fluent流体仿真实例

ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件，可用于解决各种流体力学问题。

本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例，包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。

这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。

一个典型的案例是流体在管道中的流动。

该案例背景是，一根长直管道内有水流动，管道的直径为0.1米，长度为10米。

水的初始速度为1 m/s，管道的壁面是光滑的，管道两端的压差为100Pa。

现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程，并进一步分析不同参数对流动的影响。

首先，在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目，并选择“仿真”模块。

在界面上点击“新建”按钮，在弹出的对话框中填写相应的参数，例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。

点击“确定”后，进入模拟设置页面。

首先，需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。

在“物理模型”选项卡中，选择“连续相”和“非恒定模型”。

在“湍流模型”中选择某种适合的模型，例如k-ε模型。

在“重力”选项卡中，定义流体的密度和重力加速度。

接下来，在“模型”选项卡中，定义管道的几何和边界条件。

选择“管道”作为流体领域的几何模型，并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。

在“边界”选项卡中，定义管道两端的入口和出口条件，例如速度和压力。

将管道两端的压力差设置为100Pa，在入口处设置水的初始速度为1 m/s。

在出口处选择“出流”边界条件。

完成几何和边界条件的定义后，点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。

在“求解控制”中，设置计算时间步长和迭代次数。

选择合适的网格划分方法，并进行网格划分。

点击“网格”选项卡，选择合适的网格类型，并进行网格划分。

在划分网格后，可以使用“导入”按钮导入网格文件，并进行网格优化。

完成设置后，点击“计算”按钮开始进行模拟计算。

在计算过程中，可以实时观察流体场的变化情况，并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。

精选全文完整版（可编辑修改）【流体】Fluent周期性流动换热仿真实例-翅片换热器案例描述：氨水在间断式翅片换热器的流动换热仿真。

由于在间断式翅片换热器中重复的几何单元多，这里取它的一个重复单元进行仿真分析即可，尺寸和边界条件见下图。

FLUENT 提供流向周期流的计算。

这种流动具有广泛的应用，如热交换管道以及通过水箱的管流。

在这些流动模式中，几何外形沿流动方向上具有重复性的特点，从而导致了周期性完全发展的流动。

这些周期性条件在足够的入口长度后就会形成，具体与雷诺数和几何外形有关。

周期性热传导的解策略：完成了周期性热传导常数壁面温度的用户输入之后，你就可以解决流动和热传导问题直至收敛。

最为有效的解决方法是首先解没有热传导的周期性流动，然后不改变流场来解热传导问题，具体步骤如下：1.在解控制面板中关闭能量方程选项。

菜单：Solve/Controls/Solution...。

2.解剩下的方程（连续性，动量以及湍流参数（可选））来获取收敛的周期性流动的流场解。

注意，当你在开始计算之前初始化流场时，请使用入口体积温度和壁面温度的平均值作为流场的初始温度。

3.回到解控制面板，关闭流动方程打开能量方程。

4.解能量方程直至收敛获取周期性温度场。

当同时考虑流动和热传导来解决周期性流动和热传导问题时，你就会发现上面所介绍的方法相当有效。

1、导入网格1.1 打开Fluent软件，选择2D求解器。

1.2 导入网格，网格源文件在文章底部有下载链接。

1.3 尺寸缩放。

在本案例的附件网格，需要点击Scale两次，如下图。

2、模型选择打开能量方程和湍流模型，其中，湍流模型设置如下。

3、材料在流体材料库中调出氨水ammonia-liquid (nh3)的物性。

4、计算域设置将计算域的材料设置为氨水。

5、边界条件5.1 翅片wall边界，包括wall-top和wall-bottom。

给定wall温度为350K，其余保持默认。

5.2 周期性边界，Periodic。

前言回到顶部↑空气、水、油等易于流动的物质被统称为流体。

在力的作用下，流体的流动可引起能量的传递、转换和物质的传送，利用流体进行力传递、进行功和能转换的机械就称为流体机械。

比如，泵是一种将电能转换为流体动能并输送液体的机械；风机是一种将机械能或电能转换为风能的机械；水力发电机就是一种将水的势能和动能转换为电能的一种机械。

此类例子举不胜举，因此，流体机械与我们的生活和工作密切相关。

流体力学就是一门研究流体流动规律以及流体与固体相互作用的一门学科，研究的范围涉及到风扇的设计，发动机内气体的流动以及车辆外形的减阻设计，水利机械的工作原理，输油管道的铺设，供水系统的设计，乃至航海、航空和航天等领域内动力系统和外形设计等等。

自从1687年牛顿定律公布以来，直到本世纪50年代初，研究流体运动规律的主要方法有两种：一是实验研究，以实验为研究手段；另一种是理论分析方法，利用简单流动模型假设，给出某些问题的解析解。

前者耗费巨大，而后者对于较复杂的非线性流动现象目前还有些无能为力。

20世纪70年代以来，飞速发展起来的计算流体力学为实验研究和理论研究都起到了促进作用，也为简化流动模型提供了更多的依据，使很多分析方法得到发展和完善。

实验研究、理论分析方法和数值模拟已成为当前研究流体运动规律的三种基本方法。

任何流体运动的规律都是以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础的。

这些基本定律可由数学方程组来描述，如欧拉方程、N—S方程。

采用数值计算方法，通过计算机求解这些控制流体流动的数学方程，进而研究流体的运动规律，这样的学科就是计算流体力学。

尽管流动规律仍然满足质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，但流体力学不同于固体力学，一个根本原因就在于流体的流动过程中发生了巨大的形变，使问题求解变得异常复杂。

其控制方程属于非线性的偏微分方程，除几个简单问题之外，一般来说很难求得解析解。

为此，对具体问题进行数值求解就成为研究流体流动的一个重要的研究方向和方法，其基础就是计算流体力学。

基于FLUENT 的波浪管道热传递耦合模拟CFD 可以对热传递耦合的流体流动进行模拟。

CFD 模拟可以观察到管道内部的流动行为和热传递，这样可以改进波浪壁面复杂通道几何形状中的热传递。

目的：（1） 创建由足够数量的完整波浪组成的波浪管道，提供充分发展条件； （2） 应用周期性边界条件创建波浪通道的一部分； （3） 研究不同湍流模型以及壁面函数对求解的影响； （4） 采用固定表面温度以及固定表面热流量条件，确定雷诺数与热特性之间的关系。

问题的描述：通道由重复部分构成，每一部分由顶部的直面和底部的正弦曲面构成，如图。

图1 管道模型空气的流动特性如下： 质量流量： m=0.816kg/s; 密度: ρ=1kg/m 3;动力粘度：μ=0.0001kg/(m ·s); 流动温度： Tb=300K ；流体其他热特性选择默认项。

流动初试条件：x 方向的速度=0.816m/s ； 湍动能=1m 2/s 2;湍流耗散率=1×105m 2/s 3。

所有湍流模型中均采用增强壁面处理。

操作过程：一、 完整波浪管道模型的数值模拟（1） 计算Re=u H/v=0.816×1/ (0.0001/1) =8160Cf/2=0.0359Re -0.2=0.0359× (8160)-0.2=0.00592590628.00059259.0816.02=⨯==f t C u uy +=u t y/v y=0.00159（2）创建网格本例为波浪形管道，管道壁面为我们所感兴趣的地方所以要局部细化。

入口和出口处的边界网格设置如图。

图2 边网格生成面网格图3 管道网格（3）运用Fluent进行计算本例涉及热传递耦合，所以在fluent中启动能量方程，如图。

图4 能量方程设定条件，湍流模型选择标准k-e模型，近壁面处理选择增强壁面处理。

图5 湍流模型设定材料，密度为1，动力粘度改为0.0001如图。

图6 材料设定设定边界条件，入口速度为0.816，湍动能为1，湍流耗散率为100000。

fluent流体工程仿真计算实例与应用1. 引言随着计算机技术的发展，流体动力学仿真技术在工业领域得到广泛的应用。

FLUENT是流体动力学仿真中非常常用的软件之一，用于求解复杂流场问题。

本文将介绍FLUENT的基本原理以及其在工程中的应用。

2. FLUENT的基本原理FLUENT采用了基于有限体积法和压力关联法的数值方法。

它将流体域离散化为一个网格，然后在网格中进行求解。

由于压力和速度是流体动力学中的基本物理量，因此FLUENT采用了压力关联法来处理这些量。

此外，FLUENT还采用了基于高阶差分方法的离散化方法，以提高数值计算的精度。

3. FLUENT的应用3.1 汽车行业汽车行业是FLUENT应用的重要领域之一。

在这个领域，FLUENT主要用于汽车设计的空气动力学分析。

通过FLUENT可以得到汽车各个部件的气流分布、流体阻力等重要参数，有助于车辆的设计和优化。

3.2 能源行业在能源行业，FLUENT被广泛用于燃烧和气流分析。

通过FLUENT可以得到燃烧过程中的温度、浓度等关键参数，有助于燃烧控制和优化。

此外，FLUENT还可以用于风力发电机的设计和优化。

3.3 航空航天行业在航空航天行业，FLUENT主要用于飞机的空气动力学分析。

通过FLUENT可以得到飞机的升力、阻力、气流分布等关键参数，有助于飞机的设计和优化。

4. 结论FLUENT是一款非常常用的流体动力学仿真软件，广泛应用于汽车、能源、航空航天等多个领域。

通过FLUENT可以得到流体动力学分析中的关键参数，有助于工程师做出更好的设计和优化。

ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种用于计算流体力学的软件，通过数值模拟的方式进行流体分析和设计。

在实际应用中，需要使用流体计算工程案例来验证仿真结果的准确性和可靠性。

下面将介绍一些常见的应用案例。

1.汽车空气动力学设计。

在汽车设计中，空气动力学是一个非常重要的因素。

使用ANSYS Fluent可以对汽车外形进行流体分析，如气流、气压、气动力等。

通过对气流的模拟，可以优化车身外形设计，提高汽车的性能和燃油经济性。

2.船舶流场分析。

船舶的流体设计是提高船舶速度和燃油经济性的重要因素。

使用ANSYS Fluent可以对船舶外形和水动力性能进行分析。

通过模拟船舶在水中的流动情况，可以优化船体外形和螺旋桨设计，提高航行效率。

3.风力发电机设计。

风力发电机是一种通过风力发电的机械设备。

通过ANSYS Fluent对风场进行数值模拟，可以预测风力发电机的性能和稳定性。

通过分析叶片的气动力学特性，可以优化叶片的设计，提高风力发电机的发电效率。

4.石油钻井液流分析。

石油钻井过程中，需要注入液体来冷却钻头并加速岩屑的排除。

使用ANSYS Fluent对液体的流动情况进行数值模拟，可以预测液体的流动速度和压降，优化钻井液的配比，提高钻井效率。

5.医用注射器设计。

医用注射器是一种常见的医疗器械。

通过使用ANSYS Fluent分析注射器的流场，可以优化注射器的设计。

通过预测注射器注射药液时的速度和压降，可以优化注射器的内部结构和开孔位置，提高注射的精度和安全性。

总之，ANSYS Fluent可以应用于各种流体力学领域，帮助工程师们进行流体力学设计与分析，取得更高效准确的结果。

这些案例都为设计和实施各种流体系统提供了指导，可以大大提高工作效率。

二维流体动‎画实例软件版本Fluen‎t-6.3.26.Gambi‎t-2.2.30.具体步骤1.在Flue‎n t中导入‎已经定义好‎的各种参数‎条件的ca‎s文件开启Flu‎en t，选择2dd‎p，在Flue‎n t中，“File”—“Read”—“Case&Data”，选择文件夹‎“Fluen‎t-File”中的“mix-data.cas”文件。

这个二维模‎型的制作过‎程在PDF‎中有说明，上面的文件‎是已经做好‎的模型。

2.初始化数据‎在Flue‎n t中，“Solve‎”—“Initi‎a lize‎”—“Initi‎a lize‎”，点击“Init”，初始化完后‎点击“Close‎”关闭对话框‎，如图1所示‎。

图1 初始化数据‎3.定义动画在Flue‎n t中，“Solve‎”—“Anima‎t e”—“Defin‎e”，弹出Sol‎u tion‎Anima‎ti on 对‎话框，如图2所示‎的设置。

图2 动画设置对‎话框接下来点击‎图2对话框‎中的“Defin‎e”，弹出Ani‎m atio‎n Seque‎n ce对话‎框，在“Stora‎g e Type”中选择“PPM Image‎”，在“Stora‎g e Direc‎t ory”中设置动画‎序列的保存‎路径，注意路径不‎得有中文，在“Displ‎a y Type”中选择“Conto‎u rs”，弹出Con‎t ours‎对话框，按自己的显‎示需要设置‎好点击或直‎接点击“Displ‎a y”弹出显示窗‎口，再点击“Close‎”完成等值线‎的设置，想要更改D‎i spla‎y Type的‎话则点击“Prope‎r ties‎”即可，分别如图3‎~5所示。

图3 动画序列对‎话框设置图4 显示窗口图5 等值线设置‎设置完成后‎，在Anim‎ation‎Seque‎n ce对话‎框中点击O‎K完成设置‎，再在“Solut‎i on Anima‎ti on”对话框中点‎击OK完成‎设置。

fluent流体工程仿真计算实例与应用引言流体力学在工程和科学领域中扮演着重要的角色。

通过流体力学的研究，我们可以了解和预测液体和气体在不同条件下的行为。

然而，在真实的实验中，获取流体的准确和详细的数据是非常困难和昂贵的。

因此，流体工程仿真计算成为了一种重要的工具，它可以在实际实验之前通过计算的方式对流体进行建模和分析。

fluent流体工程仿真计算简介Fluent是一款商业化的流体动力学仿真软件，由ANSYS公司开发。

它是一个基于计算流体力学（CFD）的软件工具，能够对各种复杂的流体问题进行建模和分析。

该软件提供了丰富的功能和工具，使工程师能够模拟和解决涉及流体力学的问题。

流体力学仿真计算的优势与传统的实验方法相比，流体力学仿真计算具有以下几个优势： 1. 成本效益：流体力学仿真计算可以节约大量的实验成本，同时缩短了实验周期。

2. 控制参数的灵活性：在真实实验中，很多参数无法被精确控制，而在仿真计算中，我们可以精确地控制和调整各种参数。

3. 快速修改和优化：在实验中，修改和优化系统需要经历繁琐的实验过程，而在仿真计算中，可以轻松地进行快速修改和优化。

4. 可视化和详细分析：通过仿真计算，我们可以获得流体行为的详细信息，同时可以使用可视化工具展示仿真结果。

实例与应用1. 空气动力学仿真空气动力学是流体力学的一个重要分支，研究涉及空气流动的物体。

通过Fluent软件，我们可以对飞行器、汽车、建筑物等在空气中的流动行为进行仿真。

这样的仿真可以帮助工程师改进设计，提高性能和效率。

在空气动力学仿真中，我们可以通过设置不同的参数和条件，如飞行速度、角度、流体密度等，来模拟不同的飞行状态和环境。

通过仿真结果，可以获得飞行过程中的压力分布、升力和阻力等关键性能指标。

2. 建筑气流仿真在建筑领域中，气流对于建筑物的设计和能源消耗具有重要影响。

通过Fluent软件，可以对建筑物内、外的气流进行仿真。

建筑气流仿真可以帮助工程师优化建筑物的通风系统、改善空气质量、减少能耗。

fluent流体仿真实例Fluent是一种流体仿真软件，它广泛用于研究和优化各种流体系统。

本文将介绍Fluent的基本工作原理，并以一个实例为例说明如何使用Fluent进行流体仿真。

首先，Fluent采用有限体积法来解决流体问题。

这种方法将流体域划分为许多小的控制体积，并在每个体积中计算流体的平均速度、压力和温度。

然后，通过在体积之间应用质量和动量守恒方程以及其他物理方程来求解流体行为。

最后，Fluent通过计算流场中的速度、压力和温度分布来描绘流体的行为。

为了演示Fluent的用途，我们将以水的流动为例说明如何使用它进行流体仿真。

我们考虑一个具有弯曲管道的水流系统。

假设管道入口处是一个稳定的水流，出口处是一个自由表面，即水流向大气中自由流动。

我们想研究如何通过改变管道形状和入口速度来优化整个系统。

首先，我们需要使用CAD软件绘制出整个系统的几何形状，并将其导入到Fluent中。

然后，我们需要定义出入口处的水流速度和出口处自由表面的边界条件。

这些边界条件将告诉Fluent在哪里应该施加水流速度和处理自由表面的行为。

接下来，我们需要在Fluent中定义数值方法和物理模型。

对于数值方法，我们可以选择不同的离散化方法和求解器，以达到速度和精度的平衡。

对于物理模型，我们需要考虑水的流动特性，包括湍流、速度分布、压力分布等。

这将有助于我们更准确地预测水流的行为，并优化我们的设计。

最后，我们可以开始运行Fluent并分析结果。

Fluent将生成一个包括速度、压力和温度分布的二维或三维图像。

我们可以通过这些图像来研究水流的行为，并探索如何通过改变管道形状和入口速度来优化整个系统。

例如，我们可以通过改变管道半径和斜率来优化水流速度和压力分布。

总之，Fluent是一种广泛使用的流体仿真软件，它可以帮助我们更好地理解和优化各种流体系统。

通过使用Fluent，我们可以确定管道的最佳形状和入口速度，以确保流体系统的最佳性能。

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。