Fluent 学习心得

第一篇：Fluent 学习心得

Fluent 学习心得

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，所以计算得到的结果就要好好斟酌一下了，高速流场的模拟中，一般着眼点在于气动力的结果，压力分布以及激波的捕捉，这些fluent做的很不错。对于多相流，旋转机械我没有做过，就不好随便说了希望做过其他方面工作的大侠也总结一下。

对于运用fluent来求解问题，首先要对本身求解的物理模型有充分的了解，只有在这个基础上，才能够选择出正确的，计算模型以及相应的边界条件。

对于fluent计算的方法，确实是采用的有限体积法，不过对基于非结构网格的5.X，我个人觉得其采用的应该是同位网格而不是交错网格，因为非结构网格情况下，交错网格的方法处理起来比同位网格方法要复杂很多。一般见到的非结构网格下FVM（有限体积法）多半还是采用的同位网格而非交错网格，这个问题还可以进一步探讨。对于非结构网格而言，目前能够做到的离散精度也只能是二阶精度了，再高精度目前还没法做到，或者说还没有做到很实用。

对于gambit做网格，确实不是十分的理想，不过这个也不能怪罪gambit，因为非结构网格的生成方法，本身在理论上就有一些瑕疵（姑且这样说吧，不能说是错误，呵呵）所以对于一些十分复杂，而且特殊的流场，可能最终生成的网格会很不理想，这个时候多半需要采取一些其它的迂回的方法，例如将复杂区域分区，分成一些简单的区域，然后在简单区域里面生成网格，最后再组合，而不是将整个复杂区域教给gambit让其一次生成网格。有时在软件做不到的地方，就需要人想法补上了。

对于壁面网格的问题，gambit中提供了生成边界层网格的方法，恩，不知道是否这个功能也同样不能满足所需。gambit中边界层网格只是在壁面法向进行特别的处理。对于壁面切向方向则是和边界层外网格尺度相当的。

对于fluent的适用范围，我很同意stipulation的说法，本身fluent是一个比较成熟的商业软件，换句话说，其适用的数值方法，多半也是目前相对比较成熟的方法之一。因此用fluent来做工程项目确实是很适合的，因为它相对效率较高，而且实际上fluent中有一些对特殊问题的简化处理其目的也是直接针对工程运用的。因此如果是完全的基于fluent做流场分析，然后做论文，这样是不行的。需要强调的是，fluent仅仅是一种CFD的工具，一个相对好用的工具。

对于fluent做高速可压流动问题，我做的不多，不知道stipulation兄对fluent评价怎样，我个人觉得，由于有限体积法本身对于求解有间断（激波）的流动问题就存在一定的误差的，有限体积法实际上应该更加的适合于不可压流动问题，因为这个方法本身的特点就保证了通量的守恒，对于不可压流动，那就是保证了整个流场的质量守恒。就我个人观点而言，对于算激波的问题似乎还是得要实用一些高精度格式，例如{BANNED}，TVD，时空守恒格式等。顺便问stipulation一个问题，在算钝头体（导弹）小攻角来流夸音速流动问题时，在计算中是否有激波的振荡现象？（这个好像说有人做出实验了，我们这边有人在计算，可是死活算不出来振荡，他用的是StarCD了）

对于两相流和旋转机械，我插上两句。两相或者多项流动中，fluent也提供了几种可用的方法，例如VOF方法、Cavitation方法、Algebraic slip方法，我对VOF和Cavitation的原理了解稍微多一些，VOF方法称为体积函数法，以两相流动为例，VOF中定义一个基相，两相之间相互是不发生互融等反应的，通过计算每一个时间步下，各个网格单元中的体积函数，从而确定该网格中另外一项的比例，然后通过界面重构或者一些其它的方法来确定此单元网格中两相交界面的位置，从这个意义上说，VOF是属于界面跟踪方法。Cavitation方法则不是这样，此方法不能用

来明确的区分两相的界面等，但是可以用来计算某一的区域内所含的气泡的一个体积密度。对于旋转机械的流动问题，fluent中提供了几种方法，一种是就是很简单用坐标变换的概念化旋转为静止，然后添加一个惯性力。一种是所谓的多参考坐标系方法，还有就是混合面方法，最后是滑移网格方法。第一种方法自不用说，理论上是精确的，后面三钟方法中，fluent中以滑移网格方法计算的准确度最好，前面两种方法都有很强的工程背景并且是在此基础上简化而来的。但这些方法的运用都有一些前提条件。

fluent公司还有另外的一个工具，MixSim是针对搅拌混合问题的专用CFD软件内置了专用前处理器，可迅速建立搅拌器和混合器的网格及计算模型。: 有没有用它做旋转机械内部流动的？

同时其实是给商用CFD软件与科研用CFD之间的关系提出了很好的思考问题。其实就我所知道的搞CFD应用研究的人而言，他们很希望在现有的已经成熟的CFD技术基础上做一些改进，使之满足自己研究问题的需要。为此他们不希望整个程序从头到尾都是自己编，比如N-S方程的求解，其实都是比较固定的。因此很多人都希望商用软件有个很好的接口能让用户自己加入模块，但是这一点

其实真是很难做到，而且到底做到用户能交互的什么程度也很难把握。据握所知，有搞湍流模型研究的人用PHOENICS实现自己的模型，而边界处理以及数值方法等还是原方程的，据说star－CD也是商用软件中提供给用户自主性比较好的，fluent这方面到底如何就不得而知了，看stipulation所说的似乎也还是有限。因此，我觉得现在还是存在这样的问题：既不能依*商用CFD软件搞研究，但也希望不用反复重复一些繁杂的、没有创造性的工作。我现在就是用fluent来计算旋转机械的内流场，那就说说旋转机械的流动问题吧。fluent中有几种处理旋转机械流动问题的模型，分别为旋转坐标系模型(Rotating Reference Frame)，多参考坐标系模型(MRF)，混和平面模型(Mixing Plane)，滑移网格模型(Sliding Mesh)。其中，旋转坐标系模型仅适用于不考虑定子影响的流场，其思想就是在视转子为静止的旋转坐标系里进行定常计算，计算中考虑惯性力的影响；多参考坐标系模型(MRF)就是在前一模型的基础上考虑了定子对流场的影响，将流场按不同旋转速度划分成几个流动区域，每个区域里用旋转坐标系进行定常计算，在这些流动区域的交界面上强制流动速度的连续；混和平面模型是另一种用定常方法计算定子与转子相互影响下的流场的模型，它在不同流动区域之间的交界面上进行了一定的周向平均，消除了流动本身的非定常性，这种模型要优于MRF模型；滑移网格模型是采用滑移网格技术来进行流场的非定常计算的模型，用它计算的流场最接近于实际的流动，但这种模型需要耗费巨大的机器资源和时间。

关于对商用CFD软件的看法，我比较赞同zzbb的看法，我们可以利用它里面成熟的计算方法，附加上自己提出的一些模型，这样研究问题，可以省很多的精力和时间，对于CFD的发展也是很有好处的。现在的商用软件提供的接口比较少，软件封装的比较死，这样不利于做科学研究，如果可以像linux的发展模式那样发展CFD，大家公开成熟的CFD代码，然后可以通过自由的研究，添加新的功能，相信CFD发展的会更快，不过如果这样，那商用CFD软件就不好赚钱了

至于商用软件开发源代码的问题，实在是不大可能。由于CFD应用很多领域，特别是还与核、航空、汽车等一些非常重要的工程领域相关，一般来说都属于高科技技术，鬼子是不会轻易公开的。比如phoenics早在80年代初就开发完成并应用于工程，但是当时西方就是对■■■国家封闭，禁运，直到1991年（1993？）才有1.x的版本正式到中国。所以这也是我想说的目前存在的矛盾。

那么请问一下fluent所提供的用户接口主要可以做些什么方面的工作呢？

: 加入自己的模型当然是广义的，其实很多东西都可以称作模型。CFD里最经典的算是湍流模型了吧。比如需要修改系数或增加项，对涡粘系数重新计算，就是这种情况。此外还有边界条件的修改等问题。算法也可以算。但这些并不一定是商用软件都能提供的。

对于运用fluent来求解问题，首先要对本身求解的物理模型有充分的了解，只有在这个基础上，才能够选择出正确的，计算模型以及相应的边界条件。对于fluent计算的方法，确实是采用的有限体积法，不过对基于非结构网格的5.X，我个人觉得其采用的应该是同位网格而不是交错网格，因为非结构网格情况下，交错网格的方法处理起来比同位网格方法要复杂很多。一般见到的非结构网格下FVM（有限体积法）多半还是采用的同位网格而非交错网格，这个问题还可以进一步探讨。对于非结构网格而言，目前能够做到的离散精度也只能是二阶精度了，再高精度目前还没法做到，或者说还没有做到很实用。

fluent由于其商用性，它的思想就是自己做的很通用，而很少给用户接口，特别在一些核心问题上我们实验室如果真的做论文，就用一个fortran的大程序，是一个博士编的专门求解对称的可压缩n-s方程的看懂了，做一个网格，改改边界条件就能算了，如果需要做相应改动，可以直接该源程序一般，作为研究，重点在研究的物理性质，计算方法，流场结构等所以，不会象做项目那样，物理问题很简单，但是条件，边界很复杂，因此，做研究的程序，一般都在内部的计算方法，物理模型上下功夫而做项目，一般对方关心的是一个结果，而不是具体流场的结构性质。所以，用fluent是非常方便的，比如模拟高速可压缩流场n－s方程和欧拉方程模拟的力，力矩的结果，几乎没有差别

第二篇：fluent学习心得

1.分离式求解器和耦合式求解器：都适用于从不可压到高速可压的很大范围的流动，总得来说，计算高速可压时，耦合式求解器更有优势；分离式求解器中有几个模型耦合式求解器中没有，如VOF，多项混合模型等。

2.对于绝大多数问题，选择1st-Order Implicit就已经足够了。精度要求高时，选择2st-Order Implicit.而Explicit选项只对耦合显式求解器有效。

3.压力都是相对压力值，相对于参考压力而言。对于不可压流动，若边界条件中不包含有压力边界条件时，用户应设置一个参考压力位置。计算时，fluent强制这一点的相对压力值为0.4.选择什么样的求解器后，再选择什么样的计算模型，即通知fluent是否考虑传热，流动是无粘、层流还是湍流，是否多相流，是否包含相变等。默认情况，fluent只进行流场求解，不求解能量方程。

5.多相流模型：其中vof模型通过单独的动量方程和处理穿过区域的每一流体的容积比来模拟两种或三种不能混合的流体。

6.能量方程：选中表示计算过程中要考虑热交换。对于一般流动，如水利工程及水力机械流场分析，可不考虑传热；气流模拟时，往往要考虑。默认状态下，fluent在能量方程中忽略粘性生成热，而耦合式求解器包含有粘性生成热。

7.粘性模型：inviscid无粘计算；Laminar模型，层流模型；k-epsilon（2 eqn）模型，目前常用模型。

8.材料定义：比较简单 9.边界条件：见P210-211 10.给定湍流参数：在计算区域的进口、出口及远场边界，需给定输运的湍流参数。Turbulence specification Method项目，意为让用户指定使用哪种模型来输入湍流参数。用户可任选其一，然后按公式计算选定的湍流参数，并作为输入。湍流强度，湍动能k，湍动耗散率e。11.常用的边界条件： 压力进口：适用于可压和不可压流动，用于进口的压力一直但流量或速度未知的情况。Fluent中各种压力都是相对压力值。

速度入口：用于不可压流，如果用于可压流可能导致非物理结果。质量进口：规定进口的质量。

压力出口：需要在出口边界处设置静压。静压只用于亚音速流动。在fluent求解时，当压力出口边界上流动反向时，就是用这组回流条件。出口回流有三种方式：垂直与边界，给定方向矢量，来自相邻单元。出流：用于模拟求解前流速和压力未知的出口边界。适用于出流面上的流动情况由区域内外推得到，且对上游没影响。不用于可压流动，也不能与压力进口边界条件一起是用。压力远场：只适用于可压气体流动，气体的密度通过理想气体定律来计算。

12.设置求解控制参数：为了更好的控制求解过程，需要在求解器中进行某些设置，内容包括选择离散格式、设置欠松弛因子、初始化场变量及激活监视变量等。

Fluent允许用户对流项选择不同的离散格式。默认情况下，当是用分离式求解器时，所有方程中的对流相一阶迎风格式离散；耦合式求解时，二阶精度格式，其他仍一阶。对于2D三角形和3D四面体网格，注意要是用二阶精度格式。一般，一阶容易收敛，精度差。

欠松弛因子：为了加速收敛，在迭代10次左右后，检查残差是增加还是减小，若增大，则减小欠松弛因子的值；反之，增大它。

Pressure-velocity coupling：包含压力速度耦合方式的列表。该项只在分离式求解器中出现。可选SIMPLE、SIMPLEC、PISO。多数选择simplec，piso算法主要用于瞬态问题的模拟，特别是希望使用大的时间步长的情况。

Courant Number；设置网格的Courant数，用于控制耦合求解时的时间步长。对于耦合显示求解器，该数值不要过大，一般<2。隐式求解器，可取较大值，一般取5，有时20，甚至100，也可收敛。

13.设置监视参数，一般残差监视。

14.初始化流场的解：向fluent提供流场的解的初始猜测值。15.流畅迭代计算，稳态问题求解和非稳态问题求解。

第三篇：fluent问题小记

1.现在define-models-solver是不再是分离求解器和耦合求解器。因为现在大多都是耦合求解。现在define-models-solver出现的是pressure based和density based。pressure based（压力可变）常用于不可压缩。求密度得靠先求动量方程求u，能量方程求T，再联立连续性方程求解密度。而density based（密度可变）是常用于可压缩，用连续性方程与动量方程联立就可求出密度

2.压力远场与压力出口边界区别，压力远场是指离出口边界很远处的压力的值。对于出口边界影响很薄弱，出口边界这个面或边上压力值可以不为常数，而是可以发生变化。而压力出口边界的面或边上压力值为定值。由于在求解时往往压力分布无法确定，但边界上压力一般变化不大，故大多数情况都采用压力出口边界。但少数情况边界面上压力变化可能很大时，需采用压力远场。

3.turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 395 cells。这说明湍流粘度比很大，导致有395个单元格突破限定值。这可能是网格密度不够大的缘故 两种数值方法：

1.基于压力求解器：适用于低速、不可压缩流体。

原理：首先由动量方程求速度场，继而由压力方程进行修正使得速度场满足连续性条件。由于压力方程来源于连续性方程和动量方程，从而保证流场的模拟同时满足质量守恒和动量守恒。

分类：分离求解器—顺序求解每个变量的控制方程，此算法内存效率非常高(离散方程只在一个时刻需要占用内存)，收敛速度相对较慢，因为方程以‘解耦’方式求解。对燃烧、多相流问题更加有效。

耦合求解器—内存使用量是分离算法的1.5～2倍，收敛速度提高5～10倍。可以和所有动网格、多相流、燃烧、和化学反应模型兼容，收敛速度远高于基于密度的求解器。

理想气体与理想流体不同，理想气体只是满足克拉伯龙方程，但可压缩，流过壁面时也有粘滞力

gambit怎样用jou文件重新生成？

file——run journal——打开*.jou 选择文件就可以进行编辑了 不知楼主说的是不是这个意思

意一下有两个选项，一个是直接运行，一个是编辑然后再运行。

2.基于密度求解器：适用于高速、可压缩流体。

原理：直接求解瞬态N-S方程(此方程理论上是绝对稳定的)，将稳态问题转化为时间推进的瞬态问题，由给定的初场时间推进到收敛的稳态解，即时间推进法。适用于求解亚音速、高超音速等的强可压缩问题。examing mesh时中value值如0到0.1之间，这value值反应的是扁平的程度，即网格的质量，但对网格的疏密无法判断。

fluent中出口的质量流量一般是负数，因为流量符号是针对与物体而言的，进入则为正数，流出即为负数

可将proe中的三维图导入gambit，其中若只有一个曲面则不是实体，实体必须是有厚度的

对流动的理想气体而言，采用克拉伯龙方程计算，压力是静压还是总压，其实区别不大（i think）

outflow有三种情况下不能用：1.包含压力进口条件2.可压缩流动3.密度变化的非稳定流动

axis与symmetry.一个是轴对称(单位弧度)，二维的对称轴必须是X轴。一个是镜像对称（平面对称，单位厚度)fluent中axisymmetric和axisymmetric swirl有什么区别

前一个是2维情况的轴对称，后一个叫轴对称回转，是三维问题转化为2维时才使用.axis将圆柱形问题通过轴对称简化为二维问题；

symmetry是将平面对称的问题减小一半，可以是三维的。axis必须是x方向的，而且计算区域必须位于X轴的上方

真正算到收敛是要到各残差曲线走水平了,那需要很长时间,我曾算过一个很简单的案例,网格数不多,算到真正的收敛花了20000步,所以实际应用中通常都不算到真正的收敛,而只是算到一定程度就停了,收敛的判断是有一定经验的.就我本人而言,在Fluent中一般是这样的,先算到1e-4以下(连续50步以上都在1e-4以下),再看看计算的结果是否符合流动规律,再考虑是否计算下去.你要计算二阶迎风格式,最好先在一阶格式中算收敛,再改为二阶迎风格式算

利用FLUENT不收敛通常怎么解决？

①、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。

②、FLUENT的收敛最基础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL数，这个靠经验

③、首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始条件都有关系。

④、有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型，还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了

⑤、A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale；比方给定的边界条件不合理。B从算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看看问题大概出在那个区域。C网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的，或是更粗略的来处理。D再找不出来的话，换个solver。

⑥、解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。⑦、调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。

亚松弛因子对收敛的影响

所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减，以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。用通用变量来写出时，为松驰因子（Relaxation Factors）。《数值传热学-214》

FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制变化。一般用亚松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了变化量。亚松驰最简单的形式为：单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变化的积：

分离解算器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。这就意味着使用分离解算器解的方程，包括耦合解算器所解的非耦合方程（湍流和其他标量）都会有一个相关的亚松驰因子。

在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很多问题，但是对于一些特殊的非线性问题（如：某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问题），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。

使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如果经过4到5步的迭代残差仍然增长，你就需要减小亚松驰因子。

有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时通常会出现这种情况。最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件，并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。最典型的情况是，亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加，但是随着解的进行残差的增加又消失了。如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。

注意：粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的。而且，如果直接解焓方程而不是温度方程（即：对PDF计算），基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。要查看默认的亚松弛因子的值，你可以在解控制面板点击默认按钮。

对于大多数流动，不需要修改默认亚松弛因子。但是，如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了，其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为0.2，0.5，0.5和0.5。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中，如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（所用的亚松弛因子小于1.0）进行亚松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时，流动密度是常数，温度的亚松弛因子可以设为1.0。对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某些问题默认的亚更松弛可能过大，尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛容易。

⑧看了流量是否平衡

在report->flux里面操作，mass flow rate，把所有进出口都选上，compute一下，看看nut flux是什么水平，如果它的值小于总进口流量的1%，并且其他检测量在继续迭代之后不会发生波动，也可以认为你的解是收敛的。

造成连续方程高残差不收敛的原因主要有以下几点：

1.网格质量，主要可能是相邻单元的尺寸大小相差较大，它们的尺寸之比最好控制在1.2以内，不能超过1.4.2.离散格式及压力速度耦合方法，如果是结构网格，建议使用高阶格式，如2阶迎风格式等，如果是非结构网格，除pressure保持standard格式不变外，其他格式改用高阶格式；压力速度耦合关系，如果使用SIMPLE，SIMPLEC，PISO等segerated solver对联系方程收敛没有提高的话，可以尝试使用coupled solver。另外，对于梯度的计算，不论使用结构或非结构网格，都可以改用node-based来提高计算精度。

FLUENT中压力概念的区别

在fluent中会出现这么几个压力：

Static pressure（静压）

Dynamic pressure（动压）

Total pressure（总压）

这几个压力是空气动力学的概念,它们之间的关系为: Total pressure（总压）= Static pressure（静压z）+ Dynamic pressure（动压）

滞止压力等于总压(因为滞止压力就是速度为0时的压力,此时动压为0.)Static pressure（静压）就是你测量的，比如你现在测量空气压力是一个大气压

而在fluent中，又定义了两个压力：

Absolute pressure（绝对压力）

Relative pressure（参考压力）还有两个压力 operating pressure（操作压力）

gauge pressure（表压）它们之间的关系为: Absolute pressure（绝对压力）= operating pressure（操作压力）+ gauge pressure（表压）

上面几个压力实际上有些是一一对应的，只是表述上的差别，比如：

Static pressure（静压）

gauge pressure（表压）

定义操作压力

对于可压缩流动：把操作压力设为0，把表压看作绝对压力；

第四篇：fluent使用总结（本站推荐）

3.1计算流体力学基础与FLUENT软件介绍 3.1.1计算流体力学基础

计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程，揭示流体运动的物理规律，研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科[}ss}。其基本思想可以归纳为:把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关十这些离散点上场变量之间的关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值[f=}}l

计算流体力学可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值仿真。通过这种数值仿真，可以得到流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度和浓度等)的分布以及这些物理量随时间的变化规律。

还可计算出相关的其它物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。此外，与CAD联合还可进行结构优化设计等。

过去，流体力学的研究主要有实验研究和理论分析两种方法。实验研究主要以实验为研究手段，得到的结果真实可信，是理论分析和数值计算的基础，其重要性不容低估。然}fu实验往往受到模型尺寸、流场扰动和测量精度等的限制，有时可能难以通过实验的方法得到理想的结果。此外，实验往往经费投入较大、人力和物力耗费较大及周期较长;理论分析方法通常是利用简化的流动模型假设，给出所研究问题的解析解或简化方程。然}fu随着时代的发展，这些方法已不能很好地满足复杂非线性流体运动规律的研究。理论分析方法的优点是所得结果具有普遍适用性，各种影响因素清晰可见，是指导试验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。但是，它往往要求对计算对象进行抽象和简化，才有可能得出理论解。}fU对十非线性情况，只有少数流动才能得到解析结果。

计算流体力学方法很好地克服了前面两种方法的弱点，与传统的理论分析方法、实验研究方法一同组成了研究流体流动问题的完整体系。计算流体力学的发展，先后经历FLUENT软件介绍

FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的著名的CFD计算分析软件，在航空、航天、透平机械、汽车、船舶、机械、化工、石化、计算机、半导体、能源、医学等领域得到了广泛的应用。能够解决流动、传热、化学反应、燃烧、多相流、旋涡流动等问题。

FLUENT软件研究的流动模型包括了定常和非定常流动，层流(包括各种非牛顿流模型)，紊流(包括最先进的紊流模型)，不可压缩和可压缩流动，传热和化学反应等。FLUENT软件设计基于“CFD计算机软件群的概念”，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。不同领域的计算软件组合起来，成为CFD软件群，从而高效率地解决各个领域的复杂流动的计算问题，在各软件之间可以方便地进行数值交换，采用统一的前后处理工具，省去了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力用十物理问题本身的探索上。

流体有限体积法(Finite Volume Method，简称FVM)是目前计算流体动力学领域内应用最普遍的一种对偏微分方程组的离散方法。FLUENT软件就是采用C语言编写的基于非结构化网格和有限体积法的通用CFD求解器，它推出了多种优化的物理模型，如定常和非定常流动;层流(包括各种非牛顿流模型);紊流(包括最先进的紊流模型);不可压缩和可压缩流动;传热;化学反应等。对每一种物理问题的流动特点，有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。

在FLUENT 5.0之后的版本中，都采用GAMBIT的专用前处理软件。GAMBIT软件是面向CFD的专业前处理器软件，它包含全面的几何建模能力，也可以从主流的CAD/CAE软件导入几何体和网格，GAMBIT强大的布尔运算能力为建立复杂的几何模型提供的极大的方便。GAMBIT功能强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT中专有的网格划分算法可以保证在较为复杂的几何区域直接划分出高质量的六面体网格。GAMBIT中的TGRID方法可以在极其复杂的几何区域中划分出与相邻区域网格连续的完全非结构化的网格，GAMBIT网格划分方法的选择完全是智能化的，在选择一个几何区域后GAMBIT会自动选择最合适的网格划分算法，使网格划分过程变得极为容易。

通用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。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。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在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。

FLUENT软件具有以下特点：

☆ FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法，而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法； ☆ 定常/非定常流动模拟，而且新增快速非定常模拟功能；

☆ FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题，用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件，余下的网格变化完全由解算器自动生成。网格变形方式有三种：弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。其局部网格重生式是FLUENT所独有的，而且用途广泛，可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题；

☆ FLUENT软件具有强大的网格支持能力，支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。值得强调的是，FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术；

☆ FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法，是商用软件中最多的； ☆ FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型； ☆ 适用于牛顿流体、非牛顿流体；

☆ 含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射； ☆ 化学组份的混合/反应；

☆ 自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型； ☆ 融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型； ☆ 离散相的拉格朗日跟踪计算；

☆ 非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）； ☆ 风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型； ☆ 惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格； ☆ 动静翼相互作用模型化后的接续界面；

☆ 基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型； ☆ 质量、动量、热、化学组份的体积源项； ☆ 丰富的物性参数的数据库；

☆ 磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题；

☆ 连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题；

☆ 高效率的并行计算功能，提供多种自动/手动分区算法；内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有动态负载平衡功能，确保全局高效并行计算；

☆ FLUENT软件提供了友好的用户界面，并为用户提供了二次开发接口（UDF）； ☆ FLUENT软件采用C/C++语言编写，从而大大提高了对计算机内存的利用率。

1.Fh lent 软件的结构组成()1 前 处 理 器 :9幽bit 科u en t软 件包的前处理器是galllbit，galnbit具有前处 理器建模及网格划分的功能，是进行数值模拟计算前处理器 的首选。但是，gambit适合于简单模型的建立，对于复杂模 型，可以采用Pr‘ug等软件进行建模，复杂模型建模完成 后，可以导入ganlbit软件再进行网1各划分。网格划分完成 后保存dbs文件和愉出msh文件。

前处 理 阶 段需耍用户进行如下操作: 定义 计 算 域、绘制简化物理模型 对计 算 域 进行网格划分

定义 域 边 界单元的边界条件 定义 流 体 的属性参数(2)求 解 器 : nuent

FLUENT简介

fluent是用于计算流体流动和传热问题的程序。它提供的非结构网格生成程序，对相对复杂的几何结构网格生成非常有效。可以生成的网格包括二维的三角形和四边形网格；三维的四面体 和六面体及混合网格。fluent很能够根据计算的结果调整网格，这种网格自适应能力对于精确求解 有较大梯度的流场有很实际的作用。由于网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域里实施，而非整个流场，因此可以节约计算时间。

一、程序的结构

fluent程序软件包由以下几个部分组成：

（1）GAMBIT—用于建立几何结构和网格的生成。

（2）FLUENT—用于进行流体模拟计算的求解器。

（3）prePDF—用于模拟PDF燃烧过程。

（4）TGrid—用于从现有的边界网格生成体网格。

（5）Filter（Translator）—转换其他程序生成的网格，用于FLUENT计算。

利用FLUENT软件进行流体的流动和传热计算的模拟计算的流程一般是，首先利用GAMBIT进行流动区 域几何形状的构建、定义边界类型和生成网格，然后将GAMBIT中的网格文件输出用于FLUENT求解器计算的格式，在FLUENT 中读取所输出的文件并设置条件对流动区域进行求解计算，最后对计算的结果进行后处理。

二、FLUENT 程序可以求解的问题

FLUENT 可以求解计算二维和三维问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。fluent软件的应用范围非常广泛，主要范围如下：

(1)用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场，它所使用的非结构网格主要有三角形/五边形、四边形/五边形，或者混合网格，其中混合网格有棱柱形和金字塔形。（一致网格和悬挂节点网格都可以）

(2)不可压或可压流动

(3)定常状态或者过渡分析

(4)无粘，层流和湍流

(5)牛顿流或者非牛顿流

(6)对流热传导，包括自然对流和强迫对流

(7)耦合热传导和对流

(8)辐射热传导模型

(9)惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型

(10)多重运动参考框架，包括滑动网格界面和rotor/stator interaction modeling的混合界面

(11)化学组分混合和反应，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型

(12)热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源

(13)粒子，液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算，包括了和连续相的耦合(14)多孔流动

(15)一维风扇/热交换模型

(16)两相流，包括气穴现象

(17)复杂外形的自由表面流动

三、FLUENT程序求解问题的步骤

利用FLUENT求解问题的步骤如下：

(1)确定几何形状生成计算网格（用GAMBIT，也可以读取其他指定程序生成的网格）。

(2)输入并检查网格。

(3)选择求解器（2D或3D）

(4)选择求解的方程（层流或是湍流、化学组分或化学反应、传热模型等），确定其他需要的模型

(5)确定流体的材料的物性

(6)确定边界的类型及其边界条件（前者在GAMBIT中确定，但在FLUENT中可以修改，后者在FLUENT中实现）

(7)条件计算的控制参数

(8)流场的初始化

(9)求解计算

(10)判断收敛

(11)保存结果并进行后处理

四、关于FLUENT求解器的说明

在打开后会出现如下对话框，对话框中各个项代表的意义是表示求解器的精度。

(1)FLUNT2D—表示二维单精度求解器;

(2)FLUENT3D—表示三维单精度求解器；

(3)FLUENT2ddp—表示二维双精度求解器；(4)FLUENT3ddp—表示三维双精度求解器。

五、FLUENT求解方法的选择

FLUENT中所涉及的求解方法有非耦合求解（segregated）、耦合隐式求解（coupled implicit）和耦合显示求解(coupled explicit)。

非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动.耦合求解方法则可以用在高速可压缩流体。fluent默认设置为非耦合求解，但对于高速可压 流动，或需要考虑体积力的流动，求解问题时网格要比较密，建议采用耦合隐式求解方法求解能量和动量方程，可较快地得到收敛解。缺点是需求的内存比较大，大 约是非耦合求解迭代时间的1.5-2.0倍。如果必须要耦合求解，但是机器的内存不够的条件下，可以考虑用耦合显示解法器求解问题。该解法也耦合了动量、能量及组分方程，但是内存却比隐式求解方法小。缺点是收敛的时间比较长。

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，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，到现在还不明白fluent是怎么搞的。

综上，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。

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，所以计算得到的结果就要好好斟酌一下了，高速 流场的模拟中，一般着眼点在于气动力的结果，压力分布以及激波的捕捉，这些fluent做的很不错。

对于运用fluent来求解问题，首先要对本身求解的物理模型有充分的了解，只有在这个基础上，才能够选择出正确的，计算模型以及相应的边界条件。

对于fluent计算的方法，确实是采用的有限体积法，不过对基于非结构网格的5.X，觉得其采用的应该 是同位网格而不是交错网格，因为非结构网格情况下，交错网格的方法处理起来比同位网格方法要复杂很多。一般见到的非结构网格下FVM（有限体积法）多半还 是采用的同位网格而非交错网格，这个问题还可以进一步探讨。对于非结构网格而言，目前能够做到的离散精度也只能是二阶精度了，再高精度目前还没法做到，或 者说还没有做到很实用。

对于gambit做网格，确实不是十分的理想，不过这个也不能怪罪gambit，因为非结构网格的生成方法，本 身

在理论上就有一些瑕疵（姑且这样说吧，不能说是错误，呵呵）所以对于一些十分复杂，而且特殊的流场，可能最终生成的网格会很不理想，这个时候多半需要采 取一些其它的迂回的方法，例如将复杂区域分区，分成一些简单的区域，然后在简单区域里面生成网格，最后再组合，而不是将整个复杂区域教给gambit让其 一次生成网格。有时在软件做不到的地方，就需要人想法补上了。

对于壁面网格的问题，gambit中提供了生成边界层网格的方法，恩，不知道是否这个功能也同样不能满足所需。gambit中边界层网格只是在壁面法向进行特别的处理。对于壁面切向方向则是和边界层外网格尺度相当的。

对于fluent的适用范围，本身fluent是一个比较成熟的商业软 件，换句话说，其适用的数值方法，多半也是目前相对比较成熟的方法之一。因此用fluent来做工程项目确实是很适合的，因为它相对效率较高，而且实际上 fluent中有一些对特殊问题的简化处理其目的也是直接针对工程运用的。因此如果是完全的基于fluent做流场分析，然后做论文，这样是不行的。需要 强调的是，fluent仅仅是一种CFD的工具，一个相对好用的工具。

对于fluent做高速可压流动问题，由于有限体积法本身对于求解有间断（激波）的流动问题就存在一定的误差的，有限体积法实际上应该更加的适合于不可压流动问题，因为这个方法本身 的特点就保证了通量的守恒，对于不可压流动，那就是保证了整个流场的质量守恒。对于算激波的问题似乎还是得要实用一些高精度格式，例如 NND，TVD，时空守恒格式等。顺便问stipulation一个问题，在算钝头体（导弹）小攻角来流夸音速流动问题时，在计算中是否有激波的振荡现

对于旋转机械的流动问题，fluent中提供了几种方法，一种是就是很简单用坐标变换的概念化旋转为静止，然后 添加一个惯性力。一种是所谓的多参考坐标系方法，还有就是混合面方法，最后是滑移网格方法。第一种方法自不用说，理论上是精确的，后面三钟方法中，fluent中以滑移网格方法计算的准确度最好，前面两种方法都有很强的工程背景并且是在此基础上简化而来的。但这些方法的运用都有一些前提条件。

fluent公司还有另外的一个工具，MixSim是针对搅拌混合问题的专用CFD软件内置了专用前处理器，可迅速建立搅拌器和混合器的网格及计算模型。

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解决问题的步骤

确定所解决问题的特征之后，你需要以下几个基本的步骤来解决问题： 1．创建网格.2．运行合适的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。3．输入网格 4．检查网格 5．选择解的格式

6．选择需要解的基本方程：层流还是湍流（无粘）、化学组分还是化学反应、热传导模型等 7．确定所需要的附加模型：风扇，热交换，多孔介质等。8．.指定材料物理性质 8．指定边界条件 9．调节解的控制参数 10．初始化流场 11．计算解 12．检查结果 13．保存结果

14．必要的话，细化网格，改变数值和物理模型。

想起CFD，人们总会想起FLUENT，丰富的物理模型使其应用广泛，从机翼空气流动到熔炉燃烧，从鼓泡塔到玻璃制造，从血液流动到半导体生产，从洁净室到污水处理工厂的设计，另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械，气动噪声，内燃机和多相流系统等领域的应用。今天，全球数以千计的公司得益于FLUENT的这一工程设计与分析软件，它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛，是目前功能最全的CFD软件。

FLUENT因其用户界面友好，算法健壮，新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。长期以来，功能强大的模块，易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT受到企业的青睐。

网格技术，数值技术，并行计算

计算网格是任何CFD计算的核心，它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元，在单元上计算并存储求解变量，FLUENT使用非结构化网格技术，这就意味着可以有各种各样的网格单元：二维的四边形和三角形单元，三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。这些网格可以使用FLUENT的前处理软件GAMBIT自动生成，也可以选择在ICEM CFD工具中生成。

在目前的CFD市场，FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称，久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度，新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间，成熟的并行计算能力适用于NT，Linux或Unix平台，而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能，通过调整各处理器间的网格分配平衡各CPU的计算负载。

湍流和噪声模型

FLUENT的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿，它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等，随着计算机能力的显著提高，FLUENT已经将大涡模拟（LES）纳入其标准模块，并且开发了更加高效的分离涡模型（DES），FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。

气动声学在很多工业领域中倍受关注，模拟起来却相当困难，如今，使用FLUENT可以有多种方法计算由非稳态压力脉动引起的噪音，瞬态大涡模拟（LES）预测的表面压力可以使用FLUENT内嵌的快速傅立叶变换（FFT）工具转换成频谱。Fflow-Williams&Hawkings声学模型可以用于模拟从非流线型实体到旋转风机叶片等各式各样的噪声源的传播，宽带噪声源模型允许在稳态结果的基础上进行模拟，这是一个快速评估设计是否需要改进的非常实用的工具。

动态和移动网格

内燃机、阀门、弹体投放和火箭发射都是包含有运动部件的例子，FLUENT提供的动网格模型满足这些具有挑战性的应用需求。它提供几种网格重构方案，根据需要用于同一模型中的不同运动部件，仅需要定义初始网格和边界运动。动网格与FLUENT提供的其他模型如雾化模型、燃烧模型、多相流模型、自由表面预测模型和可压缩流模型相兼容。搅拌槽、泵、涡轮机械中的周期性运动可以使用FLUENT中的动网格模型（moving mesh）进行模拟，滑移网格和多参考坐标系模型被证实非常可靠，并和其他相关模型如LES模型、化学反应模型和多相流等有很好的兼容性。

传热、相变、辐射模型

许多流体流动伴随传热现象，FLUENT提供一系列应用广泛的对流、热传导及辐射模型。对于热辐射，P1和Rossland模型适用于介质光学厚度较大的环境，基于角系数的surface to surface模型适用于介质不参与辐射的情况，DO模型（Discrete ordinates）适用于包括玻璃的任何介质。DTRM模型（Discrete ray tracing module）也同样适用。太阳辐射模型使用光线追踪算法，包含了一个光照计算器，它允许光照和阴影面积的可视化，这使得气候控制的模拟更加有意义。

其他与传热紧密相关的汽蚀模型、可压缩流体模型、热交换器模型、壳导热模型、真实气体模型、和湿蒸汽模型。相变模型可以追踪分析流体的融化和凝固。离散相模型（DPM）可用于液滴和湿粒子的蒸发及煤的液化。易懂的附加源项和完备的热边界条件使得FLUENT的传热模型成为满足各种模拟需要的成熟可靠的工具。化学反应模型

化学反应模型，尤其是湍流状态下的化学反应模型在FLUENT软件中自其诞生以来一直占着很重要的地位，多年来，FLUENT强大的化学反应模拟能力帮助工程师完成了对各种复杂燃烧过程的模拟。涡耗散概念、PDF转换以及有限速率化学模型已经加入到FLUENT的主要模型中 ：涡耗散模型、均衡混合颗粒模型，小火焰模型以及模拟大量气体燃烧，煤燃烧、液体燃料燃烧的预混合模型。预测NOx生成的模型也被广泛的应用与定制。

许多工业应用中涉及发生在固体表面的化学反应，FLUENT表面反应模型可以用来分析气体和表面组分之间的化学反应及不同表面组分之间的化学反应，以确保表面沉积和蚀刻现象被准确预测。对催化转化、气体重整、污染物控制装置及半导体制造等的模拟都受益于这一技术。

FLUENT的化学反应模型可以和大涡模拟（DES）及分离涡（DES）湍流模型联合使用，这些非稳态湍流模型耦合到化学反应模型中，才有可能预测火焰稳定性及燃尽特性。多相流模型

多相流混合物广泛应用于工业中，FLUENT软件是在多相流建模方面的领导者，其丰富的模拟能力可以帮助工程师洞察设备内那些难以探测的现象，Eulerian多相流模型通过分

别求解各相的流动方程的方法分析相互渗透的各种流体或各相流体，对于颗粒相流体采用特殊的物理模型进行模拟。很多情况下，占用资源较少的的混合模型也用来模拟颗粒相与非颗粒相的混合。FLUENT可用来模拟三相混合流（液、颗粒、气），如泥浆气泡柱和喷淋床的模拟。可以模拟相间传热和相间传质的流动，使得对均相及非均相的模拟成为可能。

FLUENT标准模块中还包括许多其他的多相流模型，对于其他的一些多相流流动，如喷雾干燥器、煤粉高炉、液体燃料喷雾，可以使用离散相模型（DPM）。射入的粒子，泡沫及液滴与背景流之间进行发生热、质量及动量的交换。

VOF模型（Volume of Fluid）可以用于对界面的预测比较感兴趣的自由表面流动，如海浪。汽蚀模型已被证实可以很好的应用到水翼艇、泵及燃料喷雾器的模拟。沸腾现象可以很容易地通过用户自定义函数实现。前处理和后处理

FLUENT提供专门的工具用来生成几何模型及网格创建。GAMBIT允许用户使用基本的几何构建工具创建几何，它也可用来导入CAD文件，然后修正几何以便于CFD分析，为了方便灵活的生成网格，FLUENT还提供了TGrid，这是一种采用最新技术的体网格生成工具。这两款软件都具有自动划分网格及通过边界层技术、非均匀网格尺寸函数及六面体为核心的网格技术快速生成混合网格的功能。对于涡轮机械，可以使用G/Turbo，熟悉的术语及参数化的模板可以帮助用户快速的完成几何的创建及网格的划分。

FLUENT的后处理可以生成有实际意义的图片、动画、报告，这使得CFD的结果非常容易地被转换成工程师和其他人员可以理解的图形，表面渲染、迹线追踪仅是该工具的几个特征却使FLUENT的后处理功能独树一帜。FLUENT的数据结果还可以导入到第三方的图形处理软件或者CAE软件进行进一步的分析。定制工具

用户自定义函数在用户定制FLUENT时很受欢迎。功能强大的资料库和大量的指南提供了全方位的技术支持。FLUENT的全球咨询网络可以提供或帮助创建任何类型装备设施的平台，比如旋风分离器、汽车HVAC系统和熔炉。另外，一些附加应用模块，比如质子交换膜（PEM）、固体氧化物燃料电池、磁流体、连续光纤拉制等模块已经投入使用。

FLUENT自豪的是能持续满足广大行业客户的应用需求。客户能够得到业内最有经验的流体工程师的技术支持，以他们丰富的专业技能作为依靠。联系您当地的FLUENT分支机构，看看FLUENT能为您的工程项目提供何种帮助吧。

第五篇：FLUENT的学习总结

FLUENT软件的学习总结

通过这段时间对FLUENT软件的学习，我发现这个软件有庞大的参数设置和边界条件设置，同时要应用好这个软件也需要扎实的流体力学、传热学、导热学等基础知识。在逐步的学习和摸索的过程中我总结有以下几个核心问题需要面对和研究。

第一．GAMBIT软件中的边界设置错误问题

当在gambit中进行边界条件的设置时，路面上方十米处设置辐射源时，只要选择RADIATOR在网格输出时就会出现错误的提示，如选择WALL来作为边界，或者选择其它项时则不会出现这种情况。

请教一些人后，有人认为是网格划分的问题，认为对于网格的划分，要求控制网格的密度，可以遵循从线到面的原则，不能将所有边的网格点都定死，必须有一些边不定义网格，如四边形区域，一般只定义相邻两个边的网格，但是我在重新划分后还是不能解决。后来在gambit2.3.16版本下运行也出现同样的问题。所以现在对辐射面还是暂时设定为WALL，这直接影响到在msh文件导入fluent后的边界条件设置。

同时在导入FLUENT也会出现如下的错误提示。

第二．Fluent中辐射模型的选用

FLUENT 中可以用5 种模型计算辐射换热问题。这5 种模型分别是离散换热辐射模型（DTRM）、P-1 辐射模型、Rosseland 辐射模型、表面辐射（S2S）模型和离散坐标（DO）辐射模型。这五种模型究竟哪一种最适合路面对空气辐射的情况，由于没找到相关的算例，只能预估选择模型，根据看一些辐射算例和相关论坛，总结出要从以下几个方面去考虑：

（1）光学厚度：可以用光学厚度（optical thickness）作为选择辐射模型的一个指标，看到一些论坛上关于光学厚度选模型的文章，由于我的模型的介质是空气，而空气的光学厚度相对其他介质比较小，所以选用P-1 模型或DO 模型，DO 模型的计算范围更大，但是同时计算量也更大，对计算机要求更高。（2）散射：P-

1、Rosseland 和DO 模型均可以计算散射问题，而DTRM 模型则忽略了散射的影响。考虑到本模型初步并不考虑路面上方空气的散射问题，所以这四种模型中选择DTRM模型或DO模型，只是还不知道如何在DO模型中消除散射的影响。

（3）局部热源：在带有局部热源的问题中，DO 模型是这种问题最合适的计算方法。如果采用足够多的射线，也可以用DTRM 模型进行计算。因为本模型初步把太阳考虑为局部热源，所以选用DO模型。

通过上面的分析，初步决定采用DO 模型来进行计算，但一些算例中指出，由于DO 模型对网格划分精度的要求比较高，在辐射计算时很难收敛，所以在网格划分上不能过分精细，由于还没有建模成功，这也只是一个潜在的问题。第三．太阳加载模型的选用

在最初的建模思想中，主要是想把太阳模拟成一个平面的辐射源，来计算辐射源与路面之间的温度场，但随着深入的学习我发现高版本的FLUENT（如fluent6.3）软件中有太阳计算器，可以直接模拟太阳动态的对路面辐射，所以我找了一个较高版本的FLUENT软件，如下图

如图，在选择DO模型后，solar load(太阳照射量)下有两种模式solar ray tracing和do irradiation。因为我选择的是DO模型，所以考虑后一种模式Do Irradiation。关于太阳加载的算例不多，我只找到一个关于室内通风算例中有用到太阳加载模型，我想随着模型的逐步成型，在后期的模型建立中一定会用到太阳加载，也可以更真实的模拟现场的环境。第四．壁面边界条件的输入

对于壁面的边界条件也是模型设置的关键，设置不当将直接影响到计算的结果，误差会很大，在求解能量方程时，可以定义的热力学条件有5 种：（1）固定热通量。(Heat flux)（2）固定温度。(Temperature)（3）对流热交换。(Convection)（4）外部辐射热交换。(Radiation)（5）外部辐射与对流混合热交换。(Mixed)

因为辐射和对流的混合热交换复杂的多，在初步的模型中我打算只考虑辐射热交换，也就是第四种条件情况，碰到困难的地方是参数该如何来进行设置，共有七个参数需要确定，如设定External Emissivity（外部辐射率），查了相关的资料，测试太阳辐射下对乘客车厢的降温的ACC系统一般采用0.5左右的辐射率，而其它有些相近的算例有的辐射率却接近1。在我们自己的模型中，除路面外，其它壁面的辐射率应该考虑为多少，是一个要解决的重要问题，当然还有如热交换率、自由流温度、传热系数等等参数需要确定，由于没有相关的算例，只能逐渐的摸索和尝试。

总结：

在对于FLUENT软件的学习和认识过程中，基础知识的重要性凸现出来，也感觉到自己此前想直接应用软件的想法不是很现实，因为在软件中有大量的流体力学定理和方程的参数设定，只有真正懂了和了解这些定理和方程，才能灵活应用，所以想学通FLUENT，要掌握流体力学、热力学和传热学等多门课程。但我们课题毕竟是仅仅应用软件的辐射传热部分，我想如果有相关的算例和相关专家的指导应该会事半功倍。

在逐渐的发现问题和解决问题的过程中，我自己的思路也慢慢清晰起来，看到困难同时也看到希望，只要初步的模型建立好，后期的模型扩展和完善将相对容易很多。