ANSYS-FLUENT培训教材终极版.ppt

培训手册ANSYS FLUENT 培训教材第一节：CFD简介安世亚太科技（北京）有限公司安世亚太科技（北京）有限公司培训手册什么是什么是 CFD?CFD是计算流体动力学（是计算流体动力学（Computational fluid dynamics）的缩写，是预测流体流）的缩写，是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他相关物理现象的一门学科。动、传热传质、化学反应及其他相关物理现象的一门学科。CFD一般要通过数值方法一般要通过数值方法求解以下的控制方程组求解以下的控制方程组质量守恒方程质量守恒方程动量守恒方程动量守恒方程能量守恒方程能量守恒方程组分守恒方程组分守恒方程体积力体积力等等等等CFD 分析一般应用在以下阶段分析一般应用在以下阶段:概念设计概念设计产品的详细设计产品的详细设计发现问题发现问题改进设计改进设计CFD分析是物理试验的补充，但更节省费用和人力。分析是物理试验的补充，但更节省费用和人力。培训手册CFD如何工作如何工作?ANSYS CFD 求解器是基于有限体积法的求解器是基于有限体积法的计算域离散化为一系列控制体积计算域离散化为一系列控制体积在这些控制体上求解质量、动量、能量、组分等的通用守恒方程在这些控制体上求解质量、动量、能量、组分等的通用守恒方程偏微分方程组离散化为代数方程组偏微分方程组离散化为代数方程组用数值方法求解代数方程组以获取流场解用数值方法求解代数方程组以获取流场解Fluid region of pipe flow is discretized into a finite set of control volumes.Equation VariableContinuity1X momentumuY momentumvZ momentumwEnergyhControlVolume*FLUENT control volumes are cell-centered(i.e.they correspond directly with the mesh)while CFX control volumes are node-centeredUnsteadyConvectionDiffusionGeneration培训手册CFD 模拟概览模拟概览问题定义问题定义1.确定模拟的目的确定模拟的目的2.确定计算域确定计算域前处理和求解过程前处理和求解过程3.创建代表计算域的几何实体创建代表计算域的几何实体4.设计并划分网格设计并划分网格5.设置物理问题（物理模型、材料属性、设置物理问题（物理模型、材料属性、域属性、边界条件域属性、边界条件）6.定义求解器定义求解器（数值格式、收敛控制（数值格式、收敛控制）7.求解并监控求解并监控后处理过程后处理过程8.查看计算结果查看计算结果9.修订模型修订模型9.Update Model培训手册1.定义模拟目的定义模拟目的你希望得到什么样的结果（例如，压降，流量），你如何使用这些结果？你希望得到什么样的结果（例如，压降，流量），你如何使用这些结果？你的模拟有哪些选择？你的模拟有哪些选择？你的分析应该包括哪些物理模型（例如，湍流，压缩性，辐射）？你的分析应该包括哪些物理模型（例如，湍流，压缩性，辐射）？你需要做哪些假设和简化？你需要做哪些假设和简化？你能做哪些假设和简化（如对称、周期性）？你能做哪些假设和简化（如对称、周期性）？你需要自己定义模型吗？你需要自己定义模型吗？FLUENTFLUENT使用使用UDFUDF，CFXCFX使用使用 User FORTRANUser FORTRAN计算精度要求到什么级别？计算精度要求到什么级别？你希望多久能拿到结果？你希望多久能拿到结果？CFDCFD是否是合适的工具？是否是合适的工具？培训手册2.确定计算域确定计算域如何把一个完成的物理系统分割出来？如何把一个完成的物理系统分割出来？计算域的起始和结束位置计算域的起始和结束位置在这些位置你能获得边界条件吗？在这些位置你能获得边界条件吗？这些边界条件类型合适吗？这些边界条件类型合适吗？你能把边界延伸到有合适数据的位你能把边界延伸到有合适数据的位置吗？置吗？能简化为二维或者轴对称问题吗？能简化为二维或者轴对称问题吗？Domain of Interestas Part of a LargerSystem(not modeled)Domain of interestisolated and meshedfor CFD simulation.培训手册3.创建几何模型创建几何模型你如何得到流体域的几何模型？你如何得到流体域的几何模型？使用现有的使用现有的CAD模型模型从固体域中抽取出流体域？从固体域中抽取出流体域？直接创建流体几何模型直接创建流体几何模型你能简化几何吗？你能简化几何吗？去除可能引起复杂网格的不必要特征（倒角、去除可能引起复杂网格的不必要特征（倒角、焊点等）焊点等）使用对称或周期性？使用对称或周期性？流场和边界条件是否都是对称或周期性的？流场和边界条件是否都是对称或周期性的？你需要切分模型以获得边界条件或者创建域吗？你需要切分模型以获得边界条件或者创建域吗？Solid model of a Headlight Assembly培训手册4.设计和划分网格设计和划分网格计算域的各个部分都需要哪种程度的网格密计算域的各个部分都需要哪种程度的网格密度？度？网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度等。温度梯度等。你能估计出大梯度的位置吗？你能估计出大梯度的位置吗？你需要使用自适应网格来捕捉大梯度吗？你需要使用自适应网格来捕捉大梯度吗？哪种类型的网格是最合适的？哪种类型的网格是最合适的？几何的复杂度如何？几何的复杂度如何？你能使用四边形你能使用四边形/六面体网格，或者三角形六面体网格，或者三角形/四面体网格是否足够合适？四面体网格是否足够合适？需要使用非一致边界条件吗？需要使用非一致边界条件吗？你有足够的计算机资源吗？你有足够的计算机资源吗？需要多少个单元需要多少个单元/节点？节点？需要使用多少个物理模型？需要使用多少个物理模型？PyramidPrism/WedgeHexahedronTriangleQuadrilateralTetrahedron培训手册四边形四边形/六面体还是三角形六面体还是三角形/四面体网格四面体网格对沿着结构方向的流动，四对沿着结构方向的流动，四边形边形/六面体网格和三角形六面体网格和三角形/四四面体网格相比，能用更少的面体网格相比，能用更少的单元单元/节点获得高精度的结果节点获得高精度的结果当网格和流动方向一致，当网格和流动方向一致，四边形四边形/六面体网格能减六面体网格能减少数值扩散少数值扩散在创建网格阶段，四边形在创建网格阶段，四边形/六面体网格需要花费更六面体网格需要花费更多人力多人力培训手册四边形四边形/六面体还是三角形六面体还是三角形/四面体网格四面体网格Tetrahedral meshWedge(prism)mesh对复杂几何，四边形对复杂几何，四边形/六面体网格没有数六面体网格没有数值优势，你可以使用三角形值优势，你可以使用三角形/四面体网格四面体网格或混合网格来节省划分网格的工作量或混合网格来节省划分网格的工作量生成网格快速生成网格快速流动一般不沿着网格方向流动一般不沿着网格方向混合网格一般使用三角形混合网格一般使用三角形/四面体网格，四面体网格，并在特定的域里使用其他类型的单元并在特定的域里使用其他类型的单元例如，用棱柱型网格捕捉边界层例如，用棱柱型网格捕捉边界层比单独使用三角形比单独使用三角形/四面体网格更有四面体网格更有效效培训手册多域（或混合）网格多域（或混合）网格多域或混合网格在不同的域使用不同的网格类型，例如多域或混合网格在不同的域使用不同的网格类型，例如 在风扇和热源处使用六面体网格在风扇和热源处使用六面体网格在其他地方使用四面体在其他地方使用四面体/棱柱体网格棱柱体网格多域网格是求解精度、计算效率和生成网格工作量之间的很好多域网格是求解精度、计算效率和生成网格工作量之间的很好的平衡手段的平衡手段当不同域直接的网格节点不一致时，需要使用非一致网格技术。当不同域直接的网格节点不一致时，需要使用非一致网格技术。Model courtesy of ROI Engineering培训手册非一致网格非一致网格对复杂几何体，非一致网格很有用对复杂几何体，非一致网格很有用分别划分每一个域，然后粘接分别划分每一个域，然后粘接在其他情况下，也使用非一致网格界面技在其他情况下，也使用非一致网格界面技术术不同坐标系之间不同坐标系之间移动网格移动网格Non-conformalinterface3D Film CoolingCoolant is injected into a duct from a plenum.The plenum is meshed with tetrahedral cells while the duct is meshed with hexahedral cellsCompressor and ScrollThe compressor and scroll are joined through a non conformal interface.This serves to connect the hex and tet meshes and also allows a change in reference frame培训手册设置物理问题和求解器设置物理问题和求解器对给定的问题，你需要对给定的问题，你需要定义材料属性定义材料属性流体流体 固体固体混合物混合物选择合适的物理模型选择合适的物理模型湍流，燃烧，多相流等。湍流，燃烧，多相流等。指定操作条件指定操作条件指定边界条件指定边界条件提供初始值提供初始值设置求解器控制参数设置求解器控制参数设置监测收敛参数设置监测收敛参数For complex problems solving a simplified or 2D problem will provide valuable experience with the models and solver settings for your problem in a short amount of time.培训手册求解求解通过迭代求解这些离散的守恒方程直至收敛通过迭代求解这些离散的守恒方程直至收敛以下情况达到收敛：以下情况达到收敛：两次迭代的流场结果差异小到可以忽略两次迭代的流场结果差异小到可以忽略监测残差趋势能帮助理解这个差异监测残差趋势能帮助理解这个差异达到全局守恒达到全局守恒全局量的平衡全局量的平衡感兴趣的量（如阻力、压降）达到稳定值感兴趣的量（如阻力、压降）达到稳定值监测感兴趣量的变化监测感兴趣量的变化.收敛解的精度和以下因素有关：收敛解的精度和以下因素有关：合适的物理模型，模型的精度合适的物理模型，模型的精度网格密度，网格无关性网格密度，网格无关性数值误差数值误差A converged and mesh-independent solution on a well-posed problem will provide useful engineering results!培训手册查看结果查看结果查看结果，抽取有用的数据查看结果，抽取有用的数据使用可视化的工具能回答以下问题使用可视化的工具能回答以下问题:什么是全局的流动类型？什么是全局的流动类型？是否有分离？是否有分离？激波、剪切层等在哪儿出现？激波、剪切层等在哪儿出现？关键的流动特征是否捕捉住了？关键的流动特征是否捕捉住了？数值报告工具能给出以下量化结果：数值报告工具能给出以下量化结果：力、动量力、动量平均换热系数平均换热系数面积分、体积分量面积分、体积分量通量平衡通量平衡Examine results to ensure property conservation and correct physical behavior.High residuals may be caused by just a few poor quality cells.9.Update Model培训手册修订模型修订模型这些物理模型是否合适？这些物理模型是否合适？流动是湍流的吗？流动是湍流的吗？流动是非稳态的吗？流动是非稳态的吗？是否有压缩性效应？是否有压缩性效应？是否有三维效应？是否有三维效应？这些边界条件是否合适？这些边界条件是否合适？计算域是否足够大？计算域是否足够大？边界条件是否合适？边界条件是否合适？边界值是否是合理的？边界值是否是合理的？网格是否是足够的？网格是否是足够的？加密网格能否提高精度？加密网格能否提高精度？网格是否有无关性？网格是否有无关性？是否需要提高网格捕捉几何的细节是否需要提高网格捕捉几何的细节9.Update Model培训手册FLUENT 中的物理模型中的物理模型流动和传热流动和传热动量、质量、能量方程动量、质量、能量方程辐射辐射湍流湍流雷诺平均模型雷诺平均模型(Spalart-Allmaras,k,k,雷诺应力模型雷诺应力模型)大涡模拟大涡模拟(LES)和分离涡模拟和分离涡模拟(DES)组分输运组分输运体积反应体积反应Arrhenius 有限速率化学反应有限速率化学反应湍流快速化学反应湍流快速化学反应涡耗散涡耗散,非预混非预混,预混，局部预混预混，局部预混湍流有限速率反应湍流有限速率反应EDC,laminar flamelet,composition PDF transport表面化学反应表面化学反应Pressure Contours in Near-Ground FlightTemperature Contours for Kiln Burner Retrofit培训手册FLUENT 中的物理模型中的物理模型多相流模型多相流模型离散相模型离散相模型(DPM)VOFMixturesEulerian-Eulerian and Eulerian-granularLiquid/Solid and cavitation phase change动网格动网格Moving zonesSingle and multiple reference frames(MRF)Mixing plane modelSliding mesh modelMoving and deforming(dynamic)mesh(MDM)用户定义标量输运方程用户定义标量输运方程Pressure Contours in a Squirrel Cage Blower(Courtesy Ford Motor Co.)GasoutletOiloutletThree-PhaseInletWateroutletContours of Oil Volume Fractionin a Three-Phase Separator培训手册Workbench 2 中的中的FLUENT CFD启动启动ANSYS Workbench在工具栏中拖动在工具栏中拖动Fluid Flow(FLUENT)到项目到项目栏里栏里培训手册读入几何读入几何右键点击右键点击 Geometry cell A2 然后选择然后选择 Import Geometry读入几何文件读入几何文件(CAD 模型或者模型或者 DesignModeler.agdb 文件文件)你也可以把你也可以把 FLUENT 和已经存在的和已经存在的 DesignModeler 进程连接起来进程连接起来培训手册生成网格生成网格右键点击右键点击 Mesh cell 然后选择然后选择 Edit.Meshing 工具打开，并读入几何工具打开，并读入几何选择选择Mesh注意因为网格是从注意因为网格是从FLUENT中打开的，所以默认优先选择的是中打开的，所以默认优先选择的是 FLUENT培训手册定义边界和域定义边界和域使用使用 Named selections定义边界名字定义边界名字选择你想指定名字的面选择你想指定名字的面右键选择右键选择 Create Named Selection.键入名字然后点击键入名字然后点击 OK.有时你需要指定流体域和固体域有时你需要指定流体域和固体域固体用来计算共轭传热固体用来计算共轭传热velocity inlet培训手册设置并运行设置并运行 FLUENT编辑编辑 Setup cell 来设置物理问题来设置物理问题边界条件边界条件求解器设置求解器设置求解求解后处理后处理求解结束后，结果可以在求解结束后，结果可以在FLUENT中的中的post里查看，或者输出到里查看，或者输出到 CFD-Post 中查看中查看等值线、矢量图等值线、矢量图分布图分布图计算力和力矩计算力和力矩非稳态结果的动画非稳态结果的动画培训手册FLUENT 软件演示软件演示启动启动 FLUENT（假设网格已经生成好了）（假设网格已经生成好了）设置一个简单的问题设置一个简单的问题求解流体流动求解流体流动后处理结果后处理结果培训手册ANSYS FLUENT 培训教材第二节：求解器基础安世亚太科技（北京）有限公司安世亚太科技（北京）有限公司培训手册FLUENT 用户界面导航用户界面导航FLUENT用户界面设计为项目树从上至下排列用户界面设计为项目树从上至下排列在项目树中选择要设置的单元，输入窗口在中心打开在项目树中选择要设置的单元，输入窗口在中心打开GeneralModelsMaterialsBoundaryConditionsSolver SettingsInitialization andCalculationPostprocessing培训手册缩放网格，选择量纲缩放网格，选择量纲FLUENT读入网格文件后，所读入网格文件后，所有的维度默认是以米为单位的有的维度默认是以米为单位的如果你的模型不是以米为单如果你的模型不是以米为单位建立的，你需要缩放位建立的，你需要缩放网格缩放后需要确认一下计网格缩放后需要确认一下计算域的大小。算域的大小。如果是在如果是在 Workbench下读入下读入网格，不需要缩放。然而，量网格，不需要缩放。然而，量纲默认为纲默认为 MKS 系统系统如果需要，可以使用混合的量如果需要，可以使用混合的量纲系统。纲系统。FLUENT 默认使用国际单位默认使用国际单位 SI 在在 Set Units 面板中，可以面板中，可以使用任意的量纲。使用任意的量纲。DefineUnits培训手册文本用户界面文本用户界面TUI大多数大多数GUI命令都有命令都有对应的对应的 TUI 命令命令许多高级的命令只许多高级的命令只能通过能通过 TUI获得获得按回车键能显示当按回车键能显示当前级的命令前级的命令q 键进入上一级键进入上一级FLUENT 可以在后台可以在后台运行或通过历史记录运行或通过历史记录文件文件journal运行运行培训手册鼠标功能鼠标功能鼠标功能和二维鼠标功能和二维/三维求解器的选择有关，可以在求解器中设定。三维求解器的选择有关，可以在求解器中设定。缺省设置缺省设置2D 求解器求解器左键平移左键平移中键缩放中键缩放右键选择右键选择3D 求解器求解器左键旋转左键旋转中键缩放中键缩放中键点击确定中心点中键点击确定中心点右键选择右键选择流场探针功能流场探针功能右键点击屏幕视图右键点击屏幕视图.在在 Workbench中可以设置另外的鼠标功能中可以设置另外的鼠标功能DisplayMouse Buttons培训手册材料属性材料属性FLUENT 提供标准的材料库，提供标准的材料库，也允许用户创建自己的材料。也允许用户创建自己的材料。所选择的物理模型决定了哪所选择的物理模型决定了哪些材料可用，以及必须设定些材料可用，以及必须设定这些材料的哪些属性。这些材料的哪些属性。多相流（多种材料）多相流（多种材料）燃烧（多种组分）燃烧（多种组分）传热（导热系数）传热（导热系数）辐射（发射率以及吸收率）辐射（发射率以及吸收率）材料属性可以直接设定为温材料属性可以直接设定为温度、压力的函数度、压力的函数和其他变量相关需要用和其他变量相关需要用UDF设定。设定。培训手册材料库材料库FLUENT 中的材料库中的材料库提供一系列预先定义的流体、提供一系列预先定义的流体、固体和混合物固体和混合物如需要，可以拷贝材料并修改如需要，可以拷贝材料并修改其属性其属性客户定义的材料库客户定义的材料库 在现有的在现有的case中创建的新材料中创建的新材料和反应机理，可以在以后的和反应机理，可以在以后的case中重复使用中重复使用在在 FLUENT中的材料面板里可中的材料面板里可以创建、使用、修改材料属性以创建、使用、修改材料属性。培训手册操作条件操作条件在参考压力位置设定的操作压在参考压力位置设定的操作压力，是力，是FLUENT在计算表压时在计算表压时的参考值的参考值当计算浮力流时，操作温度设当计算浮力流时，操作温度设定了参考温度定了参考温度操作密度是计算密度大范围变操作密度是计算密度大范围变化流动问题的参考值化流动问题的参考值培训手册并行计算并行计算FLUENT 中的并行计算用来运行多个处理中的并行计算用来运行多个处理器，以减少计算时间，增加仿真效率器，以减少计算时间，增加仿真效率对大规模网格或者复杂物理问题尤其对大规模网格或者复杂物理问题尤其有效有效FLUENT 是全并行的，能在大多数硬是全并行的，能在大多数硬件和软件平台上运行，如件和软件平台上运行，如clusters 或或者多核机器上者多核机器上并行并行FLUENT 可以使用命令启动，也可以可以使用命令启动，也可以在启动面板中选择在启动面板中选择例如，启动一个例如，启动一个 n-CPU 并行进程，用并行进程，用下面的命令下面的命令fluent 3d tn网格可以手工分区，或者用下面不同的方网格可以手工分区，或者用下面不同的方法自动分区法自动分区非一致网格，滑移网格和壳导热区域非一致网格，滑移网格和壳导热区域需要逐个来分区需要逐个来分区培训手册总结总结本节课程介绍了本节课程介绍了CFD仿真中经常用到的许多基础功能仿真中经常用到的许多基础功能并行计算能减少计算时间，但只针对大规模网格时有效并行计算能减少计算时间，但只针对大规模网格时有效后续课程会涉及到非稳态问题的求解设置后续课程会涉及到非稳态问题的求解设置其他未涉及到的议题（见附录）其他未涉及到的议题（见附录）网格构形的关系网格构形的关系在求解器中重新排序网格和编辑网格在求解器中重新排序网格和编辑网格多面体网格转换多面体网格转换基于求解器的网格自适应基于求解器的网格自适应培训手册附录附录培训手册FLUENT JournalsFLUENT 可以使用可以使用journal 文件以批处理方式运文件以批处理方式运行行journal 是包括是包括TUI命令的文本文件命令的文本文件FLUENT TUI 允许命令的缩写，如允许命令的缩写，如ls 列表工作目录下的文件列表工作目录下的文件 rcd 读入读入 case 和和data 文件文件wcd 写写 case 和和 data 文件文件 rc/wc 读读/写写 case 文件文件rd/wd 读读/写写 data 文件文件it迭代迭代批处理文件中的批处理文件中的TUI 命令可以在非交互模式下自命令可以在非交互模式下自动运行动运行TUI 命令命令 file/read-bc 和和 file/write-bc 可以用来读写可以用来读写FLUENT 中的设置到一个文件中中的设置到一个文件中;Read case filerc example.cas.gz;Initialize the solution/solve/initialize/initialize-flow;Calculate 50 iterationsit 50;Write data filewd example50.dat.gz;Calculate another 50 iterationsit 50;Write another data filewd example100.dat.gz;Exit FLUENTexityesSample Journal File培训手册读入网格读入网格 Zones本例中，有两个域本例中，有两个域(fluid-upstream and fluid-downstream).因此，因此，FLUENT 把外壁面劈分为两个面把外壁面劈分为两个面(wall and wall:001).FLUENT 也把中间的孔劈分为两个面也把中间的孔劈分为两个面(plate and plate-shadow).inletoutletwallplateplate-shadowfluid(cell zone)Default-interior zone(s)can always be ignored.培训手册网格构造信息网格构造信息网格文件中存储了所有的网格信息。网格文件中存储了所有的网格信息。节点坐标节点坐标连接关系连接关系域的定义域的定义和几何定义类似，网格定义如下：和几何定义类似，网格定义如下：Node 边的交叉点边的交叉点/网格顶点网格顶点Edge 面的边（由两个节点定义）面的边（由两个节点定义）Face 单元的边界，由一组边定义单元的边界，由一组边定义Cell域离散的控制体域离散的控制体Zone 一系列节点、边、面或单元的集合一系列节点、边、面或单元的集合计算域由以上所有的信息组成计算域由以上所有的信息组成对纯流动问题，域只包括流体域对纯流动问题，域只包括流体域对共轭换热问题，或流固耦合问题，域还对共轭换热问题，或流固耦合问题，域还会包含固体域会包含固体域边界条件设置在面上边界条件设置在面上材料属性和源项设置在单元上材料属性和源项设置在单元上Simple 3D meshSimple 2D MeshNodeBoundaryFaceCellCellCenterCell FaceNodeBoundaryFaceCellEdge培训手册网格的重新排序和编辑网格的重新排序和编辑网格的重新排序能使得邻近的单元排在一起网格的重新排序能使得邻近的单元排在一起提高内存读取效率，减少计算带宽提高内存读取效率，减少计算带宽可以对整个域或者指定的域进行排序可以对整个域或者指定的域进行排序网格每个分区的带宽可以打印出来供参考网格每个分区的带宽可以打印出来供参考在网格菜单中，也可以对面在网格菜单中，也可以对面/体做如下编辑：体做如下编辑：分割域、合并域分割域、合并域通过合并重合的面或节点来融合域通过合并重合的面或节点来融合域平移、旋转、镜像面或体域平移、旋转、镜像面或体域拉伸面形成体域拉伸面形成体域替换体域或删除体域替换体域或删除体域激活体域或冻结体域激活体域或冻结体域GridReorderZonesGridReorderDomainGridReorderPrint Bandwidth培训手册多面体网格转换多面体网格转换FLUENT GUI 中可以把四面体或混合网格转换为中可以把四面体或混合网格转换为多面体网格多面体网格生成四面体网格然后在生成四面体网格然后在 FLUENT中转换为多面中转换为多面体网格体网格优势优势 提高网格质量提高网格质量减少单元数量减少单元数量用户可以控制转换过程用户可以控制转换过程劣势劣势 不支持自适应，不能再次转换不支持自适应，不能再次转换不支持光顺、交换、合并和拉伸等网格编不支持光顺、交换、合并和拉伸等网格编辑工具辑工具在网格菜单中有两种选择在网格菜单中有两种选择转换除了六面体外所有的网格为多面体网格转换除了六面体外所有的网格为多面体网格不能转换有悬挂节点的网格不能转换有悬挂节点的网格六面体核心的网格可以通过单独程序转换六面体核心的网格可以通过单独程序转换只转换高度扭曲的网格为多面体网格只转换高度扭曲的网格为多面体网格GridPolyhedraConvert Skewed CellsGridPolyhedraConvert DomainTet/Hybrid MeshPolyhedral Mesh培训手册分布文件和求解结果插值分布文件和求解结果插值FLUENT允许通过分布文件和数据插值允许通过分布文件和数据插值对选择的变量在面或体上插值。对选择的变量在面或体上插值。例如，试验数据或者其他例如，试验数据或者其他FLUENT计计算结果里的入口速度分布，或者粗网算结果里的入口速度分布，或者粗网格的计算结果插值到密网格上。格的计算结果插值到密网格上。分布文件是包含选择变量的点数据文件，分布文件是包含选择变量的点数据文件，可以通过可以通过FLUENT进程读进程读/写写类似的，插值数据文件包括选择变量的类似的，插值数据文件包括选择变量的离散数据，可以在离散数据，可以在FLUETN中读入和写中读入和写出。出。FileProfileWriteFileProfileReadFileInterpolate培训手册网格自适应网格自适应网格自适应是求解过程中根据需要加密网格自适应是求解过程中根据需要加密或粗化网格的技术。或粗化网格的技术。把满足条件的网格标注并存储起来。把满足条件的网格标注并存储起来。如需要，可以显示或更改这些网格如需要，可以显示或更改这些网格点击点击 Adapt 对这些网格进行自适应对这些网格进行自适应 注册这些网格的过程为：注册这些网格的过程为：所有变量的梯度或等值线所有变量的梯度或等值线边界上的所有单元边界上的所有单元 指定形状里的所有单元指定形状里的所有单元网格体积变化率网格体积变化率近壁面网格的近壁面网格的y+下面这些技巧可以帮助实现自适应下面这些技巧可以帮助实现自适应合并注册的适应区合并注册的适应区显示适应函数的等值线显示适应函数的等值线显示标注的适应网格显示标注的适应网格给出基于网格尺寸和数量的适应限制给出基于网格尺寸和数量的适应限制Refine Threshold should be set to 10%of the value reported in the Max field.培训手册自适应案例自适应案例-超音速流场超音速流场对压力梯度大的区域自适应网格以更好的捕捉通过激波的压力突变对压力梯度大的区域自适应网格以更好的捕捉通过激波的压力突变Initial Mesh(Generated by Preprocessor)Pressure Contours on Initial MeshLarge pressure gradient indicating a shock(poor resolution on coarse mesh)培训手册自适应案例自适应案例-超音速流场超音速流场基于求解结果的网格自适应允许更好的解析弓形激波和膨胀波基于求解结果的网格自适应允许更好的解析弓形激波和膨胀波Mesh adaption yields much better resolution of the bow shock.Adapted cells in locations of large pressure gradientsAdapted Mesh(Multiple AdaptionsBased on Gradients of Pressure)Pressure Contours on Adapted Mesh培训手册ANSYS FLUENT 培训教材第三节：边界条件安世亚太科技（北京）有限公司安世亚太科技（北京）有限公司培训手册定义边界条件定义边界条件要确定一个有唯一解的物理问题，必须指定边界上的流场变量要确定一个有唯一解的物理问题，必须指定边界上的流场变量指定进入流体域的质量流量、动量、能量等指定进入流体域的质量流量、动量、能量等定义边界条件包括定义边界条件包括:确定边界位置确定边界位置提供边界上的信息提供边界上的信息边界条件类型和所采用的物理模型决定了边界上需要的数据边界条件类型和所采用的物理模型决定了边界上需要的数据你需要注意边界上的流体变量应该是已知的或可以合理预估的你需要注意边界上的流体变量应该是已知的或可以合理预估的不好的边界条件对计算结果影响很大不好的边界条件对计算结果影响很大培训手册流体域流体域流体域是一系列单元的集合，在其上求解所有激活的方程流体域是一系列单元的集合，在其上求解所有激活的方程需要选择流体材料需要选择流体材料对多组分或多相流，流体域包含这些相的混合物对多组分或多相流，流体域包含这些相的混合物输入的选择项输入的选择项多孔介质域多孔介质域源项源项层流域层流域固定值域固定值域辐射域辐射域培训手册多孔介质多孔介质多孔介质是一种特殊的流体域多孔介质是一种特殊的流体域在在 Fluid 面板中激活多孔介质域面板中激活多孔介质域通过用户输入的集总阻力系数来确定流动方向的压降通过用户输入的集总阻力系数来确定流动方向的压降用来模拟通过多孔介质的流动，或者流过其他均匀阻力的物用来模拟通过多孔介质的流动，或者流过其他均匀阻力的物体体堆积床堆积床过滤纸过滤纸多孔板多孔板流量分配器流量分配器管束管束输入各方向的粘性系数和惯性阻力系数输入各方向的粘性系数和惯性阻力系数培训手册固体域固体域固体域是一组只求解导热问题而不求解流动方程的单元集固体域是一组只求解导热问题而不求解流动方程的单元集合合只需要输入材料名称只需要输入材料名称选择项允许输入体积热源选择项允许输入体积热源如果临近固体域的单元是旋转周期边界，需要指定旋转轴如果临近固体域的单元是旋转周期边界，需要指定旋转轴可以定义固体域的运动可以定义固体域的运动培训手册FuelAirCombustor WallManifold box1Nozzle确定边界位置确定边界位置-例子例子在本例中，入口条件有三个可能的位置在本例中，入口条件有三个可能的位置:1.进气管的上游进气管的上游可以用均匀分布条件可以用均匀分布条件考虑混合效应考虑混合效应非预混反应模型非预混反应模型需要更多单元需要更多单元2.喷嘴进口平面喷嘴进口平面非预混反应模型非预混反应模型需要精确的入口分布需要精确的入口分布流动仍然是非预混的流动仍然是非预混的3.喷嘴出口平面喷嘴出口平面预混反应模型预混反应模型需要精确的分布需要精确的分布由于进口边界对流场的影响很大，不建议使用由于进口边界对流场的影响很大，不建议使用123培训手册一般的建议一般的建议如果可能，边界的位置和形状能保证流体或者进入如果可能，边界的位置和形状能保证流体或者进入流体域，或者流出流体域流体域，或者流出流体域不是必须的，但这样能更好的收敛不是必须的，但这样能更好的收敛垂直边界的方向不应该有大的梯度垂直边界的方向不应该有大的梯度不正确的设置不正确的设置减少近边界的网格扭曲度减少近边界的网格扭曲度否则在计算早期会带来误差否则在计算早期会带来误差21Upper pressure boundary modified to ensure that flow always enters domain.培训手册边界条件类型边界条件类型外部边界外部边界通用通用Pressure InletPressure Outlet不可压缩流不可压缩流Velocity InletOutflow(不建议用不建议用)压缩流压缩流Mass Flow InletPressure Far Field其他其他WallSymmetryAxisPeriodic特定特定Inlet/Outlet VentIntake/Exhaust Fan内部边界内部边界FanInteriorPorous JumpRadiatorWall域域FluidSolidPorous mediaorificeoutletinletplate plate-shadowwall培训手册改变边界条件类型改变边界条件类型域和域的类型在前处理阶段定义域和域的类型在前处理阶段定义要改变边界条件类型：要改变边界条件类型：在在 Zone 列表中选择域名。列表中选择域名。在在 Type 下拉列表中选择希望的类型下拉列表中选择希望的类型培训手册设定边界条件数据设定边界条件数据在在 BC 面板中设置面板中设置设定指定边界的条件设定指定边界的条件:在项目树中选择边界条件在项目树中选择