FLUENT软件介绍文稿
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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求解计算,并进行计算结果的后处理。
二、FLUENT程序可以求解的问题FLUENT软件可以采用三角形、四边形、四面体、六面体及其混合网格,基本控制体形状如附图2-2所示。
FLUENT软件简介FLUENT软件简介FLUENT软件产品特点及功能简介FLUENT简介在过去的⼆⼗多年间,FLUENT已成为了全球领先的商⽤流体分析软件,它采⽤流体动⼒学(CFD)的数值模拟技术,为全球范围内的各个⾏业的⼯程师提供流体问题的解决⽅案,是当今全球应⽤范围最⼴泛,功能强⼤的商业CFD软件。
FLUENT——值得信赖的CFD软件想起CFD,⼈们总会想起FLUENT,丰富的物理模型使其应⽤⼴泛,从机翼空⽓流动到熔炉燃烧,从⿎泡塔到玻璃制造,从⾎液流动到半导体⽣产,从洁净室到污⽔处理⼯⼚的设计,另外软件强⼤的模拟能⼒还扩展了在旋转机械,⽓动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应⽤。
今天,全球数以千计的公司得益于FLUENT的这⼀⼯程设计与分析软件,它在多物理场⽅⾯的模拟能⼒使其应⽤范围⾮常⼴泛,是⽬前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其⽤户界⾯友好,算法健壮,新⽤户容易上⼿等优点⼀直在⽤户中有着良好的⼝碑。
长期以来,功能强⼤的模块,易⽤性和专业的技术⽀持所有这些因素使得FLUENT成为企业选择CFD软件时的⾸选。
FLUENT——⽹格技术,数值技术,并⾏计算计算⽹格是任何CFD计算的核⼼,它通常把计算域划分为⼏千甚⾄⼏百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使⽤⾮结构化⽹格技术,这就意味着可以有各种各样的⽹格单元:⼆维的四边形和三⾓形单元,三维的四⾯体核⼼单元、六⾯体核⼼单元、棱柱和多⾯体单元。
这些⽹格可以使⽤FLUENT的前处理软件AnsysMeshing⾃动⽣成,也可以选择在ICEM CFD⼯具中⽣成。
在⽬前的CFD市场, FLUENT以其在⾮结构⽹格的基础上提供丰富物理模型⽽著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法⼤⼤减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并⾏计算能⼒适⽤于NT,Linux或Unix平台,⽽且既适⽤单机的多处理器⼜适⽤⽹络联接的多台机器。
Fluent软件简介想起CFD,人们总会想起F LUENT,丰富的物理模型使其应用广泛,从机翼空气流动到熔炉燃烧,从鼓泡塔到玻璃制造,从血液流动到半导体生产,从洁净室到污水处理工厂的设计,另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械,气动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应用。
今天,全球数以千计的公司得益于F LUENT的这一工程设计与分析软件,它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛,是目前功能最全的CFD 软件。
FLUENT因其用户界面友好,算法健壮,新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。
长期以来,功能强大的模块,易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT受到企业的青睐。
网格技术,数值技术,并行计算计算网格是任何CFD计算的核心,它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使用非结构化网格技术,这就意味着可以有各种各样的网格单元:二维的四边形和三角形单元,三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。
这些网格可以使用FLUEN T的前处理软件GAMBI T自动生成,也可以选择在I CEM CFD工具中生成。
在目前的CFD市场, FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并行计算能力适用于N T,Linux或U nix平台,而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。
动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能,通过调整各处理器间的网格分配平衡各CP U的计算负载。
湍流和噪声模型FLUENT的湍流模型一直处于商业CF D软件的前沿,它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等,随着计算机能力的显著提高,FLUENT已经将大涡模拟(LES)纳入其标准模块,并且开发了更加高效的分离涡模型(DES),FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。
Fluent软件的简要概述摘要:Fluent软件是目前市场上最流行的CFD软件,也是得到最广泛使用的CFD软件,本篇简要概述了Fluent的解决问题的步骤,若需要更深入的研究需要对每个步骤进行细化,再次仅简要介绍一下Fluent的从启动到保存结果的过程,方便大家学习。
关键词:Fluent CFD 网格%1 Fluent简述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。
它提供了完全的网格灵活性,你可以使用非结构网格,例如二维三角形或四边形网格、三维四面体/六面体/金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。
甚至可以用混合型非结构网格。
它允许你根据解的具体情况对网格进行修改(细化/粗化),也可以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。
我们可以用GAMBIT产生所需的几何结构以及网格,一旦网格被读入FLUENT,剩下的任务就是使用解算器进行计算了。
其中包括,边界条件的设定,流体物性的设定,解的执行,网格的优化,结果的查看与后处理。
FLUENT用于进行流动模拟计算的求解器。
TGrid用于从现有的边界网格生成体网格。
@2 解决问题的步骤:确定所解决问题的特征之后,你需要以下几个基本的步骤来解决问题:@1)创建网格;2)运行合适的解算器:2D、3D、2DDP、3DDP;3)输入网格;4)检查网格;5)选择解的格式;6)选择需要解的基本方程:层流还是湍流(无粘)、化学组分还是化学反应、热传导模型等;7)确定所需要的附加模型:风扇,热交换,多孔介质等;8)指定材料物理性质;9)指定边界条件;10)调节解的控制参数;11)初始化流场;12)计算解;13)检查结果;14)保存结果。
第一步需要几何结构的模型以及网格生成。
可以使用GAMBIT或者一个分离的CAD系统产生几何结构模型及网格。
FLUENT软件简单介绍FLUENT是一种流体力学仿真软件,由美国ANSYS公司开发。
它提供了先进的流体流动和传热分析功能,广泛应用于各个领域,包括汽车工业、航空航天、能源和环境等。
FLUENT的主要功能包括流体流动分析、传热分析、压力分析以及结构力学分析等,可以帮助工程师和设计师进行流体流动问题的解决和优化,提高产品设计的效率和性能。
FLUENT的用户界面简洁直观,提供了丰富的前后处理工具和可视化功能,使用户能够方便地设置仿真模型、设定边界条件、运行仿真计算,并对结果进行分析和展示。
FLUENT支持多种模型和求解方法的选择,用户可以根据具体需求来选择适合的方法来进行仿真计算。
此外,FLUENT还提供了丰富的物性数据和材料模型库,用于模拟不同流体和材料的性质和行为。
FLUENT的应用领域非常广泛。
在汽车工业中,FLUENT可以模拟车辆的气动特性和燃烧过程,用于改善车辆的空气动力性能和燃烧效率。
在航空航天领域,FLUENT可以仿真飞机的气动力学表现和燃烧过程,用于改善飞机的飞行性能和燃烧效率。
在能源领域,FLUENT可以模拟电站的热力循环和传热过程,用于提高电力发电效率。
在环境领域,FLUENT可以模拟气候变化、水质污染和废气排放等问题,用于评估和优化环境影响。
总之,FLUENT是一款功能强大的流体力学仿真软件,提供了先进的流体流动和传热分析功能。
它在各个领域都有广泛的应用,可以帮助工程师和设计师解决复杂的流体流动问题和优化产品设计。
通过使用FLUENT,可以提高工程设计的效率和性能,降低开发成本和风险,推动科技进步和工程技术的发展。
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;☆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。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域,可用于模拟和分析各种流体现象。
其中,Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件,本文将对其进行详细介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件,已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库,可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点,能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力:Fluent支持多物理场的耦合模拟,如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合,实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多尺度模拟能力:Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析,从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟:Fluent具备出色的自由表面流模拟能力,可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富:Fluent内置了多种求解器和前处理器,可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可根据具体问题选择合适的求解器,提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库:Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库,可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用,可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域:1. 汽车空气动力学:Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真,优化车身外形,提升汽车的空气动力学效果。
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。
1.1.2 fluent软件基本组成前处理gambit 软件Fluent6.0Fluent5.5&4.5FidapPolyflow通用软件专Gambit 前处理器(几何网格的生成)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。
ANSYSFLUENT介绍ANSYSFLUENT是ANSYS公司的一款计算流体力学(CFD)软件,它是一种用于模拟和分析流体行为和流动现象的工程仿真软件。
ANSYSFLUENT具有丰富的功能和强大的计算能力,在各种工程领域中得到了广泛的应用,包括汽车设计、航空航天工程、能源领域、生物医学工程等。
本文将对ANSYSFLUENT的特点、适用领域、功能以及其在工程领域的应用进行详细介绍。
1.多物理场耦合:ANSYSFLUENT可以同时模拟多种物理现象,包括流体流动、热传导、传质、化学反应等。
它可以模拟多相流动、湍流流动、多组分混合等复杂情况,能够模拟各种真实世界中的复杂流体行为。
2.强大的计算能力:ANSYSFLUENT采用了先进的数值计算方法和高效的求解算法,能够处理大规模的流体力学问题。
它支持并行计算,可以利用多个计算节点进行并行求解,提高计算速度和效率。
3.用户友好的界面:ANSYSFLUENT具有直观易用的界面,用户可以通过图形界面进行建模、设置求解参数和后处理数据。
它还提供了丰富的教程和帮助文档,帮助用户快速上手并解决实际问题。
4.多种数据输出和后处理功能:ANSYSFLUENT可以输出各种流动参数和数据,如速度、压力、温度、浓度等。
它还提供了强大的后处理功能,可以进行可视化分析、动画显示、流线追踪等,方便用户对模拟结果进行分析和评估。
1.汽车设计:ANSYSFLUENT可以模拟汽车的空气动力学性能,如空气阻力、气动噪声、冷却系统效果等。
它能够帮助设计师优化汽车外形和气动布局,提高汽车的性能和燃油效率。
2.航空航天工程:ANSYSFLUENT可以模拟飞机、火箭等飞行器的气动特性,如升力、阻力、空气动力学热效应等。
它可以帮助航空航天工程师优化飞行器的设计,提高飞行器的性能和安全性。
3.能源领域:ANSYSFLUENT可以模拟火力发电厂、核电站、风力发电机等能源设备的热流体特性,如燃烧过程、热传导、流动分布等。
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(1)CPU采用Intel的奔腾系列或AMD的Athlon系列CPU。
(2)显示卡分辨率为1024x768或更高,颜色最低要求256色,推荐使16位或24位真彩色。
(3)内存最低128兆内存,推荐使用512兆以上的内存。
(4)鼠标:推荐使用三键鼠标,FLUENT中有些操作需要鼠标中键。
(5)光驱:最低需要CD-ROM,FLUENT需要光盘安装。
(6)网卡:需要安装以太网卡,FLUENT需要网络验证。
(7)硬盘:FLUENT需要400兆,GAMBIT需要55兆,EXCEED需要105兆,TECPLOT需要30兆,一共需要590兆硬盘空间。
如果需要使用用户定义函数UDF编译功能还需要安装微软的Visual C++至少需要200兆硬盘空间,再加上为计算项目预留空间,所以推荐在硬盘上预留5G以上的硬盘空间用于FLUENT计算。
软件要求(1)操作系统:UNIX、LINUX、WINDOWS 2000/XP等等。
(2)网络协议:安装TCP/IP协议。
(3)编译环境:如果使用UDF编译功能,需要安装Visual C++标准版,最低要求是采用“最小安装”设置。
(4)EXCEED X server GAMBIT运行需要此环境,如果在GAMBIT 中使用OpenGL图形模式,则需要安装EXCEED 3D。
EXCEED 3D需要单独从EXCEED开发商Hummingbird软件公司购买。
第二章 CFD前置处理器——GambitGAMBIT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。
Gambit用户界面1、GAMBIT的几何造型:Gambit软件包含了一整套易于使用的工具,可以快速地建立几何模型。
另外,Gambit软件在读入其它CAD/CAE网格数据时,可以自动完成几何清理(即清除重合的点、线、面)和进行几何修正1.1 点的生成通过直接输入坐标值来建立几何点,输入坐标时即可以使用笛卡尔坐标系,也可以使用柱坐标系。
或者在一条曲线上生成点,将来可以用这点断开曲线。
1.2 面的生成通过三点一张平行四边形的平面。
通过空间的点生成一张曲面。
通过空间的一组曲线生成一张放样曲面。
通过两组曲线生成一张曲面通过构成封闭回路的曲线生成一张曲面。
通过绕以选定轴旋转一条曲线生成一张回转曲面。
根据给定的路径何轮廓曲线生成扫掠曲面。
通过三点一张平行四边形的平面。
通过空间的点生成一张曲面。
通过空间的一组曲线生成一张放样曲面。
通过两组曲线生成一张曲面通过构成封闭回路的曲线生成一张曲面。
通过绕以选定轴旋转一条曲线生成一张回转曲面。
根据给定的路径何轮廓曲线生成扫掠曲面。
1.3生成几何实体把现有曲面缝合为一个实体。
把一个断面图绕一个轴旋转生成回转体。
沿给定的路径扫掠一个断面,得到一个扫掠体。
2、GAMBIT的通用功能2.1布尔运算Unite 取两个面或两个的体的并集作为一个新的面和实体Subtract 从一个面或体上减去一个面或体得到一个新的面或体。
Intersect取两个面或体的交集为新的面或实体。
2.2移动和拷贝move/copy 将所选择的几何移动或拷贝到新位置。
共有四种方式:Translate(平移) 、Scale(比例) 、Reflect(镜像)、Rotate(旋转)2.3分裂与合并split 可以用一个面把另一个面分裂为两个面。
也可以用一个体把另一个体分裂为两个体。
Merge 把两个面合并为一个面,或把两个体合并为一个体。
2.4连接与解除连接Connect把完全重合的点、线、面合并。
当处于Connect状态时,相邻几何网格连续;Disconnrct 解除这种连接。
当处于 Disconnrct 状态时,允许相邻几何划分出不连续的网格。
FLUENT5允许使用不连续的网格。
2.5 Undo和删除撤销上一条命令,在GAMBIT中UNDO没有级数限制。
删除相应的对象,如点、线、面、体、网格。
3、网格生成Gambit软件提供了功能强大、灵活易用的网格划分工具,可以划分出满足CFD特殊需要的网格3.1 生成线网格在线上生成网格,作为将在面上划分网格的网格种子,允许用户详细的控制在线上节点的分布规律,Gambit提供了满足CFD计算特殊需要的五种预定义的节点分布规律。
3.2生成面网格对于平面及轴对称流动问题,只需要生成面网格。
对于三维问题,也可以先划分面网格,作为进一步划分体网格的网格的网格种子。
3.3边界层网格CFD计算对计算网格有特殊的要求,一是考虑到近壁粘性效应采用较密的贴体网格,二是网格的疏密程度与流场参数的变化梯度大体一致。
对于面网格,可以设置平行于给定边的边界层网格,可以指定第二层与第一层的间距比,及总的层数。
对于体网格,也可以设置垂直于壁面方向的边界层,从而可以划分出高质量的贴体网格。
而其它通用的CAE前处理器主要是根据结构强度分析的需要而设计的,在结构分析中不存在边界层问题,因而采用这种工具生成的网格难以满足CFD计算要求,而Gambit软件解决了这个特殊要求。
4、Gambit 的可视化网格检查技术和网格输出功能可以直观的显示网格质量,用户可以浏览单元畸变、扭曲、网格过度、光滑性等质量参数,可以根据需要细化和优化网格,从而保证CFD的计算网格,用户可以直接在几何图形上施加流动的边界条件,不需要在网格上进行操作。
5、CAD/CAE接口Gambit软件可以直接存取主流的CAD/CAE系统的网格数据并支持标准的数据交换格式。
5.1 Gambit软件支持以下CAD软件几何接口:ACIS、Pro/engineer VRML 、Optegra Visulizer 、IDEAS FTL 、IGES、STL、Gambit5.2 CAE接口ANSYS、NASTRAN、PATRAN、FIDAP、GAMBIT第三章专用的CFD求解器——fluent Fluent6 软件是由Uns 和Rampant 软件升级而来,Fluent6包含了二者的全部功能,并且增加了耦合隐式算法,适用于低速不可压流动、跨音速流动乃至可压缩性强的超音速和高超声速流动等各种复杂的流场。
FLUENT丰富的物理模型使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流、化学反应、多相流等其它复杂的流动现象。
1、基本功能二维平面流动,二维轴对称流动,和三维流动♦定常或非定常流动分析♦亚声速、跨声速、超声速和高超声速流动♦层流、转捩和湍流♦牛顿流或非牛顿流♦传热,包括自然对流、强迫对流和混合对流,固体/流体耦合传热,辐射和运动固体的热传导♦化学组分的混合和化学反应,包括燃烧子模型和表面沉积反应模型♦自由表面和多相流(包括气-液、气-固和液-固)♦离散相(粒子/液滴/气泡)的拉格朗日轨迹计算,包括与连续相的耦合♦融熔/凝固的相变模型♦多孔介质模型,具有各向异性的渗透性、惯性阻尼、固体热传导和多孔表面的压力跳跃条件♦风扇、泵、辐射器和热交换器等的集总参数模型♦惯性或非惯性坐标系♦多种参考系和滑动网格2、网格性能四边形、三角形、六面体、四面体、棱形、金字塔形网格♦允许非保形(不连续)的网格界面重叠♦接受以下软件产生的网格GAMBIT、GeoMesh、TGrid、preBFC、ICEM/CFD、I-DEAS、PATRAN、NASTRAN、ANSYS、Pro/ENGINEER、STL、PLOT3D和其它软件♦动态、自适应网格技术有:➢三角形和四面体网格保形适应➢悬挂节点适应和所有类型网格的嵌套♦用户指定区域的网格细化和采用求解变量、导出变量(例如Y+,离壁距离)和用户自定义物理量的自适应网格细化♦细化网格后流场变量自动插值♦网格粗化♦网格光顺及改进工具♦网格处理功能(比例缩放、平移、合并、分裂)♦混合网格生成3、数值方法FLUENT6.0提供了三种求解方法。
FLUENT6.0中的求解器有以下特征:¨完全非结构化网格的有限体积法♦适用于所有速度范围♦动态内存分配♦单、双精度运算4、非耦合的求解方法(FLUENT/UNS4.2的发展)♦ 基于压力修正的非耦合求解算法,包括SIMPLE、SIMPLEC和PISO ♦多种离散格式,包括一阶迎风格式、幂次律格式、二阶迎风格式和QUICK 格式♦一阶和二阶隐式时间离散格式♦包括PRESTO线性插值、二次插值和体积力加权插值的压力插值格式♦体积力隐式处理♦采用V形、W形、F形和拐折循环求解线性代数多重网格方程,高斯-赛德尔松弛法5、耦合求解方法(RAMPANT 4.2的发展)¨不可压和混合区域流动的预处理♦所有流场平均量的耦合求解♦湍流、辐射和用户自定义标量输运方程的非耦合求解♦包括一阶和二阶迎风格式的离散格式♦显、隐式的一阶、二阶时间离散格式显式格式✧多步龙格-库塔时间步进算法✧全近似格式多重网格、当地时间步长和隐式残差光顺收敛加速✧显式统一时间步长的时间-精度解隐式格式✧所有通量和源项的完全牛顿形式线性化✧V形和F形循环求解代数多重网格、块矩阵线性方程,高斯-赛德尔松弛法6、湍流模型¨Spalart-Allmaras的一方程(涡粘性输)运模型♦包括标准的k-ε模型,Realizable k-ε模型和RNG k-ε模型的k-ε模型♦浮力和压缩效应的k-ε子模型♦应用于旋流,低雷诺数效应和对Prandtle/Schmidt数的解析式的对K,ε,能量和组元的RNG子模型♦包括壁面反射模型和线性或二次压力-应变模型的雷诺应力模型♦对大涡模拟的亚格子应力模型♦包括标准壁面函数,非平衡、对压力梯度敏感的壁面函数、k-ε模型和RSM的两层模型等的不同近壁模型7、边界条件¨多种流动入口/出口条件有:➢以笛卡尔坐标或圆柱坐标或极坐标表示的入口速度分量的大小和方向,法向速度的大小及用户自定义的当地坐标分量➢入口质量通量➢入口静压和总压,法向或指定的速度方向➢多组分系统的入口质量组分➢入口静温和总温➢入口湍流强度和耗散率(用湍流强度、长度尺度、水力学直径和粘性比输入)➢出口静压♦充分发展管流的出口流动边界条件(Outflow)♦质量流出♦进气/排气扇♦进风口/出风口♦壁面边界,指定为:➢以笛卡尔坐标表示的旋转速度和切向速度分量➢包括滑移条件的剪切率➢用热通量,温度,外部对流,辐射以及混合条件表示的热边界条件➢选择包括壁面粗糙度效应的湍流壁面函数的剪应力计算♦两侧壁面耦合和指定热阻的热传导条件♦对于平均和湍流参数的入口空间刨面或壁面边界条件♦风扇特性曲线函数♦通过体积源项确定的入口亚格子尺度♦对称、旋转周期性和移动周期性边界♦轴线边界条件♦在流线周期边界条件中指定质量流率(流动和热交换)♦在周期性边界条件中指定压降8、介质物性¨常量或可变的物性,包括温度和本构关系(可输入数据或分段的多项式)♦包括标准流体和固体介质物(用户可修补)性的数据库:➢标准反应机理、化学组分混合、热力学和动力学性质➢标准固体、液体、液体燃料和煤的粒子/液滴数据♦根据理想气体规律或温度相关的多项式规律计算流体密度,包括有浮力流动中密度的Boussinesq处理♦用温度的多项式或幂次律或Sutherland公式的流体粘性计算♦非牛顿流模型,包括幂次律流体,Carreau流,或与温度相关的用户自定义规律♦在固体区域内的与温度相关的热容与热传导♦各向异性的热传导♦冷却剂和碳氢的真实气体模型♦用户自定义的物性参数输入9、用户定义函数♦解释(在运行时编译)和编译事先编译,在运行时连接)选项♦在连续、动量、能量、组分和体积组分输运方程的体积源项的指定♦表面和体积反应速度♦用户物性的定义♦用户的边界条件和初始化条件♦用户定义的标量输运方程♦用户自定义的后处理变量的生成♦用户指定辐射模型的散射相函数♦离散相模型的体积力、阻力和源项10、并行处理♦共享存贮系统(如Windows NT、SGI、HP、DEC、Sun和Cray多处理器)的并行处理♦分布式存贮系统(如IBM SP-2、Cray T3D/E等)和工作站网络的并行处理♦基于网格划分方法(如METIS)的区域分解法♦基于LSF第三方软件的载荷平衡功能♦通过库的自动优化信息分配11、界面、图形后处理和报告♦多任务处理和远程递交运行的客户-服务器结构♦全交互式图形和文本式用户界面♦宏语言和文本形式♦诊断和错误检测♦网格检验(有效性、质量、大小)、合并、分开和重新排序功能♦启动、求解和后处理的动态控制♦解算器和物理模型的报告♦灵活的单位制规定(SI单位、英制单位、单一/混合单位)♦动态中断和重新计算♦残差报告和显示♦质量、热量及化学组分的通量的报告和监测♦力和力矩的报告和监测♦表面积分和平均的计算和报告♦体积积分和平均的计算和报告♦周向平均♦时间平均和大涡湍流模拟的均方根(RMS)报告♦用户定义的场函数的计算功能♦梯度和导出量的计算♦几何和流场变量的直方图♦二维数据X-Y图♦数据的图形探测♦强大的图形流动可视化和动画功能♦基于鼠标的操作(旋转、平移、放大)♦丰富的硬拷贝功能12、数据输出♦数据可输出到AVS、Data Explorer、EnSight、FAST、FIELDVIEW 和TECPLOT♦EnSight和FIELDVIEW的并行数据输出♦FEA数据输出到NASTRAN、PATRAN和I-DEAS总的来说,Gambit拥有强大的几何建模及网格划分功能,Fluent后处理器可以把把图形可视化,另外它还提供很多数据显示和文字报告的工具,用户可以轻松得到边界流量、作用力、投影面积等。