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。

如果你选择Troe作为反应类型，你可以在Troe Parameter下指定Alpha,T1,T2,T3的值（方程13.1-22中的α，1T，2T和3T）。

如果你选择SRI反应类型, 你可以在SRI Parameter下指定a,b,c,d,e的值（方程13.1-22中的a，b，c，d和e）。

6．如果你使用层流/有限速率或是EDC模型模拟湍流-化学反应的相互作用，且反应是可逆的，则打开对于Arrhenius Rate的Include Backward Reaction选项。

当选定这一选项时，你将不能编辑产物的Rate Exponent，这些值将被设定为与相应的Stoich.系数相等。

如果你不希望使用FLUENT的缺省值，或者你在定义你自己的反应，你将还需要指定标准状态觞和标准状态焓，以在逆向反应速率常数计算中使用（方程13.1-10）。

注意可逆反应选项对于涡耗散或有限速率/涡耗散湍流-化学反应相互作用模型是不可获得的。

7．如果你使用湍流-化学反应相互作用的涡耗散或有限速率/涡耗散模型，你可以在Mixing Rate标题下输入A和B的值。

但是注意除非你有可靠的数据，不要改变这些值/在大多数情况下，你只需要简单地使用缺省值。

A是湍流混合速率的常数A（方程13.1-25和13.1-26），当一种物质作为反应物在反应中出现时用于这种物质。

缺省值为4.0，根据Magnussen等人给出的经验值[149]。

B是湍流混合速率的常数B（方程13.1-25和13.1-26），当一种物质作为产物在反应中出现时用于这种物质。

缺省值为0.5，根据Magnussen 等人给出的经验值[149]。

8．对于每一种你需要定义的反应重复步骤2-7。

完成所有反应后，点OK 。

定义燃料混合物的物质和反应经常会遇到这种情况，燃烧系统中的燃料不能用一种纯物质（例如CH4或C2H6）来描述）。

复杂的烃类，包括燃料油乃至木材片），很难用这种纯物质来定义。

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：前处 理 gambit 软件Fluent6.0 Fluent5.5&4.5 Fidap Polyflow Mixsim Icepack 通用软件专用软件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:\usersa）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。

粘性模型面板来激活。

增加的项可能出现在能量方程中，这取决于你所用的物理模型。

想知道细节可以看11.2.1章节。

对于标准和带旋流修正k－e模型热传导系数为：这里a由方程10.4-9算出，a0＝1/Pr＝k/uc p。

实际上a随着umol/ueff_而变就像在方程10.4-9中，这是RNG模型的优点。

这和试验相吻合：湍流能量普朗特数随着分子Prandtl数和湍流变化。

方程10.4-9的有效范围很广，从分子Prandtl数在液体的10-2到石蜡的103，这样使得热传导可以在低雷诺数中计算。

方程10.4-9平稳的预测了有效的湍流能量普朗特数，从粘性占主要地位的区域的a＝1/Pr到完全湍流区域的a＝1.393。

对于湍流物质交换同样对待，对于标准和带旋流修正k－e模型，默认的Schmidt数是0.7。

可以在粘性模型面板中改变。

对于RNG模型，有效的湍流物质交换扩散率用一种热交换的计算方法计算。

方程10.4-9的a0＝1/Sc，这里Sc是molecular数。

10.5 标准和SST k-ω模型这一章讲述标准和SST k-ω模型。

俩种模型有相似的形式，有方程k和ω。

SST和标准模型的不同之处是·从边界层内部的标准k-ω模型到边界层外部的高雷诺数的k－e模型的逐渐转变·考虑到湍流剪应力的影响修改了湍流粘性公式10.5 标准k-ω模型标准k-ω模型是一种经验模型，是基于湍流能量方程和扩散速率方程。

由于k-ω模型已经修改多年，k方程和ω方程都增加了项，这样增加了模型的精度标准k-ω模型的方程在方程中，G k是由层流速度梯度而产生的湍流动能。

Gω是由ω方程产生的。

T k和Tω表明了k 和ω的扩散率。

Y k和Yω由于扩散产生的湍流。

，所有的上面提及的项下面都有介绍。

S k和S e 是用户定义的。

模型扩散的影响对k-ω模型，扩散的影响：这里σk和σω是k、ω方程的湍流能量普朗特数。

湍流粘度u t:低雷诺数修正系数a*使得湍流粘度产生低雷诺数修正。

Fluent中的UDF详细中文教程（8）第八章在FLUENT中激活你的UDF一旦你已经编译（并连接）了你的UDF，如第7章所述，你已经为在你的FLUENT模型中使用它做好了准备。

根据你所使用的UDF，遵照以下各节中的指导。

z8.1节激活通用求解器UDFz8.2节激活模型明确UDFz8.3节激活多相UDFz8.4节激活DPM UDF8.1 激活通用求解器UDF本节包括激活使用4.2节中宏的UDF的方法。

8.1.1 已计算值的调整一旦你已经使用7.2节和7.3节中概括的方法之一编译（并连接）了调整已计算值UDF，这一UDF在FLUENT中将成为可见的和可选择的。

你将需要在User-Defined Function Hooks面板的Adjust Function下拉菜单（图8.1.1）中选择它。

调整函数（以DEFINE_ADJUST宏定义）在速度、压力及其它数量求解开始之前的一次迭代开始的时候调用。

例如，它可以用于在一个区域内积分一个标量值，并根据这一结果调整边界条件。

有关DEFINE_ADJUST宏的更多内容将4.2.1节。

调整函数在什么地方适合求解器求解过程方面的信息见3.3节。

8.1.2 求解初始化一旦你已经使用7.2节和7.3节中概括的方法之一编译（并连接）了求解初始化UDF，这一UDF在FLUENT中将成为可见的和可选择的。

你将需要在User-Defined Function Hooks面板的Initialization Function下拉菜单（图8.1.1）中选择它。

求解初始化UDF使用DEFINE_INIT宏定义。

细节见4.2.2节。

8.1.3 用命令执行UDF一旦你已经使用7.2节和7.3节中概括的方法之一编译（并连接）了你的UDF，你可以在Execute UDF On Demand面板中选择它（图8.1.2），以在某个特定的时间执行这个UDF，而不是让FLUENT在整个计算中执行它。

因为在给定单元中的f^n+1和通过F(f^n+1)的邻近单元的f^n+1有关，所以它被称为隐式积分：()11++∆+=n n n tF φφφ该隐式方程可以通过重复的初始化f^i 到f^n 并迭代下面的方程直至f^i 不再变化（即：收敛f^n+1 =f^i ）而解出：()i n i tF φφφ∆+=此格式为一阶格式()i n n i tF φφφφ∆+−=−231341此格式为二阶隐式格式。

全隐格式的优点是它关于时间步无条件稳定。

显式时间积分当使用耦合显式解算器时可以用二阶方法。

该方法在当前的时间步中估计F(f)的值： ()n nn F t φφφ=∆−+1它被称为显式积分，这是因为f^n+1可以根据已有的解f^n 来明确表示：()n n n tF φφφ∆+=+1（该方法和RAMPANT 中的全局时间步方法等价。

）在这里，时间步D t 受到解算器稳定性极限的限制（即：时间步对应的courant 数近似为1）。

为了保证时间精度，区域内所有的单元都必须使用相同的时间步。

出于稳定性考虑，时间步必须是区域内所有当地时间步的最小值。

显式时间步的使用时有很多限制的。

它主要用于捕捉移动波（如激波）的过渡行为，这是因为在这种情况下，它比隐式时间步更精确也更省时。

在下面的几种情况中，你不可以使用显式时间步进：z 使用分离或者耦合隐式解算器时。

显式时间步形式只能用在耦合显式解算器中。

z 不可压流动。

显式时间步不能用于计算时间精度不可压流动（即：除了理想气体的气体定律）。

在每一个时间步内，不可压解必须迭代直至收敛。

z 收敛加速。

FAS 多重网格和残差光滑不能用于显式时间步进，这是因为它们破坏了解算器的时间精度。

时间相关问题的用户输入要解决时间相关问题，请遵循下面的步骤：1. 在解面板中激活非定常选项（下图），并指定所需要的非定常形式。

菜单：Define/Models/Solver...。

Figure 1: 非定常计算的解算器面板一阶隐式格式对于大多数问题已经足够了。

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：前处 理 gambit 软件Fluent6.0 Fluent5.5&4.5 Fidap Polyflow Mixsim Icepack 通用软件专用软件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:\usersa）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。

FluentUDF中⽂教程1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：●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。

●在每次迭代的基础上调节计算值●⽅案的初始化●（需要时）UDF的异步执⾏●后处理功能的改善●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。

第四章DEFINE宏本章介绍了Fluent公司所提供的预定义宏，我们需要用这些预定义宏来定义UDF。

在这里这些宏就是指DEFINE宏。

本章由如下几节组成：• 4.1 概述• 4.2 通用解算器DEFINE宏• 4.3 模型指定DEFINE宏• 4.4 多相DEFINE宏• 4.5 离散相模型DEFINE宏4.1 概述DEFINE宏一般分为如下四类：•通用解算器•模型指定•多相•离散相模型(DPM)对于本章所列出的每一个DEFINE宏，本章都提供了使用该宏的源代码的例子。

很多例子广泛的使用了其它章节讨论的宏，如解算器读取（第五章）和utilities (Chapter 6)。

需要注意的是，并不是本章所有的例子都是可以在FLUENT中执行的完整的函数。

这些例子只是演示一下如何使用宏。

除了离散相模型DEFINE宏之外的所有宏的定义都包含在udf.h文件中。

离散相模型DEFINE宏的定义包含在dpm.h文件中。

为了方便大家，所有的定义都列于附录A中。

其实udf.h头文件已经包含了dpm.h文件，所以在你的UDF 源代码中就不必包含dpm.h文件了。

注意：在你的源代码中，DEFINE宏的所有参变量必须在同一行，如果将DEFINE声明分为几行就会导致编译错误。

4.2 通用解算器DEFINE宏本节所介绍的DEFINE宏执行了FLUENT中模型相关的通用解算器函数。

表4.2.1提供了FLUENT中DEFINE宏，以及这些宏定义的功能和激活这些宏的面板的快速参考向导。

每一个DEFINE宏的定义都在udf.h头文件中，具体可以参考附录A。

•DEFINE_ADJUST (4.2.1节)•DEFINE_INIT (4.2.2节)•DEFINE_ON_DEMAND (4.2.3节)•DEFINE_RW_FILE (4.2.4节)• 4.2.1 DEFINE_ADJUST• 4.2.2 DEFINE_INIT• 4.2.3 DEFINE_ON_DEMAND• 4.2.4 DEFINE_RW_FILE4.2.1 DEFINE_ADJUST功能和使用方法的介绍DEFINE_ADJUST是一个用于调节和修改FLUENT变量的通用宏。

P6计划你的CFD分析当你决定使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。

当你计划一个CFD 工程时，请利用提供给FLUENT 使用者的技术支持。

.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8．指定边界条件9．调节解的控制参数10．初始化流场11．计算解12．检查结果13．保存结果14．必要的话，细化网格，改变数值和物理模型。

P14网格检查是最容易出的问题是网格体积为负数。

如果最小体积是负数你就需要修复网格以减少解域的非物理离散。

你可以在Adapt 下拉菜单中选中Iso-Value...来确定问题之所在，其它关于网格检查的信息请参阅“网格检查”一章。

P84数值耗散多维条件下主要的误差来源就是数值耗散又被称为虚假耗散（之所以被称为虚假的，是因为耗散并不是真实现象，而是它和真实耗散系数影响流动的方式很类似）。

关于数值耗散有如下几点：1. 当真实耗散很小时，即对流占主导地位时，数值耗散是显而易见的。