0前言
油气储运工程是连接油气生产、加工、分配、销售诸
环节的纽带，主要包括油气田集输、长距离输送管道、储存与装卸及城市输配系统等。近年来，油气储运工程得到了高速发展，中国已经启动国家油气储备计划，正在更快更好地建设中国油气储运管网。随着油气储运行业的迅速发展，单纯使用理论和试验研究已不能满足发展的需要，必须采用相应的模型研究油气储运工程领域各个环节可能出现的问题，有针对性地采取措施，避免发生安全事故，减少资源浪费。在现代石油工业高性能、低造价、可操作性强的要求下，利用FLUENT 软件模拟相关流体问题，能够有针对性地采取措施，进行结构优化，推动油气储运行业的发展。
计算流体动力学（computational fluid dynamics ，CFD ）是流体力学的一个分支，通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的相关信息，实现用计算机代替试验装置完成“计算试验”，为工程技术人员提供实际工况模拟仿真的操作平台。FLUENT 是通用CFD 软件包，用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导，可实现对多种复杂物理条件下流场真实和全域的模拟。由于其成本低、周期短、计算精度高、与实际吻合度高的特点，在实验研
究和商业应用中具有重要的指导作用，故应用越来越广泛［1］。
1概述
计算流体动力学是近现代流体动力学的一个重要
分支，FLUENT 软件的设计基于“CFD 软件群”思想［2］，可针对各种不同流动的特点，采用最佳的数值解法，准确模拟流动、传热和化学反应等物理现象。
FLUENT 软件主要用于模拟和分析复杂几何区域内的流体流动和传热现象，有灵活的网格特性，可以支持多种网格，凡与流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。用户可以自由选择使用非结构化或者结构化网格来划分复杂的集合区域，也可以利用FLUENT 软件提供的网格自适应特性在求解过程中根据所获得的计算结果来优化网格。从用户需求角度出发，FLUENT 软件容易上手，针对各种复杂流动的物理现象，采用不同的离散格式和数值方法，在特定领域内使计算速度、稳定性和精度等达到最佳组合，高效地解决油气储运工程领域的复杂流动计算问题［3-4］。
FLUENT 软件同传统的CFD 计算方法相比，具有以下优点：
FLUENT 软件在油气储运工程领域的应用
金俊卿
郑云萍
西南石油大学石油工程学院，四川
成都610500
摘
要：FLUENT 软件是用于模拟和分析复杂几何区域内的流体流动与传热现象的专用软件，
在油气储运领域应用广泛。介绍了FLUENT 软件的基本原理、方法及主要特点，对FLUENT 软件在油气储运工程领域的应用现状进行了分析与总结，具体有旋风分离器内部流场数值模拟、管道停输温降数值模拟、顺序输送混油数值模拟、天然气管道泄漏扩散数值模拟、LNG 技术方面数值模拟、油罐问题数值模拟等，分析了FLUENT 软件在油气储运工程领域应用中存在的问题，提出了FLUENT 软件在该领域今后的研究方向和发展趋势。
关键词：FLUENT 软件；油气储运；数值模拟
DOI ：10.3969/j.issn.1006-5539.2013.02.008
收稿日期：2012-11-26
作者简介：金俊卿（1988-），男，河南开封人，硕士研究生，主要从事油气集输理论与处理技术研究。
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天然气与石油
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a）稳定性好。经大量实例验证，FLUENT软件的模拟结果同实验结果吻合度高。
b）运算精度高，具有二阶计算精度。
c）适用范围广。FLUENT软件提供了非耦合隐式算法、耦合显式算法和耦合隐式算法三种数值算法。含有先进的物理模型，可应用于湍流、多相流、热传导、燃烧、化学反应等几乎所有与流体相关的领域。
d）高效省时。FLUENT软件将不同领域的计算软件组合起来，采用统一的前后处理工具，节省了时间。
e）先进的动/变形网格技术。用户只需折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。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流动所产生的力所决定的问题。
f）强大的网格支持能力。FLUENT软件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。FLUENT软件还拥有多种基于解的网格自适应、动态自适应以及动网格与网格动态自适应相结合的技术［4］。
2应用现状
2.1旋风分离器内部流场数值模拟
利用FLUENT软件对旋风分离器内部流场进行数值模拟，将不同湍流模型、不同离散方式、不同内部结构（进口角度、进料管结构、圆筒段结构等）的数值模拟结果进行对比，确定出最合适的分离器内部流场，为分离器的进一步结构优化提供理论依据。
魏新利等人［5］采用FLUENT软件中的k-ε标准模型、RNG k-ε模型和RSM模型对旋风分离器内部流场进行了数值模拟，将模拟结果与实验结果比较得出最适合旋风分离器的数值解法：湍流模型采用各向异性的RSM模型，离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式。
郭广东等人［6］研究了三相旋流器结构参数和分离效率之间的关系，通过改变三相旋流器的内部结构，借助FLUENT软件研究内部流场的变化情况，确定出提高旋流器分离性能的方法。而张建等人［7］采用FLUENT软件对三种排尘口直径不同的旋风分离器以及长锥型旋风分离器中的气相流动规律进行数值模拟，结果表明，随着排尘口直径减小，分离性能有所提高。
2.2管道停输温降数值模拟
在管道运行过程中，停输是不可避免的。掌握其温降规律对确定安全停输时间、再启动方案和停输检修安排具有指导意义。此类散热问题可以采用数值解法（主要为有限元法和有限体积法），通过控制网格的划分，计算可得到较高精度的解。
张煜等人［8］分析了不同位置、不同初始温度、不同管径条件下的热油管道停输降温变化过程，通过FLUENT 软件模拟发现，温降过程分三阶段，第一阶段自然对流导致温降速度最快；第二阶段原油黏度增大，温降曲线平缓；第三阶段依赖导热传热，管内温降速率较快，模拟结果与实际情况相符。
王常斌等人［9］运用FLUENT软件在三维直角坐标系中建立了埋地热油管道的物理模型，对不同传热系数、不同流速以及非稳态环境的热油管道进行了数值模拟，得到热油管道轴向温度分布图，分析了管道总传热系数和流速对温度变化的影响。模拟结果较好地反映了埋地热油管道沿线温度下降的基本特征，为实际生产管理提供了科学依据，对指导油田的输油生产、管道安全性和节能降耗具有重要意义。
杜明俊等人［10］使用FLUENT软件研究多年冻土区埋地热油管道停输温降问题。针对多年冻土区埋地热油管道运行环境的特点，对不同季节管内原油的温降和土壤温度场进行了仿真分析，模拟了管道原油凝固过程，确定合理的停输时间。
2.3顺序输送混油数值模拟
成品油常采用顺序输送的运输方式，其中混油处理是研究顺序输送的难点之一［11］。由于影响混油浓度的因素很多，因此混油界面在管道内运动复杂，使常规混油量计算公式的应用具有一定局限性。数值模拟因具备对复杂流动传热边界条件进行分析、求解的能力，近年来已被用于解决顺序输送混油问题。
赵海燕［12］应用FLUENT软件模拟研究了顺序输送混油的问题。以质量输送方程为基础，使用壁面函数法处理固壁边界，综合分析了油品输送速度、输送次序、停输、盲支管以及90°弯管等各种工况对混油的影响，模拟结果和理论分析对比基本吻合，为进一步研究成品油顺序运输提供了理论依据和指导。
杜明俊等人［13］利用FLUENT软件模拟了冷热原油顺序输送过程中混油浓度情况。采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型，分析了不同输送顺序、不同温度、不同速度对混油浓度的影响，研究结果为工程设计与管理提供了理论指导。
2.4天然气管道泄漏扩散数值模拟
天然气在管道运行的过程中会受到内外因素的干扰，最终导致管道破裂而发生泄漏。天然气泄漏不但导致能源浪费，而且会形成中毒、燃烧爆炸危险区，当遇到火源或达到一定浓度就会发生燃烧或爆炸，造成经济损失。研究管输天然气泄漏扩散规律可迅速预测天然气泄漏后的扩散及危险范围，避免不必要的能源浪费和经济损失。
李自力等人［14］利用FLUENT软件对山地条件下天然气泄漏扩散进行了数值模拟，并编写UDF程序导入软
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件对风速进行修正。考虑天然气向下喷射情况，给出了在不同风速条件下天然气向下喷射时的爆炸下限浓度和警戒浓度范围，将结果与气体向上喷射情况对比，得出孔口向下喷射时，气体积聚在近地面不易扩散，比孔口向上喷射时更危险。
胡夏琦［15］采用FLUENT软件模拟含H2S高压天然气管道泄漏情况，研究了含H2S的高压天然气管道泄漏时天然气的扩散规律。模拟结果表明，扩散时，安全空间随H2S浓度的增大而减小，说明含H2S天然气比只含甲烷的天然气更危险。
朱红钧等人［16］借助FLUENT软件对平坦地区含硫天然气集输管道的泄漏扩散进行了仿真研究，对比分析了泄漏率、压力和浓度在静风和有风条件下的分布规律及危险区大小，为管道的实际生产运行和紧急救援提供参考。
2.5LNG技术方面数值模拟
LNG作为一种清洁、高效的能源越来越受到各国的青睐［17］。为推动该领域的发展，很多研究者以数学模型为载体，利用FLUENT软件研究LNG泄漏、分层、翻滚和蒸发等问题，取得了一定的成果。
Gavelli F等人［18-19］借助FLUENT软件模拟LNG泄漏后周围复杂环境的情况，以Falcon系列测试为理论模型，准确地预测了LNG低温泄漏行为。
1980年在加利福尼亚的China Lake进行了LNG系列实验，黄琴等人［20］以实验数据为基础，运用FLUENT 软件对LNG泄漏扩散进行了模拟，将不同点的模拟结果同实验数据进行对比。结果表明，由于实验过程中风速和风向的影响，模拟结果与实验结果存在差异，但温度和浓度的变化趋势与实验值基本吻合。
乔国发［21］运用FLUENT软件对紊流态LNG分层和翻滚情况进行数值模拟计算，观察到LNG分层和翻滚的演变过程大致分为四个阶段。同时发现LNG翻滚现象产生的根本原因是LNG分层的存在，LNG分层产生翻滚的直接原因是热边界层的流动。对模拟结果进行了实验验证，二者基本吻合。
2.6油罐问题的数值模拟
随着石油化工行业的发展以及原油战略储备的要求，油罐已成为常用的石油储备设施。但作为一种大型压力容器，容易发生爆炸事故，造成严重的环境污染，后果往往是灾难性的［22］。很多研究者利用FLUENT软件研究油罐渗漏、罐内原油温降以及油罐的爆炸行为，为油罐的安全设计提供理论借鉴。
万春利等人［23］借助FLUENT软件模拟了大型浮顶罐内原油的温降情况，具体研究了自然冷却条件下油罐内温度和速度的变化机理，得到了分布云图。将模拟数据与实测数据对比，二者吻合度很高，相对误差＜3%。
郑志伟等人［24］运用FLUENT软件的多孔介质模型模拟了立式油罐底部漏油渗流场的分布，研究了影响渗流场分布的相关原因，为油罐渗漏探测方法的研究及油品污染情况的评估提供了参考。
高建丰等人［25］借助FLUENT软件对油罐内油气混合物爆炸情况进行了数值仿真研究。在一个模拟油罐中进行模拟实验，建立数学模型，得到相应的模拟结果，将实验值和模拟值进行对比得到：油罐内油气混合物爆炸强度与罐内初始温度、油气体积分数等因素有关。
3存在的问题
FLUENT软件在油气储运工程领域的应用还存在不足之处。首先，FLUENT软件采用有限体积法，在计算过程中为了加快收敛速度，采取了交错网格，会降低计算精度。
其次，应用FLUENT软件进行数值模拟，实际上是一种离散近似的计算方法，计算结果与实际结果有一定偏差，结果不能提供任何形式的解析表达式，只能得到有限个离散点的数值解。
另外，FLUENT软件均配有各种湍流模型，包括方程模型、k-ε模型、RSM模型、LES模型等。但这些模型的使用不是通用的，是有一定条件的。例如：标准k-ε模型只适合完全湍流的流动过程模拟；RNG k-ε模型主要针对高雷诺数流动问题，对低雷诺数问题则要进行相应的设置；RSM模型也属于高雷诺数湍流计算模型，在固体壁面附近，由于分子黏性作用，湍流脉动受到阻尼，雷诺数很小，RSM模型不再适用。
4发展趋势
FLUENT软件在油气储运工程领域的应用已逐步展开，数值模拟同试验研究相比，有独特的优势：成本低，计算快捷、方便，能够获得完整数据，无实验仪器干扰，能提供各个状态的实验数据，可以部分替代恶劣工况和复杂边界条件下的常规实验和工业试验，具有一定的应用潜力。因此，FLUENT软件有很大的发展前景：a）油气储运工程领域是一个多学科综合性领域，对该领域的模拟需要涉及多方面工作，要求研究者除了具有储运专业知识外，还应具有扎实的数学功底和计算机应用知识，同时对流体力学理论也有深刻的认识。
b）综合应用数值模拟结果和实验研究结果，用数值模拟指导实验研究方向，用实验研究验证数值模拟，为实际工程提供更有力的设计依据。
c）充分利用FLUENT软件的自定义函数（UDF）功能，对FLUENT软件进行二次开发应用，这将为FLUENT
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软件提供一种更有效的使用方法，也为FLUENT软件的更广泛使用提供了新思路。
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SELECTED ABSTRACTS
SELECTED ABSTRACTS（BIMONTHLY）
Vol.31No.2Apr.2013
tracing
Rubber Comminution by Utilizing LNG Cold Energy
Cui Guobiao（Southwest Petroleum University Graduate School，Chengdu，Sichuan，610500，China）
Liu Yang，An Haiyan（PetroChina Pipeline Company Changqing Oil and Gas Branch，Yinchuan，Ningxia，750000，China）
Chen Jianxin（PetroChina West-East Pipeline Sales Company，Yulin，Shaanxi，718500，China）NGO，2013，31（2）：24-26
ABSTRACT：Up to now，there are two kinds of rubber comminution processes：comminuting by direct cutting in nor-mal atmospheric temperature condition and cryogenic comminution and the latter includes liquid nitrogen refrigeration comminution method and air expansion refrigeration comminution https://www.doczj.com/doc/5f18561131.html,pared with the former，the latter has ob-vious advantages in fine rubber powder production except for huge investment and production costs.The process of utiliz-ing LNG cold energy for waste rubber cryogenic comminution in satellite station is applied rarely in domestic LNG termi-nals and the technology is relatively scarce.In the technology，using air as a middle cold medium，cold flow generated in LNG vaporization is recovered to cool air and then the cooled air is sprayed to cool rubber powder.Simulation results show that this rubber comminution process has remarkable energy conservation effects and energy consumption of fine rubber powder per ton can be reduced by349.5kW·h.
KEYWORDS：LNG gasification station；Cold energy utilization；Rubber comminution；Hysys
Application of FLUENT Software in Oil and Gas Storage and Transportation Engineering Design
Jin Junqing，Zheng Yunping（Petroleum Engineering College of Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan，610500，China）NGO，2013，31（2）：27-30
ABSTRACT：FLUENT is a kind of software specialized for simulation and analysis on fluid flow and heat transfer phe-nomenon in a complex geometric area.Introduced are basic principle，application method and some main characteristics of the software，analyzed and summarized are practical application situations of the software in oil and gas storage and transportation engineering design and conducted are numerical simulations of inner flow field of cyclone separator，tem-perature drop during pipeline shutdown，batch transportation，natural gas pipeline leakage and LNG and oil storage tanks.Analyzed are some problems in actual application of FLUENT to oil and gas storage and transportation engineering design and predicted are future research direction and development tendency of the software.
KEYWORDS：FLUENT；Oil and gas storage and transportation；Numerical simulation
OIL AND GAS TREATING AND PROCESSING
Optimization of Parameters in Selexol Decarburization Process and Its Adaptability Research
Zhang Zhe（China Petroleum Planning&Engineering Institute，Beijing，100083，China）
Pi Yanhui，Chen Siding（State Key Laboratory of Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan，610500，China）NGO，2013，31（2）：31-35
ABSTRACT：For special natural gas reservoirs with high carbon and micro H2S，more and more attention has been paid to Selexol decarburization process due to less its corrosivity.Adopted is the software HYSYS2006to optimize absorber control parameters and flash regeneration conditions of the Selexol decarburization process and reflected further is adapt-ability of the process.Research results show that the lower of injection temperature the better when the absorption tower operating condition is the feed gas temperature at the tower inlet：-5to5℃and lean liquid injection rate is about750 m3/h but the temperature shall not be below-18℃in actual operation.The optimized pressures at3stages are2400，500，and50kPa respectively during flash regeneration.The Selexol decarburization process is be suitable for decarbur-ization treatment of lean gas with CO2content less than60%and C4+heavy hydrocarbon less than1%（α）. KEYWORDS：Natural gas with high content of carbon；Selexol；Decarburization；Optimization；Applicability
Simulation and Comparison of Coalbed Methane Liquefaction Processes
Wang Zhaofeng（CPECC East-China Design Company，Qingdao，Shandong，266071，China）
Huang Shanwei（Hainan Minsheng Pipeline Gas Co.，Ltd.，Haikou，Hainan，570208，China）
Wang Botao（Dongying Construction Engineering Quality Supervision Station，Dongying，Shandong，257091，China）
FLUENT 教程 赵玉新 I、目录 第一章、开始 第二章、操作界面 第三章、文件的读写 第四章、单位系统 第五章、读入和操作网格 第六章、边界条件 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、辐射模型 第十一章、化学输运与反应流 第十二章、污染形成模型 第十三章、相变模拟 第十四章、多相流模型 第十五章、动坐标系下的流动 第十六章、解算器的使用 第十七章、网格适应 第十八章、数据显示与报告界面的产生 第十九章、图形与可视化 第二十章、Alphanumeric Reporting 第二十一章、流场函数定义 第二十二章、并行处理 第二十三章、自定义函数 第二十四章、参考向导 第二十五章、索引（Bibliography） 第二十六章、命令索引 II、如何使用该教程 概述 本教程主要介绍了FLUENT 的使用，其中附带了相关的算例，从而能够使每一位使用 者在学习的同时积累相关的经验。本教程大致分以下四个部分：第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。第二和第三部分包含物理模型，解以及网格适应的信息。第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUENT 所使用的流场函数与变量的定义。 下面是各章的简略概括 第一部分： z开始使用：本章描述了FLUENT 的计算能力以及它与其它程序的接口。介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。在本章中，我们给出
了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。 z使用界面：本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。（请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助） z读写文件：本章描述了FLUENT 可以读写的文件以及硬拷贝文件。 z单位系统：本章描述了如何使用FLUENT 所提供的标准与自定义单位系统。 z读和操纵网格：本章描述了各种各样的计算网格来源，并解释了如何获取关于网格的诊断信息，以及通过尺度化（scale）、分区（partition）等方法对网格的修改。本章还描述了非一致（nonconformal）网格的使用. z边界条件：本章描述了FLUENT 所提供的各种类型边界条件，如何使用它们，如何定义它们and how to define boundary profiles and volumetric sources. z物理特性：本章描述了如何定义流体的物理特性与方程。FLUENT 采用这些信息来处理你的输入信息。 第二部分： z基本物理模型：本章描述了FLUENT 计算流体流动和热传导所使用的物理模型（包括自然对流、周期流、热传导、swirling、旋转流、可压流、无粘流以及时间相关流）。以及在使用这些模型时你需要输入的数据，本章也包含了自定义标量的信息。 z湍流模型：本章描述了FLUENT 的湍流模型以及使用条件。 z辐射模型：本章描述了FLUENT 的热辐射模型以及使用条件。 z化学组分输运和反应流：本章描述了化学组分输运和反应流的模型及其使用方法。本章详细的叙述了prePDF 的使用方法。 z污染形成模型：本章描述了NOx 和烟尘的形成的模型，以及这些模型的使用方法。 第三部分： z相变模拟：本章描述了FLUENT 的相变模型及其使用方法。 z离散相变模型：本章描述了FLUENT 的离散相变模型及其使用方法。 z多相流模型：本章描述了FLUENT 的多相流模型及其使用方法。 z Flows in Moving Zones（移动坐标系下的流动）：本章描述了FLUENT 中单一旋转坐标系，多重移动坐标系，以及滑动网格的使用方法。 z Solver 的使用：本章描述了如何使用FLUENT 的解法器（solver）。 z网格适应：本章描述了explains the solution-adaptive mesh refinement feature in FLUENT and how to use it 第四部分： z显示和报告数据界面的创建：本章描述了explains how to create surfaces in the domain on which you can examine FLUENT solution data z图形和可视化：本章描述了检验FLUENT 解的图形工具 z Alphanumeric Reporting：本章描述了如何获取流动、力、表面积分以及其它解的数据。 z流场函数的定义：本章描述了如何定义FLUENT 面板内出现的变量选择下拉菜单中的流动变量，并且告诉我们如何创建自己的自定义流场函数。 z并行处理：本章描述了FLUENT 的并行处理特点以及使用方法 z自定义函数：本章描述了如何通过用户定义边界条件，物理性质函数来形成自己的FLUENT 软件。 如何使用该手册 z根据你对CFD 以及FLUENT 公司的熟悉，你可以通过各种途径使用该手册 对于初学者，建议如下：
FLUENT中文手册（简化版） 本手册介绍FLUENT的使用方法，并附带了相关的算例。下面是本教程各部分各章节的简略概括。 第一部分： ?开始使用：描述了FLUENT的计算能力以及它与其它程序的接口。介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式，并且概述了问题解决的大致步骤。在本章中给出了一个简单的算例。 ?使用界面：描述用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法，还有远程处理与批处理的一些方法。?读写文件：描述了FLUENT可以读写的文件以及硬拷贝文件。 ?单位系统：描述了如何使用FLUENT所提供的标准与自定义单位系统。 ?使用网格：描述了各种计算网格来源，并解释了如何获取关于网格的诊断信息，以及通过尺度化（scale）、分区（partition）等方法对网格的修改。还描述了非一致（nonconformal）网格的使用. ?边界条件：描述了FLUENT所提供的各种类型边界条件和源项，如何使用它们，如何定义它们等 ?物理特性：描述了如何定义流体的物理特性与方程。FLUENT采用这些信息来处理你的输入信息。 第二部分： ?基本物理模型：描述了计算流动和传热所用的物理模型（包括自然对流、周期流、热传导、swirling、旋转流、可压流、无粘流以及时间相关流）及其使用方法，还有自定义标量的信息。 ?湍流模型：描述了FLUENT的湍流模型以及使用条件。 ?辐射模型：描述了FLUENT的热辐射模型以及使用条件。 ?化学组分输运和反应流：描述了化学组分输运和反应流的模型及其使用方法，并详细叙述了prePDF 的使用方法。 ?污染形成模型：描述了NOx和烟尘的形成的模型，以及这些模型的使用方法。 第三部分： ?相变模拟：描述了FLUENT的相变模型及其使用方法。 ?离散相变模型：描述了FLUENT的离散相变模型及其使用方法。 ?多相流模型：描述了FLUENT的多相流模型及其使用方法。 ?移动坐标系下的流动：描述单一旋转坐标系、多重移动坐标系、以及滑动网格的使用方法。 ?解法器（solver）的使用：描述了如何使用FLUENT的解法器。 ?网格适应：描述了如何优化网格以适应计算需求。 第四部分： ?显示和报告数据界面的创建：本章描述了explains how to create surfaces in the domain on which you can examine FLUENT solution data ?图形和可视化：本章描述了检验FLUENT解的图形工具 ?Alphanumeric Reporting：本章描述了如何获取流动、力、表面积分以及其它解的数据。 ?流场函数的定义：本章描述了如何定义FLUENT面板内出现的变量选择下拉菜单中的流动变量，并且告诉我们如何创建自己的自定义流场函数。 ?并行处理：本章描述了FLUENT的并行处理特点以及使用方法 ?自定义函数：本章描述了如何通过用户定义边界条件，物理性质函数来形成自己的FLUENT软件。 如何使用该手册 对于初学者，建议从阅读“开始”这一章起步。 对于有经验的使用者，有三种不同的方法供你使用该手册：按照特定程序的步骤从按程序顺序排列的目录列表和主题列表中查找相关资料；从命令索引查找特定的面板和文本命令的使用方法；从分类索引查找特定类别信息（在线帮助中没有此类索引，只能在印刷手册中找到它）。 什么时候使用Support Engineer：Support Engineer能帮你计划CFD模拟工程并解决在使用FLUENT 中所遇到的困难。在遇到困难时我们建议你使用Support Engineer。但是在使用之前有以下几个注意事项：●仔细阅读手册中关于你使用并产生问题的命令的信息 ●回忆导致你产生问题的每一步 ●如果可能的话，请记下所出现的错误信息 ●对于特别困难的问题，保存FLUENT出现问题时的日志以及手稿。在解决问题时，它是最好的资源。
百科名片 Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%，凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。 简介 Fluent算例 CFD商业软件FLUENT，是通用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在转换与湍流、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。 基本特点 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 前处理网格划分 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。 在CFD软件中，Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent 的软件设计基于"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。由于囊括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International(FDI)的全部技术力量(前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司,后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司),因此Fluent具有以上软件的许优点 软件简介
fluent使用基本步骤 步骤一：网格 1．读入网格（*．msh） File →Read →Case 读入网格后，在窗口显示进程 2．检查网格 Grid →Check Fluent对网格进行多种检查，并显示结果。注意最小容积，确保最小容积值为正。 3．显示网格 Display →Grid ①以默认格式显示网格 能够用鼠标右键检查边界区域、数量、名称、类型将在窗口显示，本操作关 于同样类型的多个区域情形专门有用，以便快速区别它们。 4．网格显示操作 Display →Views （a）在Mirror Planes面板下，axis （b）点击Apply,将显示整个网格 （c）点击Auto scale, 自动调整比例，并放在视窗中间 （d）点击Camera,调整目标物体位置 （e）用鼠标左键拖动指标钟，使目标位置为正 （f）点击Apply，并关闭Camera Parameters 和Views窗口 步骤二：模型 1. 定义瞬时、轴对称模型
Define →models→Solver （a）保留默认的，Segregated解法设置，该项设置，在多相运算时使用。 （b）在Space面板下,选择Axisymmetric （c）在Time面板下，选择Unsteady 2. 采纳欧拉多相模型 Define→Models→Multiphase (a) 选择Eulerian作为模型 （b）假如两相速度差较大，则需解滑移速度方程 （c）假如Body force比粘性力和对流力大得多，则需选择implicit body force 通过考虑压力梯度和体力，加快收敛 （d）保留设置不变
FLUENT软件介绍文稿 第十一小组
第一章 Fluent软件介绍 FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件，它在美国的市场占有率达到60%。FLUENT在中国也是得到最广泛使用的CFD软件。它用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。 1.1fluent软件基本情况 1.1.1 fluent软件网格划分技术 在使用商用CFD软件的工作中，网格划分需要的时间长，其能力的高低是决定了工作效率。FLUENT软件采用非结构网格与适应性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比，非结构网格划分便于处理复杂外形的网格划分，而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的流动，同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化，使得网格划分更加灵活、简便。它可以划分二维的三角形和四边形网格，三维的四面体网格、六面体网格、金字塔型网格、楔型网格以及由上述网格类型构成的混合型网格。
1.1.2fluent软件基本组成
Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD软件 Icepak 专用的热控分析CFD软件 1.1.3 fluent适用领域 （1）任意复杂外形的二维/三维流动 （2）可压、不可压流 （3）定常、非定常流 （4）无粘流、层流和湍流 （5）顿、非牛顿流体流动 （6）对流传热包括自然对流和强迫对流 （7）热传导和对流传热相耦合的传热计算 （8）辐射传热计算 （9）惯性、静止、坐标、非惯性旋转坐标下中流场计算（10）多层次移动参考系问题 （11）化学组元混合与反应计算 （12）源项体积任意变化的计算 （13）颗粒、水滴和气泡等弥散相的轨迹计算 （14）多孔介质流动计算 （15）用一维模型计算风扇和换热器的性能。 （16）两相流 （17）复杂表面问题中带自由面流动的计算 1.1.4系统要求 硬件要求
luent中一些问题----(目录) 1 如何入门 2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语 2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid） 2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid） 2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid） 2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow） 2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow） 2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic） 2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion） 3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不 同？ 3.1 离散化的目的 3.2 计算区域的离散及通常使用的网格 3.3 控制方程的离散及其方法 3.4 各种离散化方法的区别 4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性） 5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？ 6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？ 6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解 6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解 7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？ 8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？ 9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？ 10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？ 11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？ 12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？ b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？ 13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？ 14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？ 15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收
FLUENT软件包简介 FLUENT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；
标题: FLUENT软件简单介绍 作者: zhaoweiguo 时间: 2007-7-21 11:09 标题: FLUENT软件简单介绍FLUENT软件简单介绍FLUENT软件是美国FLUENT公司开发的通用CFD流场计算分析软件，囊括了Fluent Dynamic International、比利时Polyflow和Fluent Dynamic International（FDI）的全部技术力量（前者是公认的粘弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，而后者是基于有限元方法CFD 软件方面领先的公司）。 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、六面体及混合网格。FLUENT还可根据计算结果调整网格，这种网格的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——用于进行流动模拟计算的求解器。 (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)Filters(Translators)—转换其他程序生成的网格，用于FLUENT计算。可以接口的程序包括：ANSYS，I-DEAS，NASTRAN，PATRAN等。 附图1 基本程序结构示意图 利用FLUENT软件进行流体流动与传热的模拟计算流程如附图2-1所示。首先利用GAMBIT进行流动区域几何形状的构建、边界类型以及网格的生成，并输出用于FLUENT求解器计算的格式；然后利用FLUENT求解器对流动区域进行
第01章fluent简单算例21 FLUENT是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。 对于大梯度区域，如自由剪切层和边界层，为了非常准确的预测流动，自适应网格是非常有用的。 FLUENT解算器有如下模拟能力： ●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） ●不可压或可压流动 ●定常状态或者过渡分析 ●无粘，层流和湍流 ●牛顿流或者非牛顿流 ●对流热传导，包括自然对流和强迫对流 ●耦合热传导和对流 ●辐射热传导模型 ●惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型 ●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 ●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 ●热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源 ●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 ●多孔流动 ●一维风扇/热交换模型 ●两相流，包括气穴现象 ●复杂外形的自由表面流动 上述各功能使得FLUENT具有广泛的应用，主要有以下几个方面 ●Process and process equipment applications ●油/气能量的产生和环境应用 ●航天和涡轮机械的应用 ●汽车工业的应用 ●热交换应用 ●电子/HV AC/应用 ●材料处理应用 ●建筑设计和火灾研究 总而言之，对于模拟复杂流场结构的不可压缩/可压缩流动来说，FLUENT是很理想的软件。 当你决定使FLUENT解决某一问题时，首先要考虑如下几点问题：定义模型目标：从CFD模型中需要得到什么样的结果？从模型中需要得到什么样的精度；选择计算模型：你将如何隔绝所需要模拟的物理系统，计算区域的起点和终点是什么？在模型的边界处使用什么样的边界条件？二维问题还是三维问题？什么样的网格拓扑结构适合解决问题？物理模型的选取：无粘，层流还湍流？定常还是非定常？可压流还是不可压流？是否需要应用其它的物理模型？确定解的程序：问题可否简化？是否使用缺省的解的格式与参数值？采用哪种解格式可以加速收敛？使用多重网格计算机的内存是否够用？得到收敛解需要多久的时间？在使用CFD分析之前详细考虑这些问题，对你的模拟来说是很有意义的。当你计划一
fluent 目录 简介 基本特点 优点 其他相关 编辑本段简介 CFD商业软件介绍之一——Fluent 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。 编辑本段基本特点 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。 在CFD软件中, Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent的软件设计基于"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。由于囊括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International(FID)的全部技术力量(前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司,后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司),因此Fluent软件具有如下优点 编辑本段优点 (1 )功能强,适用面广。包括各种优化物理模型,如:计算流体流动和热传导模型(包括自然对流、定常和非定常流动,层流,湍流,紊流,不可压缩和可压缩流动,周期流,旋转流及时间相关流等) ;辐射模型,相变模型,离散相变模型,多相流模型及化学组分输运和反应流模型等。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。 (2 )高效,省时。Fluent将不同领域的计算软件组合起来,成为CFD计算机软件群,软件之间可以方便地进行数值交换,并采用统一的前、后处理工具,这就省却了科研
fluent 使用基本步骤 步骤一：网格 读入网格（*．msh） File →Read →Case 读入网格后，在窗口显示进程 检查网格 Grid →Check Fluent对网格进行多种检查，并显示结果。注意最小容积，确保最小容积值为正。 显示网格 Display →Grid 以默认格式显示网格 能够用鼠标右键检查边界区域、数量、名称、类型将在窗口显示，本操作关于同样类型的多个区域情形专门有用，以便快速区不它们。 网格显示操作 Display →Views 在Mirror Planes面板下，axis 点击Apply,将显示整个网格 点击Auto scale, 自动调整比例，并放在视窗中间 点击Camera,调整目标物体位置 用鼠标左键拖动指标钟，使目标位置为正 点击Apply，并关闭Camera Parameters 和Views窗口 步骤二：模型 1. 定义瞬时、轴对称模型 Define →models→Solver 保留默认的，Segregated解法设置，该项设置，在多相运算时使用。
在Space面板下,选择Axisymmetric 在Time面板下，选择Unsteady 2. 采纳欧拉多相模型 Define→Models→Multiphase (a) 选择Eulerian作为模型 （b）如果两相速度差较大，则需解滑移速度方程 （c）如果Body force比粘性力和对流力大得多，则需选择implicit b ody force 通过考虑压力梯度和体力，加快收敛 （d）保留设置不变 3. 采纳K-ε湍流模型（采纳标准壁面函数） Define →Models →Viscous (a) 选择K-ε( 2 eqn 模型) (b) 保留Near wall Treatment面板下的Standard Wall Function设置 在K-εMultiphase Model面板下，采纳Dispersed模型，dispersed湍流模型在一相为连续相，而材料密度较大情形下采纳，而且Stocks数远小于1，颗粒动能意义不大。 4．设置重力加速度 Define →Operating Conditions 选择Gravity 在Gravitational Acceleration下x或y方向填上－9.81m/s2 步骤三：材料 Define →Materials 复制液相数据作为差不多相 在Material面板。点击Database, 在Fluid Materials 清单中，选Water -Liquid (h2o(1))
二维模拟： 一、模拟类型： 1、 大区域空间速度场模拟 计算区域大小设置：迎风面是建筑长度的3倍，背风面是建筑长度的12倍，两侧面是建筑宽度的3倍，高度是建筑高度的4倍。 根据相似理论：l C -几何比例尺 速度比例尺：2 10l C C =υ 风量比例尺：2520l l Q C C C C =?=υ 热量比例尺： 250l T Q C C C Cq =?=? 2、 建筑户型温度场、速度场模拟 二、基本操作步骤及注意事项： A gambit 建模 1、 建模： 方法一：直接在GAMBIT 建模； 方法二：CAD 导入gambit ； 1） 在CAD 中用PL 线将户型的基本构造画出来，创建为面域； 2） 输入命令acisoutver ，把‘70’修改为‘30’。 3） “文件”——“输出”——sat 文件 4） 在gambit 中导入Acis 文件 注意：在用PL 线构画户型时，在进口和出口边界（窗户、内户门），要各边界端点连续画线。 2、 划分网格： Interval Size ：50 3、 设置边界条件 内部开口边界（门）设置为internal ，房间相邻墙壁设置为Wall 4、 保存文件，并输出mesh 文件 B 导入fluent 计算： 1、 导入mesh 文件 2、 检查网格 3、 设置单位 gambit 里可以缩小建筑比例建模，在fluent 中设置单位恢复原模型。 4、 选择计算模型 5、 设置材料类型 6、 设置边界条件 7、 设置模拟控制条件 8、 边界初始化
9、设置监视窗口 10、设置迭代次数进行计算 11、结果显示 12、保存文件 三、需解决问题： 1、湍流强度等计算； 2、层流湍流界定问题； 3、壁面湿度设置问题； 四、待提高部分： 1、户型流场模拟时，墙壁考虑采用双钱； 2、南京理工校区原始模型（不简化）模拟； 3、三维模型模拟； 五、
第一章Fluent 软件的介绍 fluent 软件的组成： 软件功能介绍： GAMBIT 专用的CFD 前置处理器(几何/网格生成) Fluent4.5 基于结构化网格的通用CFD 求解器 Fluent6.0 基于非结构化网格的通用CFD 求解器 Fidap 基于有限元方法的通用CFD 求解器 Polyflow 针对粘弹性流动的专用CFD 求解器 Mixsim 针对搅拌混合问题的专用CFD 软件 Icepak 专用的热控分析CFD 软件 软件安装步骤：
step 1: 首先安装exceed软件，推荐是exceed6.2版本，再装exceed3d,按提示步骤完成即可，提问设定密码等，可忽略或随便填写。 step 2: 点击gambit文件夹的setup.exe，按步骤安装； step 3: FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下； step 4：安装完之后，把x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\gambit.exe命令符拖到桌面（x为安装的盘符）； step 5: 点击fluent源文件夹的setup.exe，按步骤安装； step 6: 从程序里找到fluent应用程序，发到桌面上。 注：安装可能出现的几个问题： 1.出错信息“unable find/open license.dat"，第三步没执行； 2.gambit在使用过程中出现非正常退出时可能会产生*.lok文件，下次使用不能打开该工作文件时，进入x:\FLUENT.INC\ntbin\ntx86\，把*.lok文件删除即可； 3.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径，推荐设置办法，在非系统分区建一个目录，如d:\users a） win2k用户在控制面板－用户和密码－高级－高级，在使用fluent用户的配置文件修改本地路径为d:\users，重起到该用户运行命令提示符，检查用户路径是否修改； b） xp用户，把命令提示符发送到桌面快捷方式，右键单击命令提示符快捷方式在快捷方式－起始位置加入D:\users,重起检查。 几种主要文件形式： jou文件-日志文档，可以编辑运行； dbs文件-gambit工作文件； msh文件-从gambit输出得网格文件； cas文件-经fluent定义后的文件； dat文件-经fluent计算数据结果文件。 第二章专用的CFD前置处理器——Gambit GAMBIT软件是面向CFD的前处理器软件，它包含全面的几何建模能力和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可以生成FLUENT5、FLUENT4.5、FIDAP、POLYFLOW等求解器所需要的网格。Gambit软件将功能强大的几何建模能力和灵活易用的网格生成技术集成在一起。使用Gambit软件，将大大减小CFD 应用过程中，建立几何模型和流场和划分网格所需要的时间。用户可以直接使用Gambit软件建立复杂的实体模型，也可以从主流的CAD/CAE系统中直接读入数据。Gambit软件高度自动化，所生成的网格可以是非结构化的，也可以是多种类型组成的混合网格。 一. Gambit图形用户界面：
5．2．1 Fluent软件的应用范围 Fluent软件可以计算二维和三维流动问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。Fluent软件的主要应用范围为： 1．可压缩与不可压缩流动问题。 2．稳态和瞬态流动问题。 3．无黏流，层流及湍流问题。 4．牛顿流体及非牛顿流体。 5．对流换热问题(包括自然对流和混合对流)。 6．导热与对流换热耦合问题。 7．辐射换热计算。 8．惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟。 9．多层次移动参考系问题，包括动网格界面和计算动子/静子相互干扰问题的混合面等问题。 10、化学组元混合与反应计算，包括燃烧模型和表面凝结反应模型。 11．一维风扇、热交换器性能计算。 12．两相流问题。 13．复杂表面问题中带自由面流动的计算。 简而言之，FLUENT适用于各种复杂外形的可压和不可压流动计算。 一、前处理建模
file-new 第一步：确定求 第二步：创建坐标网格 第三步：由节点创建直线 第四步：创建圆弧边 第五步：创建小管嘴 第六步：由线组成面 第七步：确定边界线的内部节点分布并创建结构化网格 第八步：设置边界类型 第九步：输出网格并保存 二、利用fluent进行混合器内流动与换热的仿真计算 第一步与网格相关的操作 1、读入网格文件file--read --case 2、网格检查Grid----check Scale Grid 改变单位制 3、平滑（和交换）网格 Grid----smooth/ swap 4、确定长度的单位Grid---scale 5、显示网格display ---Grid 第二步建立求解器 define –models 1、保持solver（求解器）默认值不变 2、设置标准k—E湍流模型（理想、层流、湍流） 3、选择能量方程 第三步设置流体的物理属性 1、创建新流体、取名为water 第四步设置边界条件 1、设置流体 water 2、设置冷水入口速度边界条件速度、温度、强度、直径 3、用同样的方法设置inlet2 4、设置出口边界条件默认 第五步求解 1、初始化 2、设置监视器窗口，监测特殊截面上的物理量的变化（出口处的温度、速度是否达到稳定值）表面监视器 3、保存case文件 .cas 4、开始进行300次迭代计算 5、再进行200次迭代计算
luent 中一些问题( 目录) 1 如何入门 2 CFD 计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语 2.1 理想流体( Ideal Fluid )和粘性流体( Viscous Fluid ) 2.2 牛顿流体( Newtonian Fluid )和非牛顿流体( non-Newtonian Fluid ) 2.3 可压缩流体( Compressible Fluid )和不可压缩流体( Incompressible Fluid ) 2.4 层流( Laminar Flow )和湍流( Turbulent Flow ) 2.5 定常流动( Steady Flow )和非定常流动( Unsteady Flow ) 2.6 亚音速流动(Subsonic) 与超音速流动( Supersonic ) 2.7 热传导( Heat Transfer )及扩散( Diffusion ) 3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？ 3.1 离散化的目的 3.2 计算区域的离散及通常使用的网格 3.3 控制方程的离散及其方法 3.4 各种离散化方法的区别 4 常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性) 5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？ 6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？ 6.1 可压缩Euler 及Navier-Stokes 方程数值解 6.2 不可压缩Navier-Stokes 方程求解 7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？ 8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？ 9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？ 10在GAMBIT中显示的“check主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？ 11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？ 12 在设置GAMBIT 边界层类型时需要注意的几个问题：a 、没有定义的边界线如何处理？ b、计算域内的内部边界如何处理( 2D)？ 13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪 些？ 14 20 何为流体区域( fluid zone )和固体区域( solid zone )？为什么要使用区域的概念？FLUENT 是怎样使用区域的？ 15 21 如何监视FLUENT 的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT 中收敛准则是 如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收