(完整版)《FLUENT中文手冊(簡化版)》

1、FLUENT中文手冊（簡化版）本手冊介紹FLUENT的使用方法，并附帶了相關(guān)的算例。下面是本教程各部分各章節(jié)的簡略概括。第一部分：口開始使用：描述了FLUENT的計(jì)算能力以及它與其它程序的接口。介紹了如何對具體的應(yīng)用選擇適當(dāng)?shù)慕庑问剑⑶腋攀隽藛栴}解決的大致步驟。在本章中給出了一個(gè)簡單的算例?？谑褂媒缑妫好枋鲇脩艚缑?、文本界面以及在線幫助的使用方法，還有遠(yuǎn)程處理與批處理的一些方法?？谧x寫文件：描述了FLUENT可以讀寫的文件以及硬拷貝文件?？趩挝幌到y(tǒng)：描述了如何使用FLUENT所提供的標(biāo)準(zhǔn)與自定義單位系統(tǒng)?？谑褂镁W(wǎng)格：描述了各種計(jì)算網(wǎng)格來源，并解釋了如何獲取關(guān)于網(wǎng)格的診斷信息，以及通過尺度化（

2、scale）、分區(qū)（partition）等方法對網(wǎng)格的修改。還描述了非一致（nonconformal）網(wǎng)格的使用.口邊界條件：描述了FLUENT所提供的各種類型邊界條件和源項(xiàng)，如何使用它們，如何定義它們等口物理特性：描述了如何定義流體的物理特性與方程。FLUENT采用這些信息來處理你的輸入信息。第二部分：口基本物理模型：描述了計(jì)算流動(dòng)和傳熱所用的物理模型（包括自然對流、周期流、熱傳導(dǎo)、swirling、旋轉(zhuǎn)流、可壓流、無粘流以及時(shí)間相關(guān)流）及其使用方法，還有自定義標(biāo)量的信息。口湍流模型：描述了FLUENT的湍流模型以及使用條件?？谳椛淠Ｐ停好枋隽薋LUENT的熱輻射模型以及使用條件?？诨瘜W(xué)組分

3、輸運(yùn)和反應(yīng)流：描述了化學(xué)組分輸運(yùn)和反應(yīng)流的模型及其使用方法，并詳細(xì)敘述了prePDF的使用方法?？谖廴拘纬赡Ｐ停好枋隽薔Ox和煙塵的形成的模型，以及這些模型的使用方法。第三部分：口相變模擬：描述了FLUENT的相變模型及其使用方法?？陔x散相變模型：描述了FLUENT的離散相變模型及其使用方法?？诙嘞嗔髂Ｐ停好枋隽薋LUENT的多相流模型及其使用方法?？谝苿?dòng)坐標(biāo)系下的流動(dòng)：描述單一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、多重移動(dòng)坐標(biāo)系、以及滑動(dòng)網(wǎng)格的使用方法?？诮夥ㄆ鳎╯olver）的使用：描述了如何使用FLUENT的解法器?？诰W(wǎng)格適應(yīng)：描述了如何優(yōu)化網(wǎng)格以適應(yīng)計(jì)算需求。第四部分： 顯示和報(bào)告數(shù)據(jù)界面的創(chuàng)建：本章描述了ex

4、plainshowtocreatesurfacesinthedomainonwhichyoucanexamineFLUENTsolutiondata 圖形和可視化：本章描述了檢驗(yàn)FLUENT解的圖形工具 AlphanumericReporting：本章描述了如何獲取流動(dòng)、力、表面積分以及其它解的數(shù)據(jù)。 流場函數(shù)的定義：本章描述了如何定義FLUENT面板內(nèi)出現(xiàn)的變量選擇下拉菜單中的流動(dòng)變量，并且告訴我們?nèi)绾蝿?chuàng)建自己的自定義流場函數(shù)。 并行處理：本章描述了FLUENT的并行處理特點(diǎn)以及使用方法 自定義函數(shù)：本章描述了如何通過用戶定義邊界條件，物理性質(zhì)函數(shù)來形成自己的FLUENT軟件。如何使用該手冊

5、對于初學(xué)者，建議從閱讀“開始”這一章起步。對于有經(jīng)驗(yàn)的使用者，有三種不同的方法供你使用該手冊：按照特定程序的步驟從按程序順序排列的目錄列表和主題列表中查找相關(guān)資料；從命令索引查找特定的面板和文本命令的使用方法；從分類索引查找特定類別信息（在線幫助中沒有此類索引，只能在印刷手冊中找到它）。什么時(shí)候使用SupportEngineer：SupportEngineer能幫你計(jì)劃CFD模擬工程并解決在使用FLUENT中所遇到的困難。在遇到困難時(shí)我們建議你使用SupportEngineer。但是在使用之前有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)： 仔細(xì)閱讀手冊中關(guān)于你使用并產(chǎn)生問題的命令的信息 回憶導(dǎo)致你產(chǎn)生問題的每一步 如果

6、可能的話，請記下所出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息 對于特別困難的問題，保存FLUENT出現(xiàn)問題時(shí)的日志以及手稿。在解決問題時(shí)，它是最好的資源。目錄第一章開始3引言3程序結(jié)構(gòu)3本程序的能力4FLUENT使用概述4第二章Fluent用戶界面16第三章讀寫文件19第四章單位系統(tǒng)27第五章網(wǎng)格的讀入和使用29網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格類型31網(wǎng)格所需條件和所要考慮的問題32網(wǎng)格的讀入33非一致網(wǎng)格37檢查網(wǎng)格39修改網(wǎng)格41第六章、邊界條件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、輻射模型第十一章、化學(xué)輸運(yùn)與反應(yīng)流第十二章、污染形成模型第十三章、相變模擬第十四章、多相流模型第十五章、動(dòng)坐標(biāo)系下的

7、流動(dòng)第十六章、解算器的使用第十七章、網(wǎng)格適應(yīng)第十八章、數(shù)據(jù)顯示與報(bào)告界面的產(chǎn)生第十九章、圖形與可視化第二十章、AlphanumericReporting第二十一章、流場函數(shù)定義第二十二章、并行處理第二十三章、自定義函數(shù)第二十四章、參考向?qū)У诙逭?、索?Bibliography)第二十六章、命令索引63第一章開始本章對FLUENT做了大致的介紹，其中包括：FLUENT的計(jì)算能力，解決問題時(shí)的指導(dǎo)，選擇解的形式。為了便于理解，我們在本章演示了一個(gè)簡單的例子，該例子的網(wǎng)格文件在安裝光盤中已準(zhǔn)備好。引言FLUENT是用于模擬具有復(fù)雜外形的流體流動(dòng)以及熱傳導(dǎo)的計(jì)算機(jī)程序。它提供了完全的網(wǎng)格靈活性，你

8、可以使用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，例如二維三角形或四邊形網(wǎng)格、三維四面體/六面體/金字塔形網(wǎng)格來解決具有復(fù)雜外形的流動(dòng)，甚至可以用混合型非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。還可以根據(jù)解的具體情況對網(wǎng)格進(jìn)行修改（細(xì)化/粗化）。對于大梯度區(qū)域，如自由剪切層和邊界層，為了非常準(zhǔn)確的預(yù)測流動(dòng)，自適應(yīng)網(wǎng)格是非常有用的。與結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相比，它明顯地減少了產(chǎn)生“好”網(wǎng)格所需要的時(shí)間。對于給定精度，解適應(yīng)細(xì)化方法使網(wǎng)格細(xì)化方法變得很簡單，并減少了計(jì)算量。其原因在于其僅對需要更多網(wǎng)格的解域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。FLUENT是用C語言寫的，因此具有很大的靈活性與能力。因此，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，靈活的解控制都是可能的。除此之外，為了高效的執(zhí)行，

9、交互的控制，以及靈活的適應(yīng)各種機(jī)器與操作系統(tǒng)，F(xiàn)LUENT使用client/server結(jié)構(gòu)，因此它允許同時(shí)在用戶桌面工作站和強(qiáng)有力的服務(wù)器上分離地運(yùn)行程序。在FLUENT中，解的計(jì)算與顯示可以通過交互界面，菜單界面來完成。用戶界面是通過Scheme語言及LISPdialect寫就的。高級用戶可以通過寫菜單宏及菜單函數(shù)自定義及優(yōu)化界面。程序結(jié)構(gòu)FLUENT光盤包括：FLUENT解算器；prePDF-模擬PDF燃燒的程序；GAMBIT-幾何圖形模擬以及網(wǎng)格生成的預(yù)處理程序；Tgrid-可以從已有邊界網(wǎng)格中生成體網(wǎng)格的附加前處理程序；filters（translators）-從CAD/CAE軟件（

10、如ANSYS、IDEAS、NASTRAN、PATRAN等）的文件中輸入面網(wǎng)格或者體網(wǎng)格。圖一所示為以上各部分的組織結(jié)構(gòu)。注意：在Fluent使用手冊中"grid"和"mesh”是具有相同所指的兩個(gè)單詞。圖一：基本程序結(jié)構(gòu)可以用GAMBIT產(chǎn)生所需的幾何結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)格（可以參考本光盤中的GAMBIT幫助文件，或從互聯(lián)網(wǎng)上找到），也可以在已知邊界網(wǎng)格（由GAMBIT或者第三方CAD/CAE軟件產(chǎn)生的）中用Tgrid產(chǎn)生三角網(wǎng)格，四面體網(wǎng)格或者混合網(wǎng)格（詳見Tgrid用戶手冊），還可用其他軟件產(chǎn)生FLUENT所需要的網(wǎng)格,比如ANSYS（SwansonAnalysisSy

11、stems,Inc.）、I-DEAS（SDRC）、或者M(jìn)SC/ARIES,MSC/PATRAN以及MSC/NASTRAN（MacNeal-Schwendler公司）。大多數(shù)CAD/CAE軟件都可以產(chǎn)生上述格式的網(wǎng)格。一旦網(wǎng)格被讀入FLUENT，剩下的任務(wù)就是使用解算器進(jìn)行計(jì)算了。其中包括，邊界條件的設(shè)定，流體物性的設(shè)定，解的執(zhí)行，網(wǎng)格的優(yōu)化，結(jié)果的查看與后處理。PreBFC和GeoMesh是FLUENT前處理器的名字，在使用GAMBIT之前將會(huì)用到它們。對于那些還在使用這兩個(gè)軟件的人來說，在本手冊中，你可以參考preBFC和GeoMesh的詳細(xì)介紹。本程序的能力 用非結(jié)構(gòu)自適應(yīng)網(wǎng)格模擬2D或者

12、3D流場，它所使用的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格主要有三角形五邊形、四邊形/五邊形，或者混合網(wǎng)格，其中混合網(wǎng)格有棱柱形和金字塔形。（一致網(wǎng)格和懸掛節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格都可以） 不可壓或可壓流動(dòng) 定常狀態(tài)或者過渡分析 無粘，層流和湍流 牛頓流或者非牛頓流 對流熱傳導(dǎo)，包括自然對流和強(qiáng)迫對流 耦合熱傳導(dǎo)和對流 輻射熱傳導(dǎo)模型 慣性（靜止）坐標(biāo)系非慣性（旋轉(zhuǎn)）坐標(biāo)系模型 多重運(yùn)動(dòng)參考框架，包括滑動(dòng)網(wǎng)格界面和rotor/statorinteractionmodeling的混合界面 化學(xué)組分混合和反應(yīng)，包括燃燒子模型和表面沉積反應(yīng)模型 熱，質(zhì)量，動(dòng)量，湍流和化學(xué)組分的控制體源 粒子，液滴和氣泡的離散相的拉格朗日軌跡的計(jì)算，包括了和連

13、續(xù)相的耦合 多孔流動(dòng) 一維風(fēng)扇/熱交換模型 兩相流，包括氣穴現(xiàn)象 復(fù)雜外形的自由表面流動(dòng)上述各功能使得FLUENT具有廣泛的應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)方面 Processandprocessequipmentapplications 油/氣能量的產(chǎn)生和環(huán)境應(yīng)用 航天和渦輪機(jī)械的應(yīng)用 汽車工業(yè)的應(yīng)用 熱交換應(yīng)用 電子/HVAC/應(yīng)用 材料處理應(yīng)用 建筑設(shè)計(jì)和火災(zāi)研究對于模擬復(fù)雜流場結(jié)構(gòu)的流動(dòng)來說，F(xiàn)LUENT是很理想的軟件。FLUENT公司還提供了其它幾種適用于不同流動(dòng)領(lǐng)域和模型的解算器，如NEKTON,FIDAP、POLYFLOW、IcePak以及MixSim。FLUENT使用概述FLUENT采用非

14、結(jié)構(gòu)網(wǎng)格以縮短產(chǎn)生網(wǎng)格所需要的時(shí)間，簡化了幾何外形的模擬以及網(wǎng)格產(chǎn)生過程。和傳統(tǒng)的多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相比，它可以模擬具有更為復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的流場，并且具有使網(wǎng)格適應(yīng)流場的特點(diǎn)。FLUENT也能夠使用適體網(wǎng)格、塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格（比如FLUENT4和許多其它的CFD結(jié)算器的網(wǎng)格）。FLUENT可以在2D流動(dòng)中處理三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格，在3D流動(dòng)中可以處理四面體網(wǎng)格，六邊形網(wǎng)格，金字塔網(wǎng)格以及楔形網(wǎng)格（或者上述網(wǎng)格的混合）。這種靈活處理網(wǎng)格的特點(diǎn)使我們在選擇網(wǎng)格類型時(shí)，可以確定最適合特定應(yīng)用的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在流場的大梯度區(qū)域，我們可以適應(yīng)各種類型的網(wǎng)格。但是你必須在解算器之外首先產(chǎn)生初始網(wǎng)格，初始網(wǎng)格可以使用G

15、AMBIT、Tgrid或者某一具有網(wǎng)格讀入轉(zhuǎn)換器的CAD系統(tǒng)。計(jì)劃你的CFD分析解決某一問題，需要考慮：希望從CFD模型中需要得到什么樣的結(jié)果？需要什么樣的計(jì)算模型？計(jì)算區(qū)域的起點(diǎn)和終點(diǎn)是什么？邊界條件？二維還是三維問題？什么樣的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合解決問題？選取合適的物理模型（無粘，層流還湍流？定常還是非定常？可壓流還是不可壓流？是否需要應(yīng)用其它的物理模型？），確定解的程序（問題可否簡化？是否使用缺省的解的格式與參數(shù)值？采用哪種解格式可以加速收斂？使用多重網(wǎng)格計(jì)算機(jī)的內(nèi)存是否夠用？得到收斂解需要多久的時(shí)間？）在使用CFD分析之前詳細(xì)考慮這些問題，對你的模擬來說是很有意義的。當(dāng)你計(jì)劃一個(gè)CFD工程

16、時(shí)，請利用提供給FLUENT使用者的技術(shù)支持。.解決問題的步驟確定所解決問題的特征之后，你需要以下幾個(gè)基本的步驟來解決問題：1創(chuàng)建網(wǎng)格2.運(yùn)行合適的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。3輸入網(wǎng)格4. 檢查網(wǎng)格5. 選擇解的格式6. 選擇需要解的基本方程：層流還是湍流（無粘）、化學(xué)組分還是化學(xué)反應(yīng)、熱傳導(dǎo)模型等7. 確定所需要的附加模型：風(fēng)扇，熱交換，多孔介質(zhì)等。8. .指定材料物理性質(zhì)8.指定邊界條件9. 調(diào)節(jié)解的控制參數(shù)10. 初始化流場11. 計(jì)算解12. 檢查結(jié)果13. 保存結(jié)果14. 必要的話，細(xì)化網(wǎng)格，改變數(shù)值和物理模型。第一步、幾何結(jié)構(gòu)的模型以及網(wǎng)格生成?？梢杂肎AMBIT或者

17、一個(gè)分離的CAD系統(tǒng)產(chǎn)生幾何結(jié)構(gòu)模型及網(wǎng)格。也可以用Tgrid從已有的面網(wǎng)格中產(chǎn)生體網(wǎng)格。你也可以從相關(guān)的CAD軟件包生成體網(wǎng)格，然后讀入到Tgrid或者FLUENT（詳情參閱網(wǎng)格輸入一章）。至于創(chuàng)建幾何圖形生成網(wǎng)格的詳細(xì)信息清查月相關(guān)軟件使用手冊第二步，啟動(dòng)FLUENT解算器表一：FLUENT菜單概述解的步驟菜單讀入網(wǎng)格文件菜單檢杳網(wǎng)格網(wǎng)格菜單選擇解算器格式定義菜單（DefineMenu）選擇基本方程定義菜單材料屬性定義菜單邊界條件定義菜單調(diào)整解的控制解菜單(SolveMenu)初始化流場解菜單計(jì)算解解菜單結(jié)果的檢查顯示菜單（DisplayMenu）&繪圖菜單（PlotMenu）報(bào)告

18、菜單（ReportMenu）保存結(jié)果文件菜單網(wǎng)格適應(yīng)適應(yīng)菜單啟動(dòng)FLUENT單精度和雙精度解算器在所有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上FLUENT都包含這兩個(gè)解算器。大多數(shù)情況下，單精度解算器高效準(zhǔn)確，但是對于某些問題使用雙精度解算器更合適。下面舉幾個(gè)例子：如果幾何圖形長度尺度相差太多（比如細(xì)長管道），描述節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)單精度網(wǎng)格計(jì)算就不合適了；如果幾何圖形是由很多層小直徑管道包圍而成（比如：汽車的集管）平均壓力不大，但是局部區(qū)域壓力卻可能相當(dāng)大（因?yàn)槟阒荒茉O(shè)定一個(gè)全局參考壓力位置），此時(shí)采用雙精度解算器來計(jì)算壓差就很有必要了。對于包括很大熱傳導(dǎo)比率和（或）高比率網(wǎng)格的成對問題，如果使用單精度解算器便無法有效實(shí)現(xiàn)

19、邊界信息的傳遞，從而導(dǎo)致收斂性和（或）精度下降命令行啟動(dòng)適當(dāng)版本：可以指定維度和精度：fluent2d運(yùn)行二維單精度版本；相應(yīng)的fluent3d；fluent2ddp；fluent3ddp都分別運(yùn)行相應(yīng)的版本。并行版本的啟動(dòng)請參閱相關(guān)的并行版本啟動(dòng)方法在此不予介紹。在解算器的面板中指定版本Figure1:啟動(dòng)時(shí)的控制臺(tái)窗口在版本提示中健入2d、3d、2ddp或者3ddp啟動(dòng)相應(yīng)版本。如果是在圖形用戶界面中啟動(dòng)適當(dāng)?shù)陌姹?，請選擇File/Run.菜單，將會(huì)出現(xiàn)如下圖所示的菜單，這樣你就可以選擇合適的版本了（你也可以在這個(gè)面板上啟動(dòng)遠(yuǎn)程機(jī)器上的FLUENT或者并行版本）Figure2:FLUENT

20、可以在選擇結(jié)算器的面板上啟動(dòng)適當(dāng)?shù)陌姹驹诿姘迳蠁?dòng)解算器一般遵循如下方法：1. 開關(guān)3D選項(xiàng)指定3D還是2D解算器2. 開關(guān)雙精度選項(xiàng)啟動(dòng)雙精度或者單精度解算器3. 點(diǎn)擊Run按鈕如果可執(zhí)行程序不在你的搜索目錄下，你可以在點(diǎn)擊Run之前指定完全的文件名。讀Case文件指定解算器版本：啟動(dòng)時(shí)如果未指定版本（在命令行輸入fluent），將會(huì)出現(xiàn)前面所看到的控制臺(tái)窗口，在File/Read/Case.或者File/Read/Case&Data.菜單中擇適當(dāng)?shù)腸ase文件或者data文件，我們就可以啟動(dòng)適當(dāng)?shù)陌姹玖恕＃ㄔ敿?xì)內(nèi)容型參閱“讀寫case和data文件”部分）。當(dāng)然也可以在版本的文本菜

21、單中用read-case或者read-case-data命令。File/Read/Case&Data.菜單或者read-case-data命令中讀入的case和data文件具有相同的名字，而且擴(kuò)展名分別為.cas和.dat.oWindowsNT4.0中有兩種方法啟動(dòng)FLUENT:開始菜單程序菜單Fluent.Inc（安裝時(shí)可以改名）菜單點(diǎn)擊FLUENT6在MS-DOS命令提示符中鍵入fluent2d、fluent3d、fluent2ddp或者fluent3ddp啟動(dòng)相應(yīng)版本。需要注意的是，進(jìn)行上述步驟之前你要設(shè)定用戶環(huán)境以便于MS-DOS可以找到fluent。你可以遵照如下做法：選擇程

22、序組的"SetEnvironment"，該程序會(huì)將Fluent.Inc目錄加入到你的命令搜索行。選擇解的格式FLUENT提供三種不同的解格式：分離解；隱式耦合解；顯式耦合解。分離解和耦合解方法的區(qū)別在于，連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程以及組分方程的解的步驟不同，分離解是按順序解，耦合解是同時(shí)解。兩種解法都是最后解附加的標(biāo)量方程（比如：湍流或輻射）。隱式解法和顯式解法的區(qū)別在于線化耦合方程的方式不同。分離解和耦合方法現(xiàn)在都適用于很大范圍的流動(dòng)（從不可壓到高速可壓），但是計(jì)算高速可壓流時(shí)耦合格式比分離格式更合適。FLUENT默認(rèn)使用分離解算器，但是對于高速可壓流（如上所述），強(qiáng)

23、體積力導(dǎo)致的強(qiáng)烈耦合流動(dòng)（比如浮力或者旋轉(zhuǎn)力），或者在非常精細(xì)的網(wǎng)格上的流動(dòng)，你需要考慮隱式解法。這一解法耦合了流動(dòng)和能量方程，常常很快便可以收斂。耦合隱式解所需要內(nèi)存大約是分離解的1.5到2倍，選擇時(shí)可以通過這一性能來權(quán)衡利弊。在需要隱式耦合解的時(shí)候，如果計(jì)算機(jī)的內(nèi)存不夠就可以采用分離解或者耦合顯式解。耦合顯式解雖然也耦合了流動(dòng)和能量方程，但是它還是比耦合隱式解需要的內(nèi)存少，但是它的收斂性相應(yīng)的也就差一些。注意：分離解中提供的幾個(gè)物理模型，在耦合解中是沒有的：多項(xiàng)流模型；混合組分PDF燃燒模型/預(yù)混合燃燒模型/Pollutantformationmodels/相變模型/Rosseland輻射

24、模型/指定質(zhì)量流周期流動(dòng)模型/周期性熱傳導(dǎo)模型。用戶選擇解的格式：點(diǎn)擊菜單Define/Models/Solver.彈出下面圖框，選擇所需要的格式即可。Figure1:解算器控制面板算例看下圖，在該問題中acavityintheshapeofa60A?rhombus,邊長0.1米，內(nèi)部為常密度空氣，上部是個(gè)速度為0.1m/s向右運(yùn)動(dòng)的壁面，雷諾數(shù)大約為500,流動(dòng)是層流。FSD-500Figure1:驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)的流體流動(dòng)程序概要這是一個(gè)簡單的二維問題，層流流動(dòng)，無熱傳導(dǎo)，不需考慮特殊的物理模型。所有的問題，如幾何圖形，網(wǎng)格，邊界位置和類型已經(jīng)在網(wǎng)格生成的時(shí)候定義了。你只需讀入網(wǎng)格文件就可以讀入全

25、部信息了。本問題模擬的步驟簡化為：讀入并檢查網(wǎng)格，選擇默認(rèn)的分離解，定義物理模型，指定流體性質(zhì)，指定邊界條件，保存問題的設(shè)置，初始化解域，計(jì)算解，保存結(jié)果，檢查結(jié)果。在開始之前把安裝CD上的/fluent_inc/fluent5/tut/sample/cavity.msh網(wǎng)格文件復(fù)制到工作目錄。讀入網(wǎng)格：點(diǎn)擊菜單File/Read/Case.彈出下面的對話框case文件包括網(wǎng)格，邊界條件和解的控制參數(shù)，網(wǎng)格文件是它的子集。本算例中的網(wǎng)格已經(jīng)保存為FLUENT的格式了，可以像讀入其它c(diǎn)ase文件一樣來讀入它。（對于其它格式的網(wǎng)格文件，選擇File/Import）SelectFileFilterr

26、"tutcpri-al.£c-asrms-Hj-irdrHSH尸GRDJ-HR.-i-al/oavi±-y+OKFilterC<uicc=lFigure1:讀入網(wǎng)格檢查網(wǎng)格讀入網(wǎng)格之后要檢查網(wǎng)格：菜單Grid/Check。在檢查過程中，你可以在控制臺(tái)窗口中看到區(qū)域范圍，體積統(tǒng)計(jì)以及連通性信息。具體顯示內(nèi)容如下：DomainExtents:x-coordinate:min(m)=0.000000e+00,max(m)=1.500000e-01y-coordinate:min(m)=0.000000e+00,max(m)=8.660000e-02Volumest

27、atistics:minimumvolume(m3):7.156040e-05maximumvolume(m3):7.157349e-05totalvolume(m3):8.660000e-03Faceareastatistics:minimumfacearea(m2):9.089851e-03maximumfacearea(m2):9.091221e-03Checkingnumberofnodespercell.Checkingnumberoffacespercell.Checkingthreadpointers.Checkingnumberofcellsperface.Checkingfa

28、cecells.Checkingfacehandedness.Checkingelementtypeconsistency.Checkingboundarytypes:Checkingfacepairs.Checkingperiodicboundaries.Checkingnodecount.Checkingnosolvecellcount.Checkingnosolvefacecount.Checkingfacechildren.Checkingcellchildren.Done.網(wǎng)格檢查是最容易出的問題是網(wǎng)格體積為負(fù)數(shù)。如果最小體積是負(fù)數(shù)你就需要修復(fù)網(wǎng)格以減少解域的非物理離散。你可以在Ad

29、apt下拉菜單中選中Iso-Value.來確定問題之所在。顯示網(wǎng)格：菜單為Display/Grid.。點(diǎn)擊下圖Display按鈕便會(huì)打開圖形顯示窗口并畫出網(wǎng)格，你將會(huì)看到下面第二個(gè)圖所示的內(nèi)容。GridDisplayOptionsNodesEdqesUMFaces9PartitionsShrinkFactor卜EdgeTp«*AllFeatureOutline牡：ft代h疥巳Surfaces冒|目OutlineIntekfinrDisplayColors.:CloseHelpFigure1:網(wǎng)格顯示面板指定流體物理性質(zhì):MidGWniuriJFarhimIft.FJriidMaief

30、iaksdrCIomGridFigure2:默認(rèn)視角的網(wǎng)格顯示該圖可以用鼠標(biāo)控制放大或縮小，用鼠標(biāo)圈住的內(nèi)容松開鼠標(biāo)之后該內(nèi)容就會(huì)在窗口內(nèi)滿屏顯示。選擇解算器的具體格式：本問題速度很小，可假定為不可壓流，使用默認(rèn)的分離解算器很合適。如果要選擇一個(gè)耦合解算器，請參考在Define/Models菜單中的Solver面板。定義物理模型：FLUENT中默認(rèn)物理模型是層流流動(dòng)，本例是層流，不需修改模型的設(shè)定。如果你需要修改物理模型，則需要Define/Models子菜單中的粘性模型面板以及其它面板。選擇菜單Define/Materials.得到如下對話框j-1ricinsvCttumiQiilFarni

31、tflitFigure1:材料控制面板可以在材料數(shù)據(jù)庫中選擇其它氣體，或者創(chuàng)建自己的材料數(shù)據(jù)。本題需要對空氣的性質(zhì)做一些修改:密度為1.0kg/mA3，粘性為2*10人-5kg/m-s,點(diǎn)擊Change/Create保存然后關(guān)閉面板。指定邊界條件：設(shè)定邊界條件的數(shù)值與類型，使用菜單Define/BoundaryConditions.得到下圖Figure1:邊界條件面板設(shè)定邊界條件，首先在區(qū)域列表中選擇，然后在類型列表中修改該區(qū)域的類型，確定完類型之后就可以點(diǎn)擊Set.按鈕（雙擊區(qū)域名字和點(diǎn)擊Set.按鈕具有相同功能）。本問題移動(dòng)壁面的邊界條件需要改為x方向速度0.1m/s。如果不能確定哪一個(gè)是

32、移動(dòng)壁面，可以在圖形窗口的上壁面邊界點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵（該圖形窗口仍然顯示圖2所示的網(wǎng)格），區(qū)域信息便會(huì)在FLUENT控制臺(tái)窗口上顯示出來，而且wall-2會(huì)在邊界面板的區(qū)域列表中自動(dòng)被選上。現(xiàn)點(diǎn)擊Set.按鈕彈出下面圖框：Figure2:壁面面板選擇MovingWall選項(xiàng)便可以得到下面圖框，從而設(shè)定壁面速度了。速度方向默認(rèn)為X向，設(shè)定速度大小為0.1。輸入數(shù)值之后，點(diǎn)擊OK保存設(shè)定，關(guān)閉面板。啊1Zone忖別m電ual-2Afiiafgnii:Cellmuid-lFMovingWaiiFigure3:移動(dòng)壁面的壁面面板本問題的其它邊界都是空腔的其它三個(gè)邊的壁面邊界條件(wall-5)。本例使用默

33、認(rèn)邊界條件一一靜止邊界條件。到此為止，邊界條件設(shè)定完畢。調(diào)整解的控制在Solve/Controls子菜單中打開的面板里，你可以改變壓松弛因子、多網(wǎng)格參數(shù)以及其它流動(dòng)參數(shù)的默認(rèn)值。在使用解算器一章可以找到它們的詳細(xì)設(shè)定，一般說來這些參數(shù)不需要修改。對于本問題來說默認(rèn)的設(shè)定已經(jīng)足夠激活殘差圖(ResidualPlotting)：點(diǎn)擊菜單Solve/Monitors/Residual.，在選項(xiàng)中，打開Plot選項(xiàng)激活殘差圖形，然后點(diǎn)擊OK,從而可以在計(jì)算過程中查看殘差。ResidualMonitorsOptionsStoragePlottingCheckConvergenceResidualMoni

34、torConvergenceCriterioncontinuityyesyes0.001x-velocitvyesyes0.001y-velocityyesyes0.001OKPlotRenomiCancelHelpFigure1:殘差監(jiān)測面板保存Case文件有關(guān)問題定義的輸入保存在case中，計(jì)算結(jié)果會(huì)保存在另一個(gè)data文件中。選擇File/Write/Case.菜單，彈出下面對話框，保存case文件。輸入文件名，F(xiàn)LUENT會(huì)自動(dòng)添加相應(yīng)的擴(kuò)展名，點(diǎn)擊OK即可。FilterI/"horntutor-1a1*cas<.Dirrtnr帀託hFilit=WriteBinarvF

35、ilesiCaiseFilec-avity.FilterCnncdFigure1:保存一個(gè)Case文件解決問題流場初始化迭代之前你需要初始化流場提供一個(gè)初始解。你可以從一個(gè)或多個(gè)邊界條件算出初始解，也可以分別輸入流場的數(shù)值，相應(yīng)菜單為Solve/Initialize/Initialize.,點(diǎn)擊得到Figure1.雖然流動(dòng)極為可能發(fā)展為強(qiáng)烈的循環(huán)流，所有的初值都為0也是可以的，你可以保持默認(rèn)值不變，點(diǎn)擊Init按鈕，然后關(guān)閉面板Figure1:解的初始化面板計(jì)算：現(xiàn)在可以迭代了，選擇Solve/Iterate.菜單，打開下圖，在對話框中輸入10,表示迭代10步。Figure1:迭代面板迭代開始

36、之后，應(yīng)該察看圖形窗口中的殘差圖。迭代之后，殘差由上向下逐漸減少，這是很好的標(biāo)志。對于不同的機(jī)器殘差只會(huì)有稍微的不同，所以你的圖形不一定和下圖完全相同。Raxdual6I3DFILflillL/“Igit”Figure2:10次迭代之后的殘差圖想檢查流場，看它怎么發(fā)展。打開Display/VelocityVectors.菜單，彈出下面的速度矢量面板的圖框Figure3:速度矢量面板此面板內(nèi)的默認(rèn)設(shè)定將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由速度大小標(biāo)記顏色的矢量圖，點(diǎn)擊Display按鈕得到下圖:3EBH-D23.2ra-D22.d5a-D22D5a-D2t.Gda-D2t23a-D2B2LA-D34.12H-D3d15

37、A-D5VelDoityDtJLzir-adV±LnatyNigniLud±kugIlstODDFULIENTE.D2d,kflragaLad,Lam)Figure4：10步迭代之后的速度矢量即使是10次迭代，旋轉(zhuǎn)的圖像已經(jīng)很清晰了?？磥碓摻獾倪^程是可以接受的，我們可以增加迭代步驟完成該解。你會(huì)發(fā)現(xiàn)在大約在第50步，迭代解就已經(jīng)收斂到允許的誤差范圍了。在這個(gè)時(shí)候，殘差圖應(yīng)該像下圖一樣，需要注意的是，不同的機(jī)器所需的收斂步是不同的。RajiidufiLiLuuLirmiLyAaity廠F口山口|匸iBjnn-qiB-uiH1d°02dts-DSTIdD-LILDIB

38、29兀3D3i405EDIt«r9±ii：ri3tH-nn4iiFLUENT5.02d.ugr器/A議Figure5:收斂之后的殘差保存結(jié)果：FLUENT不會(huì)自動(dòng)保存結(jié)果。選擇File/Write/Case&Data菜單，彈出下面的對話框，在Case/Data文件窗口輸入文件名，F(xiàn)LUENT會(huì)自動(dòng)添加相應(yīng)的擴(kuò)展名.cas和.dat。輸入cavity作為文件名，點(diǎn)擊OK保存。Figure1:保存case和data文件如果cavity.cas已經(jīng)存在，F(xiàn)LUENT將會(huì)詢問是否覆蓋它，點(diǎn)擊OK寫入文件即可。二WarningThefile"cavitycas11a

39、lreadyexists.pOKtoouerwrite?Figure2：確認(rèn)覆蓋注意：在結(jié)束進(jìn)程之前，你可以啟動(dòng)新的FLUENT進(jìn)程，讀入case文件和data文件，重新分析和修改算例。檢查結(jié)果畫等值線：在Display/Contours.中打開等值線面板如下圖,Figure1:等值線面板在“ContoursOf”中選擇Velocity.然后選擇StreamFunction，將等值線的Levels設(shè)為10,點(diǎn)擊Display,顯示結(jié)果如下。G.DGk-144. D5B-HIDda-N2.53k-lJa.DSa-H1.52B-Hl.lt»-lJ5. DBb-I5:aritaijr-ia

40、F2Lraan*iFu&aLiankgJaApr31.LDDDfluent5.1Ed.saaraaatadLlbh)Figure2:流函數(shù)等值線從FLUENT退出：檢驗(yàn)結(jié)果并保存算例和數(shù)據(jù)文件后，在文件菜單的Exit選項(xiàng)中退出FLUENT了?？偨Y(jié)本例使用FLUENT解決了一個(gè)非常簡單的問題。該教程在后面將詳細(xì)敘述FLUENT物理模型和解參數(shù)的問題以解決更為復(fù)雜的問題。第二章Fluent用戶界面本章詳細(xì)介紹了用戶界面的相應(yīng)功能及其的使用方法。圖形用戶界面(GUI)：由控制臺(tái)窗口、控制面板、對話框以及圖形窗口組成。下圖就是典型的fluent界面。、在UNIX系統(tǒng)中，GUI(包括顏色和字體)

41、可以自定義以適合操作系統(tǒng)的環(huán)境。riwiit®ajfrw,iniiRntCTimp.ijim：7HuwitmeFBChid旦iw魚p|町Ad«|pl：Snrfww空和.ItnJoriLaurar莊丄；=inamai«£iFlIKHrContocireoplhhnaiOiia'ICMrAorPrd-ouraMt!AU陽Hl祈Lbh!cInIl"sr4.dEkoi-rQQ;urii-rBa£MW；-LtEdhtfeo-4.3B*aST.兩Tm-HiitlCtpyhdivJexnplw+pslFilH槁OhmepIFiledn“山硼

42、巴1w-hIufbi®AvtciR«h晴/d輝4.vf£uj?ivjimw嚴(yán)n3i：Hi悶J!>nwGmdPlf-i0h8S0n5|T3陽研燉II5minff間pn9O4JVGhiBg!0PIW93WC-4UAI«Q國詡delectFl町iFLUJEHTi5*aew.fMjitsri'lxuin程曲.茅3XLL-LiliiX111111nXLkkkkkkkkkkkkE.fcat:ak.-eicc.tPNiasar-o-a.4-XZMPgar«±-0?4130o-4»"44aa嚴(yán)ofn-DdM；p#*1

43、d»11_F><.-pa4cwrOff3C4-£fmwo»l_tihT-ofid|poinbor£h，rnjjioffiro&llfi申k*-Fk百口sd1匚畳Fxqhandjedn«£_01404fiutHPfi'c-anaist»nc-L|,liKvundAri*pairsgpe-Tiodi.bcrundHirx«srincHic0001138nocsov»col1匚口urrt*rLkrOlV*C-OLiTlt-4，快3£4閆l.pftFigure1:屏幕顯示的G

44、UI各部分控制臺(tái)(Console)：控制程序執(zhí)行的主窗口。用戶和控制臺(tái)之間有兩種交流方式：文本界面TUI),圖形界面(GUI)。控制包括終端仿真程序和菜單按鈕的圖形界面。FLUENT|Zdsegregated.ke，ruaxxooordin-5te$Min<m>d_4.斗BSTSOe-O1yoootclih-itoimin<r>=一乩.lEHQOQt4久VoLumi.s-1-ics-$mln1MLimmax1mumtotalFace-s1-31,OSgT'iys07l*Z447Zle-Q43*?6fiL71e-O2=lTie-7170o-01.Figure1:控

45、制臺(tái)FileiGridferineolveAdaptSurrc«DisplayPlotReportParallel?.J.ccsjo1umsCm3J*wo1umecm3?*vo1ume<ni3>iststistics±minimumn-awinnuFiChookingCHookingCHscking匚1ngChecklnChecklri£ChekiriEChe-okingCHe-okingCheokingCHsking匚Hsk1ngCheckIncDone*Pscsr+斗h斗752320+P-soearea<tlH.S94±35e02r

46、iuinlo&nof-戶心loq11+Mumloo-PFm口占m尸口嚴(yán)oq1L+thnead忖嚴(yán)匸丁nuintiona¥Is.“qlF益FacecelIs*Pacehandedness*z-lmenttype-匸口nsi豆>七可num+looundsny七3產(chǎn)u土=-Faoe-|<-airs*peniodiokoun<h-ios-_nacAauount.rias.Q1usqs11caunrioso17WFaccoijht亠終端仿真程序：它和MS-DOS命令提示符類似，使你能夠和TUI菜單交流、所有的文本都輸出到終端仿真程序，所有的輸入都從最底行開始、快捷鍵C

47、ontrol-C可以暫停正在計(jì)算的程序、它也支持控制臺(tái)和其它XWindow或WindowsNT應(yīng)用程序之間文本的復(fù)制和粘貼（復(fù)制文本到剪貼板的方法：1.選中文本，2.Ctrl+Insert）菜單按鈕：下拉菜單、快捷方式、對話框的形式和使用方法和Windows的一樣。面板：面板用于處理復(fù)雜的輸入任務(wù)。除了應(yīng)用設(shè)置之后立刻關(guān)閉的面板外，還有另一種面板在應(yīng)用設(shè)置后選擇Apply應(yīng)用設(shè)置而不必關(guān)閉面板，這一按鈕經(jīng)常也有其它的名稱（比如Display等）。圖形顯示窗口:FrjTlucnlacurHpCopyrtiit1SS7HuenLincAprLDQRFLUEHT52d.sngrBgated.ha&g

48、t;Figure1:圖形顯示窗口的例子WindowsNT系統(tǒng)獨(dú)有的頁面設(shè)置面板功能：在圖形顯示窗口的system菜單中點(diǎn)擊PageSetup.菜單,彈出頁面設(shè)置面板如下：PageSetupColorOColorGrayScaleOMonochromeClipboardFormatsBitmapODIBBitmapOMetafileColorQualityOTrueColorM?ippir:d0nlnrODitheredColorPrinterSeale瑋OptionsOEnhancedMetafilePictureFormatOVsetur強(qiáng)RasterLandscapeOrientation

49、Printer”ReverseForcground/BackgroundOK宅Htlp文本用戶界面（TUI）：TUI使用被稱為Scheme的Lisp專業(yè)用語，而且是用這一語言寫成的。用戶熟悉Scheme將能夠使用界面的解釋功能來創(chuàng)建自定義命令。（附注：Scheme是LISP的一種方言。它不但設(shè)計(jì)非常干凈，而且非常強(qiáng)大。它只有7種最基本的語法結(jié)構(gòu)，1種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，甚至連循環(huán)語句都沒有，但是它卻有非常強(qiáng)大的宏，它可以自己擴(kuò)展自己的語法，自己定義出循環(huán)語句，定義出各種其它語言可以見到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，定義出類，對象，變成一個(gè)面向?qū)ο笳Z言對它來說只是小菜一碟。用Scheme編程序，你可以專注于設(shè)計(jì)算法本身，而

50、不是為語言本身的比如內(nèi)存泄漏之類的事情而煩惱。所以用這種語言教學(xué)，學(xué)生可以學(xué)會(huì)“解決現(xiàn)實(shí)世界的問題”而不是困惑于“電腦自己的問題”。Scheme是很多大學(xué)，比如MIT的計(jì)算機(jī)系學(xué)生首選的編程入門語言，甚至有一個(gè)丹麥高中講授這種語言。）文本菜單系統(tǒng)：其為程序下的程序界面提供了分級界面。因?yàn)樗腔谖谋镜?，所以你可以用?biāo)準(zhǔn)基于菜單的工具操作它：輸入可以保存在文件中，用文本編輯器修改，并可以將執(zhí)行的讀入。因?yàn)槲谋静藛蜗到y(tǒng)緊密地與Scheme擴(kuò)展語言結(jié)合，所以它可以很容易的形成程序來提供復(fù)雜控制和自定義函數(shù)（詳見本手冊非簡化版）。使用在線幫助：通過圖形用戶界面，你有完全的用戶向?qū)Ш蛥⒖枷驅(qū)?，只需用鼠?biāo)

51、鍵點(diǎn)擊即可。用戶向?qū)Ш蛥⒖枷驅(qū)э@示在HelpViewer面板中，它對于多重字體和圖形輪廓起重要作用，對于瀏覽和交叉參考的按鈕及超文本鏈接也起重要作用。使用GUI幫助系統(tǒng)：對于特定條目和面板來說，可以在面板或者上下文幫助中獲取參考信息。也可以跳到參考向?qū)?，或者將用戶向?qū)Т蜷_到當(dāng)前頁面，并使用超文本鏈接以及在線目錄來查找你需要的信息。面板幫助：在該面板中點(diǎn)擊幫助按鈕即可。上下文(Context-Sensitive)幫助：在幫助菜單中選擇Context-SensitiveHelp。然后在下拉菜單中選定一個(gè)條目，或者點(diǎn)擊圖形用戶界面的另一部分(比如說：一個(gè)面板)，HelpViewer會(huì)打開討論該條目的

52、用戶向?qū)У南嚓P(guān)章節(jié)。打開用戶向?qū)В涸趲椭吕水?dāng)中選擇User'sGuide.菜單。打開參考向?qū)В簩elpViewer面板打開到參考向?qū)У牡谝豁摷纯?。點(diǎn)擊Overview即可回到總面板。使用HelpViewer面板：你可以以不同的方法在HelpViewer面板中存取信息。在HelpViewer面板中(Figure1)，你可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所要查看的內(nèi)容。HelpVIEILIJEFSlBStiElU：1431*1'|3世gi_II:*1*J*11-JZniHiiCiaimFir>VF：«Figure1:HelpViewer面板使用幫助內(nèi)容面板：在HelpViewe點(diǎn)

53、擊Content即可。Figure1:幫助內(nèi)容面板批處理：FLUENT以批處理模式運(yùn)行依賴于你的操作系統(tǒng)。第三章讀寫文件讀入的文件包括grid,case,data,profile,Scheme，以及journal文件，還有包括包含case,data,profile,journal，以及transcript的文件。FLUENT也可以保存面板的布局以及圖形窗口的硬拷貝。使用各種可視化以及后處理工具可以輸出數(shù)據(jù)。FLUENT讀寫的文件表一列出了FLUENT所能讀寫的文件。其中有的文件并不是FLUENT的格式，但讀入時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。表一：FLUENT讀寫的文件文件類型創(chuàng)建文件的程序使用該文件的程序Gri

54、dGAMBIT,TGridGeoMesh,preBFCFLUENTThird-PartyGridANSYS,PATRAN,I-DEAS,NASTRAN,etc.FLUENTCaseFLUENTFLUENTDataFLUENTFLUENTFLUENT/UNSCaseFLUENT/UNS3or4FLUENTFLUENT/UNSDataFLUENT/UNS4FLUENTRAMPANTCaseRAMPANT2,3,or4FLUENTRAMPANTDataRAMPANT4FLUENTFLUENT4CaseFLUENT4FLUENTFIDAP7NeutralFIDAP7FLUENTRayFLUENTFLU

55、ENTPDFprePDFFLUENTJournalFLUENTFLUENTTranscriptFLUENTuserHardcopyFLUENTassortedPlotFLUENTFLUENTProfileuser,FLUENTFLUENTDataExportFLUENTOthercodesSchemeuserFLUENT二進(jìn)制文件FLUENT會(huì)默認(rèn)存為二進(jìn)制文件，比文本文件占有更少的空間，而且讀寫更快，但無法閱讀和編輯。如果要保存為可以閱讀和編輯文本文件，只要在寫文件的時(shí)候在文件選擇對話框中關(guān)掉二進(jìn)制文件選項(xiàng)。讀壓縮文件在選擇文件對話框中可以讀入壓縮文件。如果壓縮文件擴(kuò)展名是Z,FLUENT會(huì)

56、自動(dòng)激活zcat來讀入文件數(shù)據(jù)，如果文件擴(kuò)展名是.gz解算器會(huì)自動(dòng)激活gunzip來讀入文件數(shù)據(jù)。你也可以只鍵入文件名而不加任何后綴（比如：你不能確定文件是否為壓縮文件）。首先，解算器嘗試以所輸入的名字打開文件，如果找不到那個(gè)名字的文件，它將嘗試缺省的后綴和擴(kuò)展名來搜索文件。如果還是找不到文件，解算器將會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤報(bào)告。寫壓縮文件在選擇文件對話框，可以通過加入擴(kuò)展名Z或者gz寫壓縮文件。不要寫ray文件的壓縮，F(xiàn)LUENT將無法正確進(jìn)入。文件的自動(dòng)編號在文件名中你可以包括幾個(gè)特殊的字符串，這樣你就可以在各種參數(shù)的基礎(chǔ)上為文件快捷的計(jì)數(shù)。（這些參數(shù)包括：迭代步，時(shí)間步，或者迄今為止所保存文件的總數(shù)。）這樣你就不必每次輸入一個(gè)文件名了。 對于非定常流，你可以用反映時(shí)間步的名字來保存文件，相應(yīng)的字符