fluent例题

小组成员：姚猛 08072132张昱 08072127林小亮 08072138一个矩形水箱，有一个热水进口，一个冷水进口和一个出口（结构尺寸如图，图中单位为mm）。

热水口进水温度为70℃，进口速度为2m/s；冷水口进水温度为15℃，进口速度为2.5m/s；试用FLUENT软件模拟得出在稳态状况时：（用二维模型做）（1）二维模型的网格图；（2）出口水的速度分布图（用线图）；（3）出口水的温度分布图（用线图）；（4）整个流体区域速度矢量分布图；（5）整个流体区域温度分布云图。

1、启用gambit，建立网格模型，并保存——t5F.msh；2、打开fluent软件，二维单精度；3、File→Read→Case…导入文件t5F.msh；4、Grid→Check；Grid→smooth/swap…5、单位处理Grid→Scale…6、解算器选择Define→Models→Solver…7、启用能量方程Define→Models→Energy…8、方程Define→Models→Viscous…9、物理特性设置Define→Materials…→Database…10、边界条件设置 Define →Boundary Conditions …OK。

11、Solve→Controls→Solution…12、Solve→Monitors→Residual…13、初始化Solve→Initialize→Initialize…14、Solve→Iterate…15、Display→Grid…16、Display→Contours…整个流体区域温度分布云图17、Display→Vectors…18、Plot→XY Plot...出口水的速度分布图出口水的温度分布图19、保存退出。

————————————————————————08072132姚猛同理可得：另一个网格处理所得结果如下：二维模型的网格图整个流体区域温度分布云图整个流体区域速度矢量分布图出口水的速度分布图出口水的温度分布图。

Fluent经典问题答疑1.在gambit中对一体积成功的进行了体网格，网格进行了examine mesh，也没有什么问题,可当要进行边界类型（boundary type）的设定时，却发现type 只有node，element_side两项，没有什么wall,pressure_outlet等。

为何无法定义边界？答：因为没有选择求解器为fluent 5/62.在FLUENT模拟以后用display下的操作都无法显示，不过刚开始用的是好的，然后就不行了，为什么？答：DirectX 控制面板中的“加速”功能禁用即可3.把带网格的几个volume，copy到另一处，但原来split的界面，现在都变成了wall，怎么才能把wall变成内部流体呢？答：直接边界面定义为interior即可第3题：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？注：我将原题目的提问顺序进行了修改调整，这样更利于回答。

4.FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？在Gambit目录中，有三个文件，分别是default_id.dbs，jou，trn文件，对Gambit运行save，将会在工作目录下保存这三个文件：default_id.dbs，default_id.jou，default_id.trn。

jou文件是gambit命令记录文件，可以通过运行jou文件来批处理gambit命令；dbs文件是gambit默认的储存几何体和网格数据的文件；trn文件是记录gambit命令显示窗（transcript）信息的文件；msh文件可以在gambit划分网格和设置好边界条件之后export中选择msh文件输出格式，该文件可以被fluent求解器读取。

Case文件包括网格，边界条件，解的参数，用户界面和图形环境。

1 对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT hel p，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。

3 在数值模拟过程中，如何对控制方程进行离散？如何对计算区域进行离散化？离散化的目的是什么？离散化时通常使用哪些网格？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性5 在利用有限体积法建立离散方程时，必须遵守哪几个基本原则？6 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？7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？8 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？9 在一个物理问题的多个边界上，如何协调各边界上的不同边界条件？在边界条件的组合问题上，有什么原则？10 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？GAMBIT的前处理：11 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？12 在GAMBIT的foreground和background中，真实体和虚实体、实操作和虚操作四个之间是什么关系？13 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？14 画网格时，网格类型和网格方法如何配合使用？各种方法有什么样的应用范围及做网格时需注意的问题？15 对于自己的模型，大多数人有这样的想法：我的模型如何来画网格？用什么样的方法最简单？这样做网格到底对不对？16 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？17 依据实体在GAMBIT建模之前简化时，必须遵循哪几个原则？18 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）？19 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？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？F LUENT是怎样使用区域的？FLUENT运行问题：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？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响？24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响？25 燃烧过程中经常遇到一个“头疼”问题是计算后温度场没什么变化？即点火问题，解决计算过程中点火的方法有哪些？什么原因引起点火困难的问题？26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？28 在利用prePDF计算时出现不稳定性如何解决？即平衡计算失败。

Fluent中级模拟练习题库模拟题库配合辅导课程学习效果更好第1项：有一个由六个平面组成的六边形长通道,其内表面分别以1、2、3、4、5、6表示,已知角系数X12= 0.1、X14=0.25,X15= 0.25,X16=0.12,则X13为。

○ A 0.1○ B 0.12○ C 0.25○D, 0.28第2项：在Workbench下拖动创建一个Fluid Flow（Fluent)分析流程后，点击“Geometry默认会自动启动如下哪个模块?○A、ICEMCFD模块○B、Meshing模块○C、Fluent模块○D、SpaceClaim模块第3项：下列哪个辐射模型最适用于汽车车灯的辐时换热计算?○A、Pl○B、Rosseland○C、DTRM○D、DO第4项：竖管管内沸腾沿主流方向的流动类型变化过程正确的顺序应该是○A、液体单相流、环状流、块状流、泡状流、气体单相流○B、液体单相流、泡状流、块状流、环状流、气体单相流○C、液体单相流、泡状流、环状流、块状流、气体单相流○D、液体单相流、块状流、泡状流、环状流、气体单相流第5项：下面哪个宏是Fluent专用于化学反应的？○A、DEFINE _CAVITATION _RATE○B、DEFINE_BOILING_PROPERTY○C、DEFINE_ EXCHANGE_ PROPERTY○D、DEFINE_ HET _RXN _RATE第6项：Von Neumann条件是初边值问题稳定的什么条件?○A、必要条件○B、充分条件○C、必要且充分条件○D、没有必然关系第7项：双曲型方程的蛙跳格式是什么差分格式?○A、时间前差、空间前差格式。

○B、时间前差、空间中心差格式。

○C、时间中心差、空间前差格式。

○D、时间中心差、空间中心差格式。

第8项：在Fluent中，对于充满颗粒的空气流，利用常规DPM模型可以精确求解的颗粒体积分数最高为○A、1%○B、10%○C、20%○D、50%第9项：如果需要把Workbench流程下的Fluent分析结果作为单向耦合压力载荷传递给结构，可以直接右键哪个分析环节实现？○A、Mesh○B、Setup○C、Solution○D、Results第10项：下面关于差分格式的相容性的说法正确的是○A、相容性就是指离散化后的代数方程组有唯一解○B、相容性就是指差分方程的边界条件有唯一合理定值○C、相容性就是说，当网格间距趋于零时，差分格式趋近于微分方程○D、相容性就是指差分格式保证计算机求解能够收敛第11项：如果在水冷型的管子里结了一层水垢，其他条件不变，管壁温度与无水垢时相比将会○A、降低○B、不变○C、升高○D、三种可能都有第12项：Lax等价性定理指的是在一定条件下，哪两者之间等价?○A、相容性和稳定性等价。

Enter 0.064 for Fuel Stream in the Rich Flammability Limit box.For combustion cases, a value larger than 10% - 50% of the stoichiometric mixture fraction can be used for the rich flammability limit of the fuel stream. In this case, the stoichiometric fraction is 0.058, therefore a value that is 10% greater is 0.064.错误汇总：turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 4131 cells49 5.5067e+08 4.4068e-01 3.3605e-01 1.0707e-01 1.3499e-03 7.8780e-01 5.5219e-01 5.8970e-04 8.6805e-02 4.5160e-04 0:20:11 1451reversed flow in 8 faces on pressure-outlet 13.turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 9784 cellsError: Floating point error: invalid numberError Object: ()52 2.4560e+09 4.2463e-01 3.4632e-01 3.4388e-01 3.3775e-03 6.6396e-01 1.#INFe+00 1.5028e-03 8.5743e-02 1.0260e-04 0:19:39 1498reversed flow in 3 faces on pressure-outlet 13.Error: divergence detected in AMG solver: w-swirlError Object: ()iter continuity x-velocity y-velocity swirl energy k epsilon fmean fvar p1 time/iterError: Floating point error: overflowError Object: ()57 5.7928e+10 2.1707e-01 2.5998e-01 1.9558e-01 2.9955e-03 6.8882e-01 1.#INFe+00 1.3088e-03 6.2613e-02 1.1367e-04 0:23:11 1495reversed flow in 19 faces on pressure-outlet 13.Error: divergence detected in AMG solver: w-swirlError Object: ()iter continuity x-velocity y-velocity swirl energy k epsilon fmean fvar p1 time/iterError: Floating point error: overflowError Object: ()57 5.7928e+10 2.1707e-01 2.5998e-01 1.9558e-01 2.9955e-03 6.8882e-01 1.#INFe+00 1.3088e-03 6.2613e-02 1.1367e-04 0:23:15 1500reversed flow in 36 faces on pressure-outlet 13.turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 9784 cells58 1.9263e+11 2.8187e-01 2.6568e-01 8.7002e-02 3.6780e-03 8.6286e-01 1.#INFe+00 1.5901e-03 4.7627e-02 6.4658e-05 0:23:35 1499reversed flow in 21 faces on pressure-outlet 13.turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 9784 cells59 4.2126e+11 2.3577e-01 3.2807e-01 8.7553e-01 5.2337e-03 6.9475e-01 1.#INFe+00 2.2315e-03 4.9857e-02 1.7085e-04 0:23:51 1498reversed flow in 66 faces on pressure-outlet 13.turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+005 in 9784 cells60 6.6980e+11 3.1524e-01 2.7206e-01 6.3982e-01 7.1447e-03 7.1794e-01 1.#INFe+00 2.9991e-03 5.7950e-02 2.0148e-04 0:24:04 1497reversed flow in 7 faces on pressure-outlet 13.Error: divergence detected in AMG solver: w-swirlError Object: ()。

前言为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流体力学的计算模型，本书编制了几个简单的模型，包括了组分燃烧、管内流动、换热和房间温度场四个方面的内容。

其中概括了二维和三维的模型，描述详细，可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。

本书不可能面面具到并进行详细讲解，但相信读者通过本书的学习，一定能领会其中的技巧。

目录前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 燃烧器内甲烷和空气的燃烧﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 管内层流流动数值计算﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 38 蒸汽喷射器内的传热模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 52 组分传输与气体燃烧算例﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 75 空调房间温度场的模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍102燃烧器内甲烷和空气的燃烧问题描述这个问题在图1中以图解的形式表示出来。

此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴，由于几何结构对称可以仅做出燃烧室几何体的1/4模型。

喷嘴包括两个同心管，其直径分别是4个单位和10个单位，燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。

图1：问题图示一、利用GAMBIT建立计算模型启动GAMBIT。

第一步：选择一个解算器选择用于进行CFD计算的求解器。

操作：Solver -> FLUENT5/6第二步：生成两个圆柱体1、生成一个柱体以形成燃烧室操作：GEOMETRY-> VOLUME-> CREATE VOLUME R打开Create Real Cylinder窗口，如图2所示图2：生成圆柱对话框a)在柱体的Height中键入值1.2。

b)在柱体的Radius 1中键入值0.4。

Radius 2的文本键入框可留为空白，GAMBIT将默认设定为Radius1值相等。

c)选择Positive Z（默认）作为Axis Location。

d)点击Apply按钮。

2、按照上述步骤以生成一个Height =2，Radius 1 =1并以positive z为轴的柱体。

前言为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流体力学的计算模型，本书编制了几个简单的模型，包括了组分燃烧、管内流动、换热和房间温度场四个方面的内容。

其中概括了二维和三维的模型，描述详细，可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。

本书不可能面面具到并进行详细讲解，但相信读者通过本书的学习，一定能领会其中的技巧。

目录前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 燃烧器内甲烷和空气的燃烧﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 管内层流流动数值计算﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 38 蒸汽喷射器内的传热模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 52 组分传输与气体燃烧算例﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 75 空调房间温度场的模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍102燃烧器内甲烷和空气的燃烧问题描述这个问题在图1中以图解的形式表示出来。

此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴，由于几何结构对称可以仅做出燃烧室几何体的1/4模型。

喷嘴包括两个同心管，其直径分别是4个单位和10个单位，燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。

图1：问题图示一、利用GAMBIT建立计算模型启动GAMBIT。

第一步：选择一个解算器选择用于进行CFD计算的求解器。

操作：Solver -> FLUENT5/6第二步：生成两个圆柱体1、生成一个柱体以形成燃烧室操作：GEOMETRY-> VOLUME-> CREATE VOLUMER打开Create Real Cylinder 窗口，如图2所示a) 在柱体的Height 中键入值1.2。

b) 在柱体的Radius 1 中键入值0.4。

Radius 2的文本键入框可留为空白，GAMBIT 将默认设定为Radius 1值相等。

c) 选择Positive Z （默认）作为Axis Location 。

d) 点击Apply 按钮。

2、按照上述步骤以生成一个Height =2，Radius 1 =1并以positive z 为轴的柱体。

Fluent验证案例42：液体混合本案例利用Fluent计算两种不同密度介质（清水与盐水）的湍流混合问题。

1 问题描述计算模型如图所示。

计算参数如表所示。

案例采用稳态计算，利用k-epsilon湍流模型，考虑浮力效应。

2 Fluent设置2.1 General设置•双击模型树节点General，右侧面板激活选项Gravity，设置重力加速度为Y方向-9.81 m/s22.2 Models•双击模型树节点Models > Viscous，如下图所示，在弹出对话框中选择Standard k-epsilon湍流模型，选择Enhance Wall Treatment，激活选项Full Buoyancy Effects•鼠标双击模型树节点Models > Species Models，如下图所示，弹出对话框中激活选项Species Transport，其他参数保持默认设置注：两种能以任意比例互溶的介质混合问题，需要采用组分输运模型，不能使用多相流模型。

2.3 Materials•新建材料water-liquid，参数如下图所示•新建菜单water-s，如下图所示设置材料参数•鼠标双击模型树节点Materials > Mixture > Mixture-template，弹出材料参数设置对话框，如下图所示设置粘度与质量扩散系数•点击Edit…按钮，弹出对话框中添加材料h2o(l)及h2o-s，如下图所示2.4 Boundary Conditions•双击模型树节点Boundary Conditions > inlet-1，弹出对话框中设置Velocity Magnitude为0.32 m/s•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为0注：设置h2o\为0，表示该入口进入的全为h2o-s•双击模型树节点Boundary Conditions > inlet-2，弹出对话框中设置Velocity Magnitude为0.52 m/s•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为1•双击模型树节点Boundary Conditions > outlet，弹出对话框中如下图所示设置参数•切换至Species标签页，设置h2o\的质量分数为0•双击模型树节点Boundary Conditions > slip，如下图所示设置该壁面为滑移壁面2.5 Methods•双击模型树节点Methods，弹出对话框保持默认设置，如下图所示2.6 Controls•双击模型树节点Controls，右侧面板设置亚松弛因子，如下图所示2.7 Initialization•右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize 进行初始化2.8 Run Calculation•双击模型树节点Run Calculation，右侧面板中设置Number of Iterations为10000，点击按钮Calculate开始计算3 计算结果•清水质量分数•创建x=10 m的等值面•提取x=10m位置盐水质量分数分布，并与实验数据比较•与实验值比较结果如图所示实验数据来自文献：[1]R.E. Uittenbogaard. “StablyStratified Mixing Layer”. Data Report forthe 14th meeting of the IAHR WorkingGroup on Refined Flow Modeling. 1989.[2]R.E. Uittenbogaard. “TheImportance of Internal Waves for Mixing ina Stratified Estaurine Tidal Flow”.Manuscript, Delft University of Technology,1995.相关文件：https:///s/10NK0CdIhs rfJ_IuIt2WNnQ密码：k3n4。

fluent 验证算例题目
FLUENT是一款流行的流体动力学软件，广泛应用于流体机械、热能、化工等领域。

在使用FLUENT进行数值模拟时，通常需要进行验证算例以验证模型的正确性和准确性。

以下是一些常见的FLUENT验证算例题目：
1. 圆管流动：计算流体在圆管内的流动特性，如速度分布、压力分布、湍流强度等。

可以改变流体的物理性质、圆管的尺寸和流动条件来验证模型的准确性和可靠性。

2. 自由流喷射：计算流体从喷嘴喷射出的流动特性，如射流扩散角、速度分布、湍流强度等。

可以通过改变喷嘴的尺寸、流体性质和喷射条件来验证模型的准确性和适用性。

3. 边界层流动：计算流体在物体表面形成的边界层流动特性，如速度分布、湍流强度、压力分布等。

可以改变物体的形状、流体的物理性质和流动条件来验证模型的准确性和可靠性。

4. 燃烧室流动：计算燃烧室内燃料的燃烧过程，如火焰传播速度、燃烧效率、温度分布等。

可以通过改变燃料性质、燃烧室尺寸和操作条件来验证模型的准确性和可靠性。

5. 流体机械内部流动：计算流体机械（如泵、涡轮机、压缩机等）内部的流动特性，如速度分布、压力分布、湍流强度等。

可以改变机械的尺寸、流体性质和操作条件来验证模型的准确性和可靠性。

这些验证算例题目可以根据具体情况进行修改和扩展，以适应不同的应用场景和需求。

通过对比实验数据和模拟结果，可以评估模型的准确性和可靠性，并进行必要的模型修正和改进。

fluent验证案例006：管道流动中的组分输运本案例研究了两种流体在圆管中的层流流动，A物质从入口进入，B物质从壁面进入。

进口是充分发展的层流，平均速度为1m/s，假设两种物质的物性参数相同，以便将计算结果与解析解进行比较。

由于管道是轴对称的，所以只建立了二维模型的一半。

几何模型及物性参数图如下所示：几何模型2.1 general设置选择Axisymmetric选项。

2.2 models设置选择laminar模型。

选择species transport模型，因为我们不求解能量方程，所以去掉diffusion energy source选项。

2.3 materials设置设置A材料的物性参数如图所示，然后再复制一个命名为b。

设置mixture如图所示，将材料a和b添加进来，移除其它材料。

2.4 cell zone conditions设置将区域类型改为流体区域。

2.5 boundary conditions设置进口边界如图所示，输入表达式来指定进口为充分发展的层流流动。

设置b的质量分数为零，也就是进口全部是a物质。

设置壁面b的质量分数为1.2.6 初始化混合初始化。

2.7 求解3 后处理如图所示截取x=0.01到x=0.09截面，然后读取a物质的质量分数。

a物质的质量分数如下表所示：截面位置解析解数值解相对误差0.03 0.6593 0.6600 0.1%0.04 0.5992 0.5979 -0.2%0.05 0.5469 0.5481 -0.3%0.06 0.5006 0.5005 0%0.07 0.4589 0.4577 -0.4%0.08 0.4212 0.4200 -0.3%0.09 0.3869 0.3859 -0.3%0.1 0.3555 0.3545 -0.3%可以看到结果解析解和数值解吻合的比较好。

解析解可参考：W.M. Kays and M.E. Crawford.Convective Heat and Mass Transfer. 3rdEdition. McGraw-Hill Book Co., Inc., NewYork, NY. 126-134. 1993.”案例文件链接：https:///s/14Dh0mhjpbPn_dLrCSWUGPQ 提取码：wu7g操作视频见第二条推文。

fluent--模拟例子第一章 一维稳态导热的数值模拟一、模拟实验目的和内容本模拟实验的目的主要有3个：（1）学生初步了解并掌握Fluent 求解问题的一般过程，主要包括前处理、计算、后处理三个部分。

（2）理解计算机求解问题的原理，即通过对系统进行离散化，从而求解代数方程组，求得整个系统区域的场分布。

（3）模拟系统总的传热量并与傅立叶导热定律的求解结果相比较，验证数值模拟的可靠性。

实验内容主要包括：（1）模拟一维稳态导热平板内的温度分布。

（2）模拟一维稳态导热总的传热量。

二、实例简介如图1-1所示，平板的长宽度远远大于它的厚度，平板的上部保持高温h t ，平板的下部保持低温c t 。

平板的长高比为30，可作为一维问题进行处理。

需要求解平板内的温度分布以及整个稳态传热过程的传热量。

三、实例操作步骤1. 利用Gambit 对计算区域离散化和指定边界条件类型步骤1：启动Gambit 软件并建立新文件在路径C:\Fluent.Inc\ntbin\ntx86下打开gambit 文件（双击后稍等片刻），其窗口布局如图1-2所示。

h tct 图1-1 导热计算区域示意图x y图1-2 Gambit窗口的布局然后是建立新文件，操作为选择File→New 打开入图1-3所示的对话框。

图1-3 建立新文件在ID文本框中输入onedim作为文件名，然后单击Accept按纽，在随后显示的图1-4对话框中单击Yes按纽保存。

图1-4 确认保存对话框步骤2：创建几何图形选择Operation→Geometry→Face ，打开图1-5所示的对话框。

图1-5 创建面的对话框在Width内输入30，在Height中输入1，在Direction下选择+X+Y坐标系，然后单击Apply，并在Global Control下点击，则出现图1-6所示的几何图形。

图1-6 几何图形的显示步骤3：网格划分（1）边的网格划分当几何区域确定之后，接下来就需要对几何区域进行离散化，即进行网格划分。

组分传输与气体燃烧
题目：长为2m，直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构，燃烧筒壁上嵌有三块厚0.005m，高
0.05m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。

燃烧火焰为湍流扩散火焰。

在燃烧器中心有一个直径为0.01m、长0.01m、壁厚为0.002m的小喷嘴，甲烷以60m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。

空气从喷嘴周围以0.5m/s的速度进入燃烧器。

总当量比大约是0.76，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷口直径的雷诺数约为5700。

一：前处理——利用GAMBIT建立计算模型，其基本结构及网格画法如下图
几何结构示意图
燃烧筒网格图
1:启动FLUENT-2d，显示网格如下图
2迭代计算如，:残差图如下
残差监测曲线
3：显示计算结果，速度分布云图如下：
温度分布云图。

1 FLUENT 的求解计划对于需要使用FLUENT求解问题时，就需要按照一定的思路对我们所要求解的具体问题进行分析，制定合理的求解方法。

其主要包括以下四部分：A、计算目标的选定——通过FLUENT的计算需要得到什么样的结果，需要怎样的模型精度，如何利用这些结果得到我们需要的实际情况。

B、计算模型的选择——将实际物理模型系统进行抽象性简化，确定计算域，选定计算域的边界条件，定义模型2D或3D构造。

C、物理模型的选择——对所要模拟的物理模型设置具体的计算模型，例如湍流模型，是否为稳态，是否可压缩，是否具有能量交换等。

D、求解过程的选定——确定是否运用求解器现有公式及算法直接进行求解，或更改其他参数设置，加速计算的收敛。

2 Gambit简介Gambit是FLUENT公司于98年推出的前处理网格生成软件，用于物理模型的建立和网格的划分。

它是数值模拟过程的第一个重要环节，其建模与网格的划分过程属于数值模拟的前处理过程，其中建模是物理空间到计算空间的映射过程，网格划分则是对连续空的离散化过程。

建模的形式有很多种，包括solidworks、CAD、Pro/E等。

Gambit作为Fluent公司开发的前处理软件，在集合建模和导入方面，他具备ACIS实体建模能力。

Gambit软件主要分为以下四个步骤：A、构造几何模型通过Gambit建模工具绘制几何模型，或利用CAD生成的模型导入。

B、划分网格及检查质量对所绘制几何模型进行网格划分，并检查网格质量。

C、制定边界类型和区域类型指定网格模型中的各边界类型及存在多个区域时的区域类型。

D、输出模型导出以上所建立的几何模型，进而导入Fluent求解器中进行计算。

3 U型翅片板换热器基本结构U型翅片板换热器的基本结构由矩形翅片和正方形板片组成的冷热流体通道。

它是在正方形板片的正反两面，通过黑白棋格形式的布局，在正反两面分别缝焊或点焊上纵横交错的矩形翅片。

然后，将中间缝焊好的翅片，两边向上翻折，形成的U型翅片在平板的正反面组成间断性的流道。

【Fluent案例】17：强制对流（1）本案例来自于SimCafe，利用Fluent计算湍流强制对流换热。

1问题描述本案例计算2D模型，如下图所示。

如图所示为中间恒定热通量加热的管道，空气以均匀的速度从左边入口流入管道。

利用FLUENT来求解管道中的速度，温度，压力和密度分布。

一些数据包括：•管道几何o管道半径：2.94e-2 mo管道长度：6.045 m•材料参数o粘度：1.787e-5 kg/(m s)o比热： 1005 J/(kg K)o导热系数：0.0266 W/(m K)o摩尔质量：28.97 g/mole•入口边界o速度：30.06 m/so温度： 298.15 K•出口边界o静压：97225.9 Pa•壁面边界o加热段为 x = 1.83 m至x = 4.27 mo壁面热通量：5210.85 W/m2•环境条件o环境压力：98338.2 Pa2创建几何•启动Workbench，添加流程Fluid Flow(Fluent)，双击A2单元格进入DM模块•在XY面上创建如下图所示草图•工具箱中Modify标签下选择Split at Select，在草图上下边上随机选择两个点，将上下边分割成三段，分割后几何如下图所示•利用工具箱中Constraints标签页下Equal Length工具约束上下边的长度•利用工具箱Dimensions标签页下工具为草图指定尺寸属性窗口中设置其尺寸，如下图所示。

•利用菜单Concept → Surface From Sketches，选取上面创建的草图，生成几何面3划分网格案例几何较为简单，采用纯四边形网格划分。

•左右边界划分30 个网格节点•上下边界网格尺寸0.03 m•为整个面插入Face Meshing方法如下图所示进行边界命名。

•关闭Mesh并更新4Fluent设置General设置•激活选项Axi-symmetricModels设置•激活Realizable k-epsilon湍流模型及Energy模型Materials设置Boundary Conditions•选择按钮Boundary → Operation Conditions…，设置参考压力为98338.2 Pa•设置边界centerline类型为Axis•设置边界heated_section的heat Flux为5210.85 w/m2•设置边界inlet的速度为30.06 m/s，设置其温度为298.15 K•设置边界outlet的压力为-1112.3 PaMethods•设置Pressure-Velocity Coupling为Coupling•激活选项Wraped-Face Gradient Correction及High Order Term RelaxationInitialization•右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize 进行初始化Run Calculation•鼠标双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Number of Iterations，点击按钮Calculate进行计算（后处理请看下篇）。

FLUENT经典160问【待补充答案】FLUENT, 经典1 对于刚接触到FLUENT新手来说，面对铺天盖地的学习资料和令人难读的Fluent help，如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢？2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语：理想流体和粘性流体；牛顿流体和非牛顿流体；可压缩流体和不可压缩流体；层流和湍流；定常流动和非定常流动；亚音速与超音速流动；热传导和扩散等。

3 在数值模拟过程中，如何对控制方程进行离散？如何对计算区域进行离散化？离散化的目的是什么？离散化时通常使用哪些网格？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性。

5 在利用有限体积法建立离散方程时，必须遵守哪几个基本原则？6 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？7 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？8 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？9 在一个物理问题的多个边界上，如何协调各边界上的不同边界条件？在边界条件的组合问题上，有什么原则？10 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？GAMBIT的前处理：11 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？12 在GAMBIT的foreground和background中，真实体和虚实体、实操作和虚操作四个之间是什么关系？13 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？14 画网格时，网格类型和网格方法如何配合使用？各种方法有什么样的应用范围及做网格时需注意的问题？15 对于自己的模型，大多数人有这样的想法：我的模型如何来画网格？用什么样的方法最简单？这样做网格到底对不对？16 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？17 依据实体在GAMBIT建模之前简化时，必须遵循哪几个原则？18 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）？19 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？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？FLUENT运行问题：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？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响？24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响？25 燃烧过程中经常遇到一个“头疼”问题是计算后温度场没什么变化？即点火问题，解决计算过程中点火的方法有哪些？什么原因引起点火困难的问题？26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？28 在利用prePDF计算时出现不稳定性如何解决？即平衡计算失败。

问题描述问题如图所示。

一股温度为26℃的冷流体流入大管道，在弯管处与另一股温度为40℃热流体混合。

管道的长度单位为英寸，而流体的属性和边界条件则使用国际单位。

入口管道的雷诺数为2.03×105，利用FLUENT-2D的非耦合、隐式求解器，针对在管道内的定常流动进行温度场、速度场、速度矢量场的求解，自定义动压水头的函数ρV2/2，并显示自定义函数的数值分布。

解题步骤：1 前处理——利用GAMBIT建立计算模型首先启动GAMBIT第1步：确定求解器：选用FLUENT5/6第2部：创建坐标图：operation—vertex command button—global在global中依次输入坐标（0,0）（32,0）（0,16）（32,16）（48,32）（48,64）（64,32）（64,64）确定小管嘴的坐标：利用copy vertices button键，先输入y=-12确定一个点，在copy 这个点，输入x=4确定小管嘴的另一个点。

第3步：由节点创建直线：由作业要求连接节点做出直线。

第4步：创建圆弧边利用operation—edge command button—arc 确定两条圆弧分别用vertices：center、end-points和vertices：radius、start angle、end angle在小管嘴侧的圆弧的angle分别输入start angle=270 end angle=309.93和start angle=320.07 end angle=360 由此可确定圆弧。

第5步：有线组成面：operation—face command button依次用shift+鼠标左键，顺序点击线来创建面，组成面的边为蓝色。

第6步：确定边界线的内部节点分布并创建结构化网格：mesh—edge键中选择interval count来输入每个边需要的节点数。

保证对边节点数一样。