FLUENT中文全教程

第一章.介绍本章简要地介绍了用户自定义函数(UDF)及其在Fluent中的用法。

在1.1到1.6节中我们会介绍一下什么是UDF；如何使用UDF，以及为什么要使用UDF，在1.7中将一步步的演示一个UDF例子。

1.1 什么是UDF？1.2 为什么要使用UDF？1.3 UDF的局限1.4 Fluent5到Fluent6 UDF的变化1.5 UDF基础1.6 解释和编译UDF的比较1.7一个step-by-stepUDF例子1.1什么是UDF？用户自定义函数，或UDF，是用户自编的程序，它可以动态的连接到Fluent求解器上来提高求解器性能。

用户自定义函数用C语言编写。

使用DEFINE宏来定义。

UDF中可使用标准C语言的库函数，也可使用Fluent Inc.提供的预定义宏，通过这些预定义宏，可以获得Fluent求解器得到的数据。

UDF使用时可以被当作解释函数或编译函数。

解释函数在运行时读入并解释。

而编译UDF则在编译时被嵌入共享库中并与Fluent连接。

解释UDF用起来简单，但是有源代码和速度方面的限制不足。

编译UDF执行起来较快，也没有源代码限制，但设置和使用较为麻烦。

1.2为什么要使用UDF？一般说来，任何一种软件都不可能满足每一个人的要求，FLUENT也一样，其标准界面及功能并不能满足每个用户的需要。

UDF正是为解决这种问题而来，使用它我们可以编写FLUENT代码来满足不同用户的特殊需要。

当然，FLUENT的UDF并不是什么问题都可以解决的，在下面的章节中我们就会具体介绍一下FLUENT UDF的具体功能。

现在先简要介绍一下UDF的一些功能：z定制边界条件，定义材料属性，定义表面和体积反应率，定义FLUENT输运方程中的源项，用户自定义标量输运方程（UDS）中的源项扩散率函数等等。

z在每次迭代的基础上调节计算值z方案的初始化z（需要时）UDF的异步执行z后处理功能的改善z FLUENT模型的改进（例如离散项模型，多项混合物模型，离散发射辐射模型）由上可以看出FLUENT UDF并不涉及到各种算法的改善，这不能不说是一个遗憾。

Fluent按钮中文说明（最新整理-精华版）Fluent 使用步骤指南（新手参考）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 → Grid①以默认格式显示网格可以用鼠标右键检查边界区域、数量、名称、类型将在窗口显示，本操作对于同样类型的多个区域情况非常有用，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，在多相计算时使用。

（b）在Space面板下,选择Axisymmetric;（c）在Time面板下，选择Unsteady2. 采用欧拉多相模型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 body force 通过考虑压力梯度和体力，加快收敛（d）保留设置不变3. 采用K-ε湍流模型（采用标准壁面函数）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(c)在K-ε Multiphase Model面板下，采用Dispersed模型，dispersed 湍流模型在一相为连续相，而材料密度较大情况下采用，而且Stocks 数远小于1，颗粒动能意义不大。

解及精度）。

f的化学当量值的确定在下面讨论。

注：不应将中心点设得高于0.8或低于0.2。

Mixture Fraction Variance Points （混合分数变化量点）：为将要建立的查询表上的2f′的离散值的数量。

混合分数变化量点数应大体上为需要的s平均混合分数点数的一半。

因为通常沿查询表的2f′轴变化量比沿f轴s慢，因此需要低解。

Secondary Partial Fraction （次要部分分数）：包含与（可选的）次要部分分数相关的参数：Secondary Partial Fraction Points （次要部分分数点）：为将要建立的查询表上的p的离散值数量。

像“Fuel Mixture Fraction Points”，如果为一个sec二混合分数模型在PDF选项上（见14.3.3节）FLUENT将使用次要部分分数点计算PDF。

点数越大，给出的PDF分布越精确，单是计算时间越长。

Automatic Distribution （自动分布）：允许对次要部分分数及其变化量进行自动离散。

多数情况下推荐使用自动离散。

Distribution Center Point （分布中心点）（仅当“Automatic Distribution”不可用时才可用）：决定了p离散值的需要数目分布。

需要的点数将分sec布在中心点的任何一边，多数点集中在近中心地，少数点在端点上。

如果中心点定义为0.5（默认），值将在在范围内0均匀分布在0到1之间。

对一种氧化剂或非反应次要流，应保持该默认值。

对次要流，通常应在p的化学当量值的富边选择该值。

这将会在化学当量范围及以下——sec在该范围内，计算将更加关键，建立更多的点（因此，会有更好的解及精度）。

f的化学当量值的确定在下面讨论。

所以可用方程14.1-3决定secp的相应值。

注：不应将中心点设为高于0.8或低于0.2。

secEquilibrium Chemistry Model （平衡化学模型）：包括与平衡化学模型（见14.1.2节）相关的参数。

Fluent 使用步骤指南（新手参考）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 → Grid①以默认格式显示网格可以用鼠标右键检查边界区域、数量、名称、类型将在窗口显示，本操作对于同样类型的多个区域情况非常有用，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，在多相计算时使用。

（b）在Space面板下,选择Axisymmetric;（c）在Time面板下，选择Unsteady2. 采用欧拉多相模型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 body force 通过考虑压力梯度和体力，加快收敛（d）保留设置不变3. 采用K-ε湍流模型（采用标准壁面函数）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(c)在K-ε Multiphase Model面板下，采用Dispersed模型，dispersed湍流模型在一相为连续相，而材料密度较大情况下采用，而且Stocks数远小于1，颗粒动能意义不大。

FLUEN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( Bibliograp)hy 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FLUEN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FLUEN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FLUEN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FLUENTS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。

FLUENT中文全教程1.FLUENT简介2.安装和启动FLUENT3.建立几何模型在FLUENT中，可以使用多种方法来建立几何模型，包括导入现有的CAD文件、绘制单个几何体或使用几何建模工具。

建立几何模型时，应注意几何的准确性和合理性。

4.网格生成几何模型建立好后，需要生成网格。

FLUENT提供了多种网格生成工具，可以根据需要选择合适的方法。

生成的网格应该具有一定的精度和合适的网格尺寸，以确保计算结果的准确性。

5.设置物理模型在开始计算之前，需要设置相应的物理模型。

FLUENT支持多种物理模型，包括流体流动、传热、化学反应等。

根据实际问题选择合适的物理模型，并进行相应的设定。

6.边界条件在FLUENT中，需要为模型的各个边界设置适当的边界条件。

边界条件描述了流体在该边界上的运动规律和特性。

根据实际问题选择合适的边界条件，并进行相应的设定。

7.数值求解器数值求解器是FLUENT中的核心组件，用于求解流体流动、传热和化学反应等方程。

FLUENT提供了多种数值求解器，可以根据问题类型和计算精度选择合适的求解器。

8.设置求解控制参数在开始求解之前，需要设置一些求解控制参数，包括迭代次数、收敛准则和时间步长等。

这些参数的设定直接影响到求解的精度和计算效率。

9.运行计算所有设置和参数设定完成后，可以开始运行计算。

FLUENT会自动根据设置进行迭代计算，直到满足设定的收敛准则为止。

计算时间的长短取决于模型的复杂程度和计算机性能。

10.结果分析计算完成后，可以对计算结果进行分析和后处理。

FLUENT提供了丰富的后处理工具，可以可视化流场、温度场和压力场等信息，并进行数据提取和报告生成。

11.优化和改进根据分析结果，可以对模型进行优化和改进。

可以调整边界条件、网格密度和物理模型等，进一步提高计算精度和计算效率。

12.汇报和展示最后，根据实际需要，可以将计算结果进行汇报和展示。

可以生成图片、动画和报告，以便更好地与他人交流和分享。

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。

使用这个公式，select Implicit as the VOF Scheme, and enable an Unsteady calculation in the Solver panel (opened with the Define/Models/Solver... menu item).！！上面为the Euler explicit time-dependent formulation讨论的结果也适用于the implicit time-dependent formulation。

为了提高相界面的清晰度，你应慎重考虑以上所述。

5．Steady-state with the implicit interpolation scheme：如果你要寻找稳态解和中间的瞬态行为不感兴趣，并且最终的稳态解不被初始流动条件影响而每相有明显的inflow boundary,这个公式可以使用。

使用这个公式，select Implicit as the VOF Scheme.！！上面为Euler explicit time-dependent formulation讨论的结果也适用于the implicit steady-state formulation。

为了提高相界面的清晰度，你应慎重考虑以上所述。

！！对于the geometric reconstruction 和 donor-acceptor schemes，如果你使用了conformal grid（也就是，在两个子边界相交的边界上网格节点的位置是一样（identical）的），你必须保证在这个区域内没有双边（0厚度）壁面。

如果有，你必须split them, as described in Section 5.7.8.例子为了帮助为你的问题选择最好的公式，使用不同公式的例子列举如下：1．jet breakup：time-dependent with the geometric reconstruction scheme（or the donor-acceptor or Euler explicit scheme if problems occur with the geometric reconstruction scheme）。

combustion ）如果在模拟中包括小液滴和／或煤颗粒，可以应用非预混模型。

在这种情况下，燃料以通过蒸发、液化作用和焦炭燃烧定律控制的分散相确定的比率进入计算域中的气相中。

在为煤的情况下，挥发分和焦炭产物可被定义为两种不同的燃料类型（用两个混合分数）或这定义为单一废气成分（用一个混合分数），14.3.5节有所描述。

带有废气循环的非预混模型 （Using the Non-Premixed Model with Flue Gas Recycle ）由于用非预混模型解决的多数问题将包含既含有纯氧化剂有含有纯燃料（f =0或f =1）的入口，因此可包括有一个混合分数中间值（0<f<1）入口，这个入口代表一个完全的反应的混合物，并提供混合分数中间值。

当有废气循环时，这样的情况就会出现，如图14.1.15简述。

由于f 为一个守恒量，废气循环入口处的混合分数可计算作exit recyc ox fuel exit recyc fuel f m m m f m m)(&&&&&++=+ （14.1-30） 或ox fuel fuel exit m m mf &&&+= （14.1-31）式中：f exit 为出口混合分数（和废气循环入口处的混合分数），ox m&为氧化剂入口的质量流量速率，fuel m&为燃料入口的质量流量速率，recyc m &为循环入口的质量流量速率。

如果包括次要流，则为ox fuel fuel exit fuel m m m mf &&&&++=sec , (14.1-32)oxm m m p &&&+=sec sec sec (14.1-33)图14.1.15：带有废气循环的非预混模拟Figure 14.1.15: Using the Non-Premixed Model with Flue Gas Recycle14.2 非预混平衡化学反应的模拟方法 Modeling Approaches forNon-Premixed Equilibrium ChemistryFLUENT 软件包为模拟非预混平衡化学反应提供了两种不同方法。