辦公軟件教程ansys12-fluent02求解器基礎(chǔ)

ANSYSFLUENT

培訓(xùn)教材第二節(jié)：求解器基礎(chǔ)安世亞太科技（北京）有限公司FLUENT用戶界面導(dǎo)航FLUENT用戶界面設(shè)計為項目樹從上至下排列在項目樹中選擇要設(shè)置的單元，輸入窗口在中心打開GeneralModelsMaterialsBoundary

ConditionsSolverSettingsInitializationand

CalculationPostprocessing縮放網(wǎng)格，選擇量綱FLUENT讀入網(wǎng)格文件后，所有的維度默認(rèn)是以米為單位的如果你的模型不是以米為單位建立的，你需要縮放網(wǎng)格縮放后需要確認(rèn)一下計算域的大小。如果是在Workbench下讀入網(wǎng)格，不需要縮放。然而，量綱默認(rèn)為MKS系統(tǒng)如果需要，可以使用混合的量綱系統(tǒng)。FLUENT默認(rèn)使用國際單位SI在SetUnits面板中，可以使用任意的量綱。DefineUnits…文本用戶界面TUI大多數(shù)GUI命令都有對應(yīng)的

TUI命令許多高級的命令只能通過TUI獲得按回車鍵能顯示當(dāng)前級的命令q

鍵進(jìn)入上一級FLUENT可以在后臺運(yùn)行或通過歷史記錄文件journal運(yùn)行鼠標(biāo)功能鼠標(biāo)功能和二維/三維求解器的選擇有關(guān)，可以在求解器中設(shè)定。缺省設(shè)置2D求解器左鍵平移中鍵縮放右鍵選擇3D求解器左鍵旋轉(zhuǎn)中鍵縮放中鍵點(diǎn)擊確定中心點(diǎn)右鍵選擇流場探針功能右鍵點(diǎn)擊屏幕視圖.在Workbench中可以設(shè)置另外的鼠標(biāo)功能DisplayMouseButtons…材料屬性FLUENT提供標(biāo)準(zhǔn)的材料庫，也允許用戶創(chuàng)建自己的材料。所選擇的物理模型決定了哪些材料可用，以及必須設(shè)定這些材料的哪些屬性。多相流（多種材料）燃燒（多種組分）傳熱（導(dǎo)熱系數(shù)）輻射（發(fā)射率以及吸收率）材料屬性可以直接設(shè)定為溫度、壓力的函數(shù)和其他變量相關(guān)需要用UDF設(shè)定。材料庫FLUENT中的材料庫提供一系列預(yù)先定義的流體、固體和混合物如需要，可以拷貝材料并修改其屬性客戶定義的材料庫在現(xiàn)有的case中創(chuàng)建的新材料和反應(yīng)機(jī)理，可以在以后的case中重復(fù)使用在FLUENT中的材料面板里可以創(chuàng)建、使用、修改材料屬性。操作條件在參考壓力位置設(shè)定的操作壓力，是FLUENT在計算表壓時的參考值當(dāng)計算浮力流時，操作溫度設(shè)定了參考溫度操作密度是計算密度大范圍變化流動問題的參考值并行計算FLUENT中的并行計算用來運(yùn)行多個處理器，以減少計算時間，增加仿真效率對大規(guī)模網(wǎng)格或者復(fù)雜物理問題尤其有效FLUENT是全并行的，能在大多數(shù)硬件和軟件平臺上運(yùn)行，如clusters或者多核機(jī)器上并行FLUENT可以使用命令啟動，也可以在啟動面板中選擇例如，啟動一個n-CPU并行進(jìn)程，用下面的命令

fluent3d–tn網(wǎng)格可以手工分區(qū)，或者用下面不同的方法自動分區(qū)非一致網(wǎng)格，滑移網(wǎng)格和殼導(dǎo)熱區(qū)域需要逐個來分區(qū)總結(jié)本節(jié)課程介紹了CFD仿真中經(jīng)常用到的許多基礎(chǔ)功能并行計算能減少計算時間，但只針對大規(guī)模網(wǎng)格時有效后續(xù)課程會涉及到非穩(wěn)態(tài)問題的求解設(shè)置其他未涉及到的議題（見附錄）網(wǎng)格構(gòu)形的關(guān)系在求解器中重新排序網(wǎng)格和編輯網(wǎng)格多面體網(wǎng)格轉(zhuǎn)換基于求解器的網(wǎng)格自適應(yīng)附錄FLUENTJournalsFLUENT可以使用journal文件以批處理方式運(yùn)行journal是包括TUI命令的文本文件FLUENTTUI允許命令的縮寫，如ls

列表工作目錄下的文件rcd

讀入case和data文件wcd

寫case和data文件rc/wc

讀/寫case文件rd/wd

讀/寫data文件it

迭代批處理文件中的TUI命令可以在非交互模式下自動運(yùn)行TUI命令file/read-bc

和file/write-bc

可以用來讀寫FLUENT中的設(shè)置到一個文件中;Readcasefilercexample.cas.gz;Initializethesolution/solve/initialize/initialize-flow;Calculate50iterationsit50;Writedatafilewdexample50.dat.gz;Calculateanother50iterationsit50;Writeanotherdatafilewdexample100.dat.gz;ExitFLUENTexityesSampleJournalFile讀入網(wǎng)格–Zones本例中，有兩個域(fluid-upstreamandfluid-downstream).因此，F(xiàn)LUENT把外壁面劈分為兩個面(wallandwall:001).FLUENT也把中間的孔劈分為兩個面(plateandplate-shadow).inletoutletwallplateplate-shadowfluid(cellzone)Default-interiorzone(s)

canalwaysbeignored.網(wǎng)格構(gòu)造信息網(wǎng)格文件中存儲了所有的網(wǎng)格信息。節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)連接關(guān)系域的定義和幾何定義類似，網(wǎng)格定義如下：Node

邊的交叉點(diǎn)/網(wǎng)格頂點(diǎn)Edge

面的邊（由兩個節(jié)點(diǎn)定義）Face

單元的邊界，由一組邊定義Cell

域離散的控制體Zone 一系列節(jié)點(diǎn)、邊、面或單元的集合計算域由以上所有的信息組成對純流動問題，域只包括流體域?qū)曹棑Q熱問題，或流固耦合問題，域還會包含固體域邊界條件設(shè)置在面上材料屬性和源項設(shè)置在單元上Simple3DmeshSimple2DMeshNodeBoundary

FaceCellCell

CenterCellFaceNodeBoundary

FaceCellEdge網(wǎng)格的重新排序和編輯網(wǎng)格的重新排序能使得鄰近的單元排在一起提高內(nèi)存讀取效率，減少計算帶寬可以對整個域或者指定的域進(jìn)行排序網(wǎng)格每個分區(qū)的帶寬可以打印出來供參考在網(wǎng)格菜單中，也可以對面/體做如下編輯：分割域、合并域通過合并重合的面或節(jié)點(diǎn)來融合域平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像面或體域拉伸面形成體域替換體域或刪除體域激活體域或凍結(jié)體域GridReorderZonesGridReorderDomainGridReorderPrintBandwidth多面體網(wǎng)格轉(zhuǎn)換FLUENTGUI中可以把四面體或混合網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為多面體網(wǎng)格生成四面體網(wǎng)格然后在FLUENT中轉(zhuǎn)換為多面體網(wǎng)格優(yōu)勢提高網(wǎng)格質(zhì)量減少單元數(shù)量用戶可以控制轉(zhuǎn)換過程劣勢不支持自適應(yīng)，不能再次轉(zhuǎn)換不支持光順、交換、合并和拉伸等網(wǎng)格編輯工具在網(wǎng)格菜單中有兩種選擇轉(zhuǎn)換除了六面體外所有的網(wǎng)格為多面體網(wǎng)格不能轉(zhuǎn)換有懸掛節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格六面體核心的網(wǎng)格可以通過單獨(dú)程序轉(zhuǎn)換只轉(zhuǎn)換高度扭曲的網(wǎng)格為多面體網(wǎng)格GridPolyhedraConvertSkewedCellsGridPolyhedraConvertDomainTet/HybridMeshPolyhedralMesh分布文件和求解結(jié)果插值FLUENT允許通過分布文件和數(shù)據(jù)插值對選擇的變量在面或體上插值。例如，試驗(yàn)數(shù)據(jù)或者其他FLUENT計算結(jié)果里的入口速度分布，或者粗網(wǎng)格的計算結(jié)果插值到密網(wǎng)格上。分布文件是包含選擇變量的點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，可以通過FLUENT進(jìn)程讀/寫類似的，插值數(shù)據(jù)文件包括選擇變量的離散數(shù)據(jù)，可以在FLUETN中讀入和寫出。FileProfile…WriteFileProfile…ReadFileInterpolate…網(wǎng)格自適應(yīng)網(wǎng)格自適應(yīng)是求解過程中根據(jù)需要加密或粗化網(wǎng)格的技術(shù)。把滿足條件的網(wǎng)格標(biāo)注并存儲起來。如需要，可以顯示或更改這些網(wǎng)格點(diǎn)擊Adapt對這些網(wǎng)格進(jìn)行自適應(yīng)注冊這些網(wǎng)格的過程為：所有變量的梯度或等值線邊界上的所有單元指定形狀里的所有單元網(wǎng)格體積變化率近壁面網(wǎng)格的y+下面這些技巧可以幫助實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)合并注冊的適應(yīng)區(qū)顯示適應(yīng)函數(shù)的等值線顯示標(biāo)注的適應(yīng)網(wǎng)格給出基于網(wǎng)格尺寸和數(shù)量的適應(yīng)限制

RefineThresholdshouldbesetto10%ofthevaluereportedintheMaxfield.自適應(yīng)案例-超音速流場對壓力梯度大的區(qū)域自適應(yīng)網(wǎng)格以更好的捕捉通過激波的壓力突變InitialMesh(GeneratedbyPreprocessor)PressureContoursonInitialMeshLargepressuregradientindicatingashock(poorresolutiononcoarsemesh)自適應(yīng)案例-超音速流場基于求解結(jié)果的網(wǎng)格自適應(yīng)允許更好的解析弓形激波和膨脹波Meshadaptionyieldsmuchbetterresolutionofthebowshock.A