11. Fluent详解

Fluent应用确定FLUENT中的单位制nDefine-UnitsFLUENT对单位的限制n以下情况必须使用SI单位n边界轮廓数据（boundary profiles）n源项（source terms）n自定义流场函数（custom field functions）n用户自定义函数（user-defined functions）n外部XY plot数据（data in externally-created XY plot files）n依赖于温度的物性参数，温度必须采用Kelvin 或Rankine温标网格长度单位n将网格读入FLUENT 的时候，单位为米Fluent主要文件类型Fluent主要文件类型（续）边界条件的导入、导出n文本命令：file-write-bc file-read-bc Fluent操作界面n鼠标图形界面n命令行界面鼠标图形界面命令行界面nScheme程序语言Fluent操作命令Scheme表达式网格操作见课件“3.网格生成”选择求解器及运行环境Fluent物理模型连续性和动量方程()imiuStxrr抖+=抖()()ijiijiijijpuu ugFtxxctrrr抖+=-+抖抖Define-Model-ViscousFluent基本物理模型n旋流与旋转流动n传热n组分输运与化学反应n多相流n多孔介质模型n用户自定义标量用户自定义标量Define-User-Defined-Scalars定义材料材料物性n密度，分子量n粘性系数n比热n导热系数n质量扩散系数nUDS扩散系数n标准生成焓n辐射物性n动力学（kinetic theory）参数n实际气体模型密度n可压缩流：ideal gas law n不可压缩流：nConstantnincompressible ideal gas law：n温度多项式函数nBoussinesq modeln对于基于pressure-based solver 的可压缩多相流计算，所有材料必须都采用ideal gas law 多组分混合物密度nvolume-weighted-mixing-law nideal-gasnincompressible-ideal-gasnuser-defined-mixing-law nuser-defined 创建新材料1.确定材料类型2.命名3.给出新材料物性参数4.单击Change/Create，在弹出对话框中选No 自定义混合物1.Define-Models-Species，选择mixture-template 2.由Fluent数据库复制或创建组分自定义混合物3.重新打开Species面板，添加组分设置工作条件工作压力nReference Pressure Location in multiphase modelsnThe site of the reference pressure can be moved to a location that will result in less round-off in the pressure calculationnThe position that you choose should be in a region that will always contain the least dense of the fluids 设置边界条件见课件“10.边界条件”求解器选择与控制参数设置Density-based vs.Pressure-based初始化nInitialize the entire flow field(in all cells).nPatch values or functions for selected flow variables in selected cell zones or registers of cellsUsing Full Multigrid(FMG)Initializationncustomize the FMG initializationsolve-initialize-set-fmg-initialization nperform the FMG initializationsolve-initialize-fmg-initialization Convergence Strategies for FMG InitializationLimitations of FMG InitializationnFMG initialization is not available for unsteady flowsnFMG will not initialize turbulence or other transport equations field variablesnFMG should not be used with multiphase flow流场迭代计算稳定性与收敛n初始计算：nsmall time stepnsmall under-relaxation factor 算例一：充分发展管流n进出口为周期性边界条件.mass flow rate=0.0008 kg/s算例一：充分发展管流890 cells3800 cells残差监视值0.001残差监视值0.0001不对称，明显失真横截面速度分布算例一：充分发展管流n结论：n粗网格一般定性上是正确的。n密网格有时会明显偏离真实解。由于系统的非线性性质，可能存在多个解（动力学分岔）。粗网格一般只能捕捉到其中一个解，如果网格拓朴正确，这就是我们需要的解；密网格则能捕捉多个解，只有初值很好或更严格的收敛标准才能保证解的正确性。n求解策略：先用粗网格得到定性正确的解；再换成密网格提高解的精度。算例一：充分发展管流（2）残差监视值0.001残差监视值0.001残差监视值0.00001明显失真一般网格与流场结构不附的网格拓朴算例一：充分发展管流（2）n结论：n网格拓朴结构要与流场结构相一致：梯度大的地方要密；梯度小的地方要稀。否则易产生动力学分岔，明显偏离真实解；或只有采用更严格的收敛标准才能保证准确性n初始猜测相同的情况下，一般粗网格收敛较快。因为密网格可以捕捉到非线性系统的多个解，而真实解一般是其中“势能最低”的解，在达到这个“势能最低解”之前可能会在“势能较高解”附近逗留较长时间（如果收敛标准不够严格会停在那里不动），因此不易收敛。网格适应后处理见课件”13.后处理“参考值设置Report-Reference Values算例精选