送给我工作室的相关人员(好吧作为发起者目前没有经营收入,只能以书籍表示大家的支持)

FLUENT推荐书目

2004-06 FLUENT流体工程仿真计算实例与应用韩占忠王敬兰小平北京理工大学出版社 第一章流体力学基础与fluent简介 第二章二维流动与传热的数值计算 第一节冷、热水混合器内部二维流动 第二节喷管内二维非定常流动 第三节三角翼的可压缩外部绕流 第四节三角翼不可压缩的外部绕流(空化模型应用) 第五节vof模型的应用 第六节组分传输与气体燃烧 第三章三维流动与传热的数值计算 第一节冷、热水混合器内的三维流动与换热 第二节粘性流体通过圆管弯头段的三维流动 第三节三维稳态热传导问题 第四节动网格问题 第五节叶轮机械的mixing plane模型 2004-09 计算流体动力学分析CFD软件原理与应用王福军清华大学出版社(偏重理论)

第1章计算流动力学基础知识 第2章基于有限体积法的控制方程离散 第3章基于SIMPLE算法的流场数值计算 第4章三维流模型及其在CFD中的应用 第5章边界条件的应用 第6章网格的生成 第7章FLUENT软件的基本用法 第8章CFD综合应用实例 2007-02 FLUENT技术基础与应用实例王瑞金张凯王刚清华大学出版社 第1章Fluent概述 第2章流体力学基础知识 第3章流体力学数值模拟基础 第4章Fluent软件介绍 第5章速度场的计算 第6章温度场的计算 第7章多相流模型 第8章凝固和融化模型 第9章可动区域中流动问题的模拟 第10章动网格模型 第11章UDF和UDS 第12章Fluent并行计算 第13章Tecplot软件

2008-07 Fluent高级应用与实例分析江帆,黄鹏清华大学出版社 第1章 CFD基础 第2章Fluent基本介绍 第3章Gambit的使用 3.3建模及网格划分实例 3.3.1 二维轴对称维多辛斯基曲线喷嘴 3.3.2三维贯通管 第4章通用后处理Tecplot使用入门 4.5.6绘制三维流场图 第5章多相流基本模型 5.4气穴影响 5.5选择通用多相流模型 5.6设置一般的多相流问题 5.6.10包含体积力 5.6.15可压缩VOF和混合模型计算的输入 5.6.16凝固/熔解VOF计算的输入 第6章多相流计算实例 6.1沉淀池活性污泥沉降的计算 6.2泄洪坝气固液三相流的计算 第7章动网格计算方法概述 第8章UDF使用指南 8.3.2查询多相组分的宏 8.5.3 UDF的VC++编译 8.5.4编译相关问题 第9章动网格计算实例 9.1悬浮生物载体在移动床运动的模拟 9.2齿轮泵的动态模拟 第10章滑移网格基础 第11章滑移网格的计算实例 11.1 转笼生物反应器的内部流场计算 11.2车辆交会的动态模拟 11.3滑移网格模型和动网格模型计算比较 11.3.4转笼生物反应器计算结果上的区别 第12章UDF的高级用法

FLUENT入门

Fluent必知的一些基本概念! 1、连续性方程不收敛是怎么回事?在计算过程中其它指数都收敛了,就continuity不收敛是怎么回事? 答:这和Fluent程序的求解方法SIMPLE有关。SIMPLE根据连续方程推导出压力修正方法求解压力。由于连续方程中流场耦合项被过渡简化,使得压力修正方程不能准确反映流场的变化,从而导致该方程收敛缓慢。你可以试验SIMPLEC方法,应该会收敛快些。 2、湍流与黏性有什么关系? 答:湍流和粘性都是客观存在的流动性质。湍流的形成需要一定的条件,粘性是一切流动都具有的。流体流动方程本身就是具非线性的。NS方程中的粘性项就是非线性项,当然无粘的欧拉方程也是非线性的。 粘性是分子无规则运动引起的,湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。粘性是耗散的根源,实际流体总是有耗散的。而粘性是制约湍流的。 湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鲍辛内斯克1987年提出的。3、FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A 和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西?答:一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,因为计算容易收敛。但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),初始条件要仔细选择。如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。 4、要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对

Fluent中用户自定义函数应用举例

第10章应用举例 本章包含了FLUENT中UDFs的应用例子。 10.1 边界条件 10.2源项 10.3物理属性 10.4反应速率(Reacting Rates) 10.5 用户定义标量(User_Defined Scalars) 10.1边界条件 这部分包含了边界条件UDFs的两个应用。两个在FLUENT中都是作为解释式UDFs被执行的。 10.1.1涡轮叶片的抛物线速度入口分布 要考虑的涡轮叶片显示在Figure 10.1.1中。非结构化网格用于模拟叶片周围的流 场。区域从底部周期性边界延伸到顶部周期性边界,左边是速度入口,右边是压 力出口。 Figure 10.1.1: The Grid for the Turbine Vane Example 常数x速度应用于入口的流场与抛物线x速度应用于入口的流场作了比较。当采用分段线性分布的型线的应用是有效的对边界型线选择,多项式的详细说明只能通过用户定义函数来完成。 常数速度应用于流场入口的结果显示在Figure 10.1.2和Figure 10.1.3中。当流动移动到涡轮叶片周围时初始常速度场被扭曲。 Figure 10.1.2: Velocity Magnitude Contours for a Constant Inlet x Velocity

Figure 10.1.3: Velocity Vectors for a Constant Inlet x Velocity 现在入口x速度将用以下型线描述: 这里变量y在人口中心是0.0,在顶部和底部其值分别延伸到0745 。这样x速度在 .0 入口中心为20m/sec,在边缘为0。 UDF用于传入入口上的这个抛物线分布。C源代码(vprofile.c)显示如下。函数使用了Section 5.3中描述的Fluent提供的求解器函数。/***********************************************************************/

Fluent 模拟中常见问题及解决办法,非常适合新手

FLUENT经典问题 FLUENT经典问题 1 对于刚接触到FLUENT新手来说,面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help, 如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢? 学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期。认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下,希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。 由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件,第一,具有流体力学的基础,第二,有FLUENT安装软件可以应用。然后就照着书上二维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。 不能急于求成,从前处理器GAMBIT,到通过FLUENT进行仿真,再到后处理,如TECPLO T,进行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的。如果身边有懂得FLUENT的老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好。 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语:理想流体和粘性流体;牛顿流体和非 牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。 A.理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid): 流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化。实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。当流体的粘性较小(实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的),运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽略不计。此时我们可以近似地把流体看成无粘性的,这样的流体称为理想流体。十分明显,理想流体对于切向变形没有任何抗拒能力。这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类。应该强调指出,真正的理想流体在客观实际中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型。 B.牛顿流体(Newtonian Fluid)和非牛顿流体(non-Newtonian Fluid): 日常生活和工程实践中最常遇到的流体其切应力与剪切变形速率符合下式的线性关系,称为牛顿流体。而切应力与变形速率不成线性关系者称为非牛顿流体。图2-1(a)中绘出了切应力与变形速率的关系曲线。其中符合上式的线性关系者为牛顿流体。其他为非牛顿流体,非牛顿流体中又因其切应力与变形速率关系特点分为膨胀性流体(Dilalant),拟塑性流体(Pseudoplastic),具有屈服应力的理想宾厄流体(Ideal Bingham Fluid)和塑性流体(Pl astic Fluid)等。通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等均为非牛顿流体。非牛顿流体的研究在化纤、塑料、石油、化工、食品及很多轻工业中有着广泛的应用。图2-1(b)

Fluent菜鸟入门(已经排版)

KINHIE Fluent菜鸟指南 Fluent 160问 Eric 2009-12-8

如何入门 学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期。认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下,希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。 由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件: 第一,具有流体力学的基础,第二,有FLUENT安装软件可以应用。然后就照着书上二维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。不能急于求成,从前处理器GAMBIT,到通过FLUENT进行仿真,再到后处理,如TECPLOT,进行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的。如果身边有懂得FLUENT的老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好。 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语 理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。 理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid) 流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化。实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。当流体的粘性较小(实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的),运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽略不计。此时我们可以近似地把流体看成无粘性的,这样的流体称为理想流体。十分明显,理想流体对于切向变形没有任何抗拒能力。这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类。应该强调指出,

FLUENT经典问题

FLUENT经典问题作者:傅洁 1 对于刚接触到FLUENT新手来说,面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLU ENT help,如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢? 学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期。认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下,希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。 由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《FLUENT流体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件,第一,具有流体力学的基础,第二,有FLUENT安装软件可以应用。然后就照着书上二维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。不能急于求成,从前处理器GAMBIT,到通过FLUENT进行仿真,再到后处理,如TECPLOT,进 行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的。如果身边有懂得FLUENT的老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好。 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语:理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。 https://www.sodocs.net/doc/187144502.html,/dvbbs/viewFile.asp?BoardID=61&ID=1 411 A.理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid): 流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化。实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。当流体的粘性较小(实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的),运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽略不计。此时我们可以近似地把流体看成无粘性的,这样的流体称为理想流体。十分明显,理想流体对于切向变形没有任何抗拒能力。这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类。应该强调指出,真正的理想流体在客观实际中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型。 B.牛顿流体(Newtonian Fluid)和非牛顿流体(non-Newtonian Fluid): 日常生活和工程实践中最常遇到的流体其切应力与剪切变形速率符合下式的线性关系,称为牛顿流体。而切应力与变形速率不成线性关系者称为非牛顿流体。图2-1(a)中绘出了切 应力与变形速率的关系曲线。其中符合上式的线性关系者为牛顿流体。其他为非牛顿流体,非牛顿流体中又因其切应力与变形速率关系特点分为膨胀性流体(Dilalant),拟塑性流体(Pseudoplastic),具有屈服应力的理想宾厄流体(Ideal Bingham Fluid)和塑性流体(P lastic Fluid)等。通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等均为非牛顿流体。非牛顿流体的研究在化纤、塑料、石油、化工、食品及很多轻工业中有着广泛的应用。图2-1(b) 还显示出对于有些非牛顿流体,其粘滞特性具有时间效应,即剪切应力不仅与变形速率有关而且与作用时间有关。当变形速率保持常量,切应力随时间增大,这种非牛顿流体称为震凝

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