最新fluent学习笔记
1
fluent技术基础与应用实例
2
4.2.2 fluent数值模拟步骤简介
3
主要步骤：
4
1、根据实际问题选择2D或3Dfluent求解器从而进行数值模拟。
2、导入网格（File→Read→Case,然后选择有gambit导出的.msh文件）
5
6
3、检查网格（Grid→Check）。如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格7
划分。
8
4、选择计算模型。
9
5、确定流体物理性质（Define→Material）。
10
6、定义操作环境（Define→operating condition）
11
7、制定边界条件（Define→Boundary Conditions）
12
8、求解方法的设置及其控制。
13
9、流场初始化（Solve→Initialize）
14
10、迭代求解（Solve→Iterate）
15
11、检查结果。
16
12、保存结果，后处理等。
具体操作步骤：
17
18
1、fluent2d或3d求解器的选择。
19
2、网格的相关操作
（1）、读入网格文件
20
21
（2）、检查网格文件
22
文件读入后，一定要对网格进行检查。上述的操作可以得到网格信息，从中23
看出几何区域的大小。另外从minimum volume 可以知道最小网格的体积，若是24
它的值大于零，网格可以用于计算，否则就要重新划分网格。
25
（3）、设置计算区域
在gambit中画出的图形是没有单位的，它是一个纯数量的模型。故在进行实
26
27
际计算的时候，要根据实际将模型放大或缩小。方法是改变fluent总求解器的28
单位。
29
（4）、显示网格。
30
Display→Grid
31
3、选择计算模型
32
（1）、基本求解器的定义
33
Define→Models→Solver
Fluent中提供了三种求解方法：
34
35
·非耦合求解 segregated
36
·耦合隐式求解 coupled implicit
37
·耦合显示求解 coupled explicit
38
非耦合求解方法主要用于不可压缩流体或者压缩性不强的流体。
39
耦合求解方法用在高速可压缩流体
40
fluent默认设置是非耦合求解方法，但对于高速可压缩流动，有强的体积力41
（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格要比较密集，建议采用耦合隐式求42
解方法。耦合能量和动量方程，可以较快的得到收敛值。耦合隐式求解的短板：43
运行所需要的内存比较大。若果必须要耦合求解而机器内存不够用，可以考虑44
采用耦合显示求解方法。盖求解方法也耦合了动量，能量和组分方程，但是内45
存却比隐式求解方法要小。
46
需要指出的是，非耦合求解器的一些模型在耦合求解器里并不一定都有。耦47
合求解器里没有的模型包括：多相流模型、混合分数/PDF燃烧模型、预混燃烧48
模型。污染物生成模型、相变模型、Rosseland辐射模型、确定质量流率的周期49
性流动模型和周期性换热模型。
50
%%%有点重复，但是可以看看加深理解
51
Fluent提供三种不同的求解方法；分离解、隐式耦合解、显示耦合解。
分理解和耦合解的主要区别在于：连续方程、动量方程、能量方程和组分方
52
53
程解的步骤不同。
54
分离解按照顺序解，耦合解是同时解。两种解法都是最后解附加的标量方程。
55
隐式解和显示解的区别在于线性耦合方程的方式不同。
56
Fluent默认使用分离求解器，但是对于高速可压流动，强体积力导致的强烈57
耦合流动（流体流动耦合流体换热耦合流体的混合，三者相互耦合的过程—文58
档整理者注）（浮力或者旋转力），或者在非常精细的网格上的流动，需要考虑59
隐式解。这一解法耦合了流动和能量方程，收敛很快。%%%
60
（2）、其他求解器的选择
61
在实际问题中，除了要计算流场，有时还要计算温度场或者浓度场等，因此62
还需要其他的模型。主要的模型有：
63
Multiphase（多相流动） viscous（层流或湍流）energy（是否考虑传热）64
species（反应及其传热相关）
65
（3）操作环境的设置
66
Define→operation→condition
67
该项设置所考虑的主要内容为外部环境对内部反应的影响
68
4、定义流体的物理性质
69
5、设置边界条件
Define→boundary condition
70
71
（1）、设置流体区域（fluid）的边界条件
72
在zong列表中选择fluid，即流体所在的区域，然后单击set，可以看到关73
于fluid区域连接条件设置的对话框，其中material name温恩框中显示的是74
fluid区域中的物质，从fluent数据库中复制出来物质的明智都会在这里显示75
出来，只要选择即可。
76
（2）其他边界条件的设置
77
例如壁面、进出口之类额边界条件。
78
6、求解方法的设置及其控制。
79
下面介绍连续性方程以动量方程的具体求解形式。
80
（1）、求解参数的设置
81
Solve→controls→solution
82
打开求解器控制的对话框，其中equation项下面是当前问题的控制方程；
83
pressure—velocity coupling对应的是压力速度耦合求解方式；
84
discretization对应的是pressure和momentum（动量）的离散方式。另外under 85
—relaxation factors 选项可以设置控制方程求解时的松弛因子。
86
（2）初始化
87
Solve→initialize→initialize
88
打开相应的对话框可以初始化流场。一般来说，初始解对于求解的影响比较89
大，所以给出的初始解要尽量接近真实值。确定初始解后，依次单击init、apply 90
和close按键。
91
（3）打开残差图
92
Solve→monitors→residual
93
若是选择options下面的plot，就可以在计算式动态的现实计算残差的走势；
94
convergence下面对应的数值是计算结果的残差要满足的最低要求，它的数值越95
小说明计算的精度要求越高。
96
（4）、保存当前的case和data文件
97
（5）、开始迭代
保存好是设置后可以进行迭代求解，此时迭代的一些控制参数可以利用迭代
98
99
设置对话框进行设置。
100
对于稳态问题，迭代设置对话框见教材。其中number of iterations 为总的迭代次数；reporting interval 为fluent输出监视信息的间断次数；UDF 101
102
profile Update interval说明fluent每隔多少次调用一次用户自定义函数。103
对于非稳态问题，迭代是指的对话框见教材。其中time step size对应时间104
步长，number of time steps 代表需要求解的时间步数，它们与总的求解时间105
的关系是：时间步长*时间步数=总的求解时间。Max iterations per time step 106
代表每个时间步长最多迭代的次数
107
（6）保存计算后的case和data文件
108
7、fluent自带的后处理模块
109
Fluent自带的图形工具可以很方便的处理CFD求解结果中包含的信息，并观110
察相应的结果。
显示网格、等值线和轮廓、速度矢量和极限。
111
112
流程图——亿图软件
113
114