CFD学习心得

CFD总结一CFD是英文computational Fluid Dynamics（计算流体力学）的简称。

它是伴随着计算机技术和数值计算技术的发展而发展的。

简单地说，CFD相当于虚拟的在计算机内做实验，用它模拟仿真实际流体的流动情况。

而其基本的原理是数值求解控制流体的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动的情况。

即CFD=流体力学+热学+数值分析+计算机科学。

流体力学就不用多说了，很多专业都要用到，主要的概念有层流和湍流，牛顿流体和非牛顿流体等等。

热学包括热力学和传热学。

数值分析就是如何用计算机解人工很难完成的计算，如何处理无解析解得方程。

计算机科学主要是计算机语言，如c、fortran）还包括一些图形处理技术，如在后处理，为了使用户对结论有一个很直观的认识，就需要若干图表。

以下就对经常在CFD使用的软件做简单的介绍。

一、CFD的结构：1、提出问题——流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多项流；可压、不可压……），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）2、分析问题——建模——N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。

3、解决问题——差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。

4、成果说明——形成文字，提交报告，赚取应得的回报。

二、CFD实现过程：（一）建模——物理空间到计算空间的映射。

主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。

一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。

相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。

可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！三维：1、CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。

学习CFD差不多四年了，所谓学而不思则罔，我觉得很有必要停下脚步，仔细思量下一步该如何走。

总感觉CFD像是算命，CFDer就像是算命先生。

用少量的信息去推知未知信息。

不知道什么时候听到的一句关于数学用途的话，“数学的作用是预测”，当时是嗤之以鼻的，但是现在想想，还真是那么一回事儿。

我们不管是研究什么，最终的目的都是预测，以已知预测未知。

理论研究也好，试验研究也罢，都没办法跳脱这个圈子。

我们究竟该以一种什么样的态度去对待CFD？CFD在我们的科研工作中应当处于一个什么样的地位？CFD是将数值计算技术与流体动力学相结合的一门交叉学科。

我个人认为，流体力学应当处于一个主要未知，数值计算是其辅助作用的。

换一个角度，流体力学是目的，数值计算是手段。

我们最终要解决的是关于流体力学方面的问题。

因此，在我们的学习过程中，应当将流体力学当做主要的内容，各种流体现象的物理解释、数学描述都应当了然于胸，这样在计算过程中才不至于迷失方向。

而数值计算作为一个工具，一个解决流体力学问题的手段，更多的反应到了我们所使用的软件中。

不管是商用软件也好，自己编程实现也罢，最终目的无非是求解我们所定义的物理过程的数学方程。

现在的大部分硕士生，都处于利用软件阶段。

我碰到很多人问我到底CFD该如何学习，很多时候我都不会跟他们就这个问题进行深谈，一方面，我自己对于CFD的理解还不深，我怕误人子弟。

另一方面，其实我自己都是在走弯路，甚至现在都还在走。

由于目前的商用C FD软件通常都是英文的，对于英语基础不太好的人来讲，学好这么一款英文的软件的确是一件很费心的事情。

我学软件的方式与大多数人可能不同，我喜欢从软件帮助的tutorial开始，通过大量的例子练习达到熟悉软件的目的，在对软件熟悉了之后，再从软件帮助开始，进而学习软件的工作原理。

这种学习方式的一个最大优点在于入门快，通常一个星期就能使用软件，然而一个却存在一个极大的缺陷，基础部牢靠。

遇到问题喜欢依葫芦画瓢，却不知其所以然。

CFD学习报告一、几何建模本次CFD学习报告采用FLUENT中自带有的蒸发/冷凝模型，模拟制冷剂在热管中蒸发与冷凝过程，由于涉及两相的质量与能量转换问题，较为复杂，因此为保证能顺利模拟，不使用UDF，而使用FLUENT中提供的两相流模型，FLUENT中提供的两相流模型有：VOF模型（Volume of Fluid Mode），混合模型（Mixture Model），和欧拉模型（Eulerian Model），这里使用mixture 两相流模型进行模拟。

1、模型描述图1-1 模型简图模型几何结构较为简单，如图1-1所示。

计算域热管的高度为100mm，宽10mm,倾斜角40°，热管分为三个部分，即：加热段、冷凝段、绝热段。

顶部冷凝段边界为璧面，底部加热段边界亦为璧面。

2、模拟参数描述加热段加热温度500k,冷凝段温度300k,中间绝热的为绝热条件，与外界不换热。

热管模型工作介质为水。

热管内垂直方向的工作介质页面高度20mm.3、建模由于模型比较简单，可直接使用icem建立模型，也可使用CAD建模软件建模，本次使用inventor2017建立模型，过程不再赘述，只叙述建模过程中发现的几点问题：一是在建模过程中应当将模型建立在X-Y平面，否则不能正常划分网格。

二是应该注意模型的最左端最好置于坐标原点，以便在fluent或者icem中确定模型尺寸，方便后续操作。

三是建模完毕之后，要先在inventor2017生成面片，再导出模型。

二、网格划分1、导入模型打开iceman，导入几何模型，先对模型进行修复，去除多余的拓扑信息。

2、part划分模型只需划分三个part，加热段新建part，命名为hot-wall，冷凝段为cool-wall，绝热段为璧面边界条件wall。

3、网格划分全局网格尺寸设置为0.3，分别设置热管长度方向和宽度方向的节点数量为400和40。

选择surface网格，点击计算，自动划分面网格，网格如下图2-1 网格划分4、网格质量检查一般而言，网格质量大于0.3，即可满足工程计算要求，点击网格质量检查，结果如下图2-1 网格质量如图所示，网格最小质量为0.43，大于0.3，表明网格质量较好，满足计算要求。

CFD创新研修报告1．摘要CFD软件(Compu tat ional F lu id Dynamics, 即计算流体动力学, 简称CFD [ 1 ] )是目前国际上一个强有力的研究领域, 是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术, 广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学工业、化工处理工业、涡轮机设计、半导体设计、HAVC&R 等诸多工程领域, 板翅式换热器设计是CFD 技术应用的重要领域之一。

2．CFD简介：CFD，即计算流体动力学，是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。

它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。

计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。

计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。

是目前国际上一个强有力的研究领域, 是进行传热、传质、动量传递及燃烧、多相流和化学反应研究的核心和重要技术, 广泛应用于航天设计、汽车设计、生物医学工业、化工处理工业、涡轮机设计、半导体设计、HAVC&R 等诸多工程领域, 板翅式换热器设计是CFD 技术应用的重要领域之一。

3.流体力学基本方程3.1连续性方程定常流动时：不可压流动时：)()()(=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂zwyvxutρρρρ)(=∂∂+∂∂iixutρρ)(=∂∂iixuρ=∂∂iixu3.2动量方程不可压流动时：忽略彻体力：3.3能量方程 雷诺应力：湍流能：4 湍流模型湍流模型，就是以雷诺平均运动方程与脉动运动方程为基础，依靠理论与经验的结合，引进一系列模型假设，而建立起的一组描写湍流平均量的封闭方程组。

CFD为何物？CFD其实只是一个缩写，它的全称是Computational Fluid Dynamics，翻译成中文为“计算流体动力学〞，国内习惯称之为计算流体力学。

在这里可以分析一下它的名字。

首先它是流体动力学。

我们知道，流体力学分为静力学和动力学两种。

静力学研究的是流体静止条件下的状态，而动力学那么表示流体在流动过程中的运动状态。

既然是流体动力学，当然研究的是流体的运动。

流体运动起来了之后，由于我们的研究对象处于宏观状态，所以可以应用牛顿第二定律。

其实NS方程都可以从牛顿第二定律推导。

守恒定律是普遍通用的，通过从质量守恒、能量守恒、动量守恒的角度对流体微团进行分析，可以从流体流动过程中抽象出数学方程。

那么如何计算呢？本来CFD的控制方程是封闭的，5个方程〔1个质量守恒方程、3个动量守恒方程、1个能量守恒方程〕，5个未知数〔u、v、w、P、T〕，理论上是可以直接离散形成封闭的代数方程组进行求解，然而不幸的是，这5个方程是高度非线性的，再加上流体流动中形成的湍流涡尺度相差过大〔最小涡和最大涡尺寸相差太大〕，因此如果直接对控制方程离散求解的话，那么要求模型网格尺寸足够的小〔小于最小涡尺寸，现实中最小涡尺寸非常小〕，这样无疑极大的增加计算量，以至于无法在工业应用中进行推广。

于是人们想出了采用雷诺平均NS方程〔RANS〕，将湍流中的速度脉动进行平均。

由于引入了新的变量，结果导致控制方程不封闭。

人们为了使控制方程重新封闭，引入了湍流模型，湍流模型虽然是对湍流状态的一种假设，但是确实解决了直接模拟过于浪费计算时间的问题，因此在工业上得到了广泛的应用。

最主要的优势莫过于CFD能大幅降低试验本钱。

CFD通常都是利用计算机进行模拟，因此减少了试验设备需求。

更突出的优势在于，CFD中的模型可以根据需要随时修改。

另一个不得不提的优势在于，很多不可重现、或重现代价非常大的情况，可以用CFD进行再现。

如火灾、爆炸、一些自然灾害等。

CFD学习报告姓名段蒙学号 M201370932完成日期 2014 年4月17日华中科技大学CFD学习报告一、几何建模以《计算流体动力学及其应用》课本上166页处例子为参考，利用GAMBIT 进行三维建模，具体问题为：冷水和热水分别自混合器两侧沿水平切方向流入，在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管，最后流入大气。

混合器如图1.1所示，图 1.1 混合器示意具体绘图过程为：1.创建混合器主体：高度为8，半径为10；2.创建混合器的切向入流官：半径为1，长度为10，并对创建好的入流官进行180度关于Z轴对称复制；3.将三个圆柱体合并为一个整体；4.创建混合器主体下的圆锥：高度为5，小端半径为1，大端半径为10，方向Z 轴反向；5.创建出流小管：高度为5，半径为1；6.将混合器的上部、圆锥部分以及下部出流小管合并为一个整体；上述步骤完成后所得的图如图1.2所示。

二、网格划分：1.对混合器内部流动区域划分网格：Spacing 选择Interval size ，并填入0.5，所得如图2.1所示2.检查网格划分情况：利用Examine Mesh 功能查看底部圆锥面的网格划分情况图1.2 混合器整体配置图图 2.1 混合器内部流动区域的网格如图2.2所示图2.2 混合器底部圆锥面的网格划分情况3.设置边界条件：①指定边界类型：将两个入流管分别命名为inlet-1和inlet-2，类型为VELOCITY_INLET；出流管命名为outlet，类型设为PRESSURE_OUTLET；②指定区域类型：Action设为Add,Name中输入FLUID,选择所有体。

4.输出网格文件：输出网格文件为1.mesh三、求解计算启动fluent软件，选择3d,进行三维计算，步骤如下：1.检查网格并定义长度单位:①导入网格文件1.mesh；②选择Grid/Check命令，结果反馈如图3.1所示；③光顺网格；④确定长度单位：选择Grid/Scale命令，单位选择cm；⑤显示网格：如图3.2所示2.确定计算模型：①设置求解器：Slover 选择Pressure Based ，Formulation 选择Implicit ，Space 选择3D ，Time 选Steady ；②启动能量方程；③选择湍流模型：选择k-epsilon[2 eqn];3.定义材料属性：water-liquid4.设置边界条件：①inlet-1速度为1m/s,湍流强度为5，入流口直径为2，温度为320；②inlet-2速度为1m/s,湍流强度为5，入流口直径为2，温度为280；③设置出流口的边界条件：Gauge Pressure 设为0，湍流强度和水力直径分别为10和2，温度为300图3.1 网格检查情况图3.2 fluent 中显示网格5.设置求解器参数：①设置求解器：Pressure 设为0.3，Density 设为1，Body Forces 为1，Momentum 为0.7；②求解初始化；③设置残差监视器：Option 选择Plot6.保存Case 文件为1.cas7.迭代求解计算：次数选为200次，迭代接近200时，计算收敛，曲线图如图3.3所示。

0 起因接触Fluent这款软件不到两年。

在此之前一直在使用CFX。

CFX的使用时间其实也不到三个月，伴随着项目的结束也自然的放下了。

再那之前，我甚至还不知道什么是CFX，什么是CFD。

研一的一整年基本上没去过实验室，整天就是在教室或寝室中度过，上课之余玩玩游戏，我以为研究生三年就会这么度过，日子过得很空虚。

我的真正导师并没有什么项目，说出来也许很好笑，在整个研一一年里，我都没有见过他，可以说是一个传奇中的人物，他将我委托给另外一个老师。

当时我不知道这些情况，是后来老师告诉我的我才明白。

先不讲这些无关的。

当时虽然每天上上课打打游戏，表面上看起来日子过得很惬意，其实玩过游戏的人都清楚，玩的时候感觉很过瘾，退出来感觉更无聊。

我当时也是那样，看到其他同学在学习之余跟着老师做项目，学习一些新的东西，其实心里也是蛮羡慕的。

08年4月的一天，老师(不是我的导师，是带我的那位老师)突然打电话让我去他办公室，想和我谈谈。

我当时心情有点紧张还有点期盼。

不到半个小时，我来到老师的办公室，老师五十多岁了，挺和蔼可亲的，几句话就让我放松下来了，然后他问我：“你这三年有什么打算？”。

我当时不知道如何回答，想了半天，说了一句：“老师，我不想像现在这样整天混下去了”。

老师说：“你该进实验室了！”。

那时候不像现在实验室的电脑多得找不到人使用，其实那时电脑还是勉强够研二研三的使用。

第二天，我去了实验室，看了下具体情况，由于我本人性格比较内向，不善于与别人交流，所以看到实验室的位置不够后，连老师的正牌研一的学生都没有位子，我觉得我还是等两个月后研三的毕业了腾出地方了再进实验室了。

其实老师和我谈话的时候问了一下我的基础怎么样，还说实验室现在基本上搞的都是流体，问我有没有兴趣往流体方向发展。

我现在都记不大清楚当初是怎么回答的了，大概意思好像是没问题。

我这个人平时喜欢挑战，可能是无知者无畏吧，当时我对流体模拟是什么都不知道，连流体力学都没有接触过。

偶也说一点。

偶原来是做实验的，CFD和NHT上课学过一点，没学到什么东西。

研究生毕业前半年，觉得身为流体机械的master不懂CFD没脸见人，于是就自己再学。

说实话，教材，当时觉得没有一个是很系统明了的。

所看的书基本是北航的《计算流体力学基础》（忘了作者）、《计算流体动力学》（马铁尤），这两个比较老，主要着重于可压缩流的计算。

较新的可压缩流计算可以看看《应用计算流体力学》（朱自强）和《叶轮机械跨声速及亚声速流场的计算方法》（清华的王保国）。

《数值传热学》（陶文铨）、《计算传热学的近代进展》（陶文铨），主要着重于不可压流的计算。

此外还有吴子牛的一本书，不记得名字，思路清晰，简明扼要。

刘超群的一本多重网格法的专著，附带的源代码很多，即使不作多重网格，也是很有价值的。

因为没有老师，所以看书就没有什么章法，看不懂就跳过，往后看，说不定就懂一点，然后回头重新看。

没事就看看，仔细看，多了就明白了。

还可以在internet 上搜索老外的教材和lecture notes。

初学CFD，最忌急躁。

很多看不懂是正常的，指望全部内容一次看懂是不可能的（这不是看小说）。

看上一段时间，大概几个月，看多了，脑子里面的概念就系统了。

很重要的是这两大类（可压/不可压）的计算方面的一些重要的区别和特点，主要体现在方程组形式、求解方式、边界条件的处理、物理上的着重点等等。

这些概念很重要，即使不编程，实用商业软件的时候如果没有清晰的概念，就会在求解设置上犯错（有人算跨音速喷管居然用常密度气体，典型的基本概念不清）。

肯定会碰到大量的公式的。

没别的，硬着头皮看，但是脑子要清醒，不能晕。

如kaisa说，就是那么几个守恒关系（质量、动量、能量、组分……）。

而且这些公式都是一个形式——对流扩散方程，搞清楚那些是流动项（对流项），那些是扩散项，那些是源项，这样主干就清晰了。

枝节的问题相对杂一些，那只能硬着头皮读。

如果着重于利用商业软件解决问题，只要有足够的基本概念就可以参考软件的文档很快入门了。

通过cfd课程设计学到了一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计算流体动力学（CFD）的基本原理，掌握流体力学的基本方程和数值解法。

2. 学生能够运用CFD软件进行简单的流体分析，包括流场模拟、压力分布和速度分布的计算。

3. 学生能够识别并解释CFD模拟结果，分析流体现象背后的物理机制。

技能目标：1. 学生能够操作CFD软件，进行模型的构建、边界条件的设置和计算参数的选择。

2. 学生能够运用CFD工具解决实际问题，设计简单的流体机械结构，并对其性能进行预测和分析。

3. 学生通过CFD课程设计实践，培养解决复杂工程问题的能力，包括数据采集、模型建立、计算分析到结果解释的完整流程。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对流体力学和CFD技术的兴趣，认识到其在工程领域的重要应用价值。

2. 学生通过小组合作完成课程设计，增强团队合作意识，培养解决实际问题的责任感和成就感。

3. 学生在学习过程中，形成批判性思维，能够对CFD模拟结果进行合理的质疑和深入探索。

课程性质分析：本课程设计旨在结合高年级学生的理论基础和实践需求，通过CFD软件应用，深化对流体力学理论的理解，同时培养学生运用现代工具解决实际问题的能力。

学生特点分析：考虑到学生已具备一定流体力学基础，课程设计将注重理论与实践的结合，提高学生的实际操作能力。

同时，针对高年级学生的认知水平，设计具有挑战性的问题和项目，激发学生的探究兴趣。

教学要求：1. 教师需提供明确的教学指导和案例，确保学生掌握CFD基本原理和操作技能。

2. 教学过程中应注重学生个体差异，提供差异化指导，以适应不同学生的学习需求。

3. 教学评估应基于具体的学习成果，确保课程目标的实现和学生的全面发展。

二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节展开：1. 流体力学基础理论复习：涉及流体力学基本方程（纳维-斯托克斯方程）、边界层理论和湍流模型，为学生提供CFD分析的理论基础。

借宝地写几个小短文，介绍CFD的一些实际的入门知识。

主要是因为这里支持Latex，写起来比较方便。

CFD，计算流体力学，是一个挺难的学科，涉及流体力学、数值分析和计算机算法，还有计算机图形学的一些知识。

尤其是有关偏微分方程数值分析的东西，不是那么容易入门。

大多数图书，片中数学原理而不重实际动手，因为作者都把读者当做已经掌握基础知识的科班学生了。

所以数学基础不那么好的读者往往看得很吃力，看了还不知道怎么实现。

本人当年虽说是学航天工程的，但是那时本科教育已经退步，基础的流体力学课被砍得只剩下一维气体动力学了，因此自学CFD的时候也是头晕眼花。

不知道怎么实现，也很难找到教学代码——那时候网络还不发达，只在教研室的故纸堆里搜罗到一些完全没有注释，编程风格也不好的冗长代码，硬着头皮分析。

后来网上淘到一些代码研读，结合书籍论文才慢慢入门。

可以说中间没有老师教，后来赌博士为了混学分上过CFD专门课程，不过那时候我已经都掌握课堂上那些了。

回想自己入门艰辛，不免有一个想法——写点通俗易懂的CFD入门短文给师弟师妹们。

本人不打算搞得很系统，而是希望能结合实际，阐明一些最基本的概念和手段，其中一些复杂的道理只是点到为止。

目前也没有具体的计划，想到哪里写到哪里，因此可能会很零散。

但是我争取让初学CFD 的人能够了解一些基本的东西，看过之后，会知道一个CFD代码怎么炼成的（这“炼”字好像很流行啊）。

欢迎大家提出意见，这样我尽可能的可以追加一些修改和解释。

言归正传，第一部分，我打算介绍一个最基本的算例，一维激波管问题。

说白了就是一根两端封闭的管子，中间有个隔板，隔板左边和右边的气体状态（密度、速度、压力）不一样，突然把隔板抽去，管子内面的气体怎么运动。

这是个一维问题，被称作黎曼间断问题，好像是黎曼最初研究双曲微分方程的时候提出的一个问题，用一维无粘可压缩Euler方程就可以描述了。

这里这个方程就是描述的气体密度、动量和能量随时间的变化（）与它们各自的流量（密度流量，动量流量，能量流量）随空间变化（）的关系。

CFD数值模拟原理课程总结CFD 数值模拟原理课程总结随着近代科学技术的进步，在绝大部分的研究领域内，人们对常见现象的理论研究已达到了一个崭新的境界，如力学、新材料设计的超分子建筑学、统计物理学、流体力学、传热学、化学反应流等。

与此同时，这些数学物理方程、理论模型或经验模型，在大量的实验研究及工程应用中得到证实。

为了在实际工程运用中能更加直观简洁的描述流体在流场中的流动情况，CFX 软件系列中的CFD ，PRO-E 等软件就能系统的解决流体的数值模拟问题。

CFD 的基本理论基础与流体力学理论基础相似，质量守恒方程，动量守恒方程(牛顿运动定律)和能量守恒方程(热力学第一定律)是CFD 理论的基石和核心。

以下为粘性流体流动的基本方程组：(1)连续性方程： (2)动量方程：(3)能量方程：(4)质量组分分数方程：在粘性流体流动的系统中，以上四个方程构成的方程组是叩开理论流体力学实际问题的基础，同时在CFD 软件运用开发过程中起着理论核心的作用。

二、网格计算中的对流——扩散方程的差分格式分析网格计算中的基本物理概念(1)节点：需要求解未知物理量的空间几何位置；(2)控制容积：空间实体的面积或体积；(3)界面：控制容积之间的分界面；(4)网格线：连接各节点之间的连线。

对于均匀网格，内节点与外节点在区域内的分布趋于一致，仅在坐标轴方向错位半个网格空间；对于不均匀网格计算，内节点永远在控制容积中心，而外节点的界面永远位于两相邻点的中间位置。

在实际工程运算中，内节点网格计算处理特变物理现象比较容易，外节点状态。

由能量守恒微分方程可以推出差分方程，根据工程应用数学所学知识，运用Taylor 展开得到差分方程。

在均匀的网格中，对一维方程，采用不同的离散形式，可以得到相同的差分方程。

但是，这不是普遍现象。

一般情况下，有差别，计算结果的准确度也不有差别。

运用Taylor 展开易于进行数学分析，其缺点是物理概念不清,计算()()0=??+i i i i i t u ρε?ρε?()()()i g s i i i i i i i i i Sc P t +-+?-=??+u u u u u βερε?ρε?()()()i g s i i i i i i i i i Sc P t+-+?-=??+u u u u u βερε?ρε?()()()()∑∑==-+-=?Γ-??+Np j ik ji jk ij Np j ik i jk j k ij ik i ik ik i i i ik i i Y m Y m Y Y Y Y t Y 11ρρβαρα?ρα?u的结果可能违背基本的物理定律。

网格质量与那些因素有关？网格质量本身与具体问题的具体几何特性、流动特性及流场求解算法有关。

因此，网格质量最终要由计算结果来评判，但是误差分析以及经验表明，CFD 计算对计算网格有一些一般性的要求，例如光滑性、正交性、网格单元的正则性以及在流动变化剧烈的区域分布足够多的网格点等。

对于复杂几何外形的网格生成，这些要求往往并不可能同时完全满足。

例如，给定边界网格点分布，采用Laplace方程生成的网格是最光滑的，但是最光滑的网格不一定满足物面边界正交性条件，其网格点分布也很有可能不能捕捉流动特征，因此，最光滑的网格不一定是最好的网格。

对计算网格的一个最基本的要求当然是所有网格点的Jacobian必须为正值，即网格体积必须为正，其他一些最常用的网格质量度量参数包括扭角（skew angle）、纵横比（aspect ratio、Laplacian）、以及弧长（arc length）等。

通过计算、检查这些参数，可以定性的甚至从某种程度上定量的对网格质量进行评判。

Parmley等给出了更多的基于网格元素和网格节点的网格质量度量参数。

有限元素法关于插值逼近误差估计的理论，实际上也对网格单元的品质给出了基本的规定：即每个单元的内切球半径与外切球半径之，应该是一个适当的，与网格疏密无关的常数CFD里的数值粘性数值粘性的根源从可压缩无粘流有限体积法说起为。

最初有限体积法中是假设cell内部物理量的值是均匀分布的，也就是说cell内部所有点的状态都是一样的。

如果在这样cell交界面上采用精确解法（如精确Remann解法），求出来的解当然和真解不同，激波被抹平了。

这时候误差来源于上面说的均匀分布近似。

事实上，激波被抹平的唯一解释是数值粘性的存在。

因此所以完可以得出结论，均匀分布近似带来了数值粘性。

事实上这一点也有理论上的证明。

经验上分析，均匀分布近似必然会使得cell内部理论上非均匀分布的物理量被强制的均匀“再分配”，相当于人工粘性，即数值粘性。

CFD工具使用总结CFD(computational fluid dynamics)是用来研究流体流动和传热过程的分析工具，它提供一种低成本模拟真实流动的方法，是实验和理论流体力学的中间桥梁，也已经被广泛使用。

商业CFD软件包可以由GAMBIT和FLUENTL两个组合形成。

顺便说一下，装GAMBIT前先安装Exeed。

下面就如何使用CFD软件进行流体流动力学的计算来简要总结：一、GAMBIT的介绍打开装好后的工具界面如下：可以在启动面板里设置工作路径和id号（便于搜索）。

GAMBIT用户界面分为七个部分：菜单栏、视图、命令面板、命令显示窗、命令解释窗、命令输入窗和视图控制面板。

菜单栏菜单栏位于操作界面的上方，其最常用的功能就是File命令下的New、Open、Save、Save as和Export等命令。

这些命令的使用和一般的软件一样。

Gambit可识别的文件后缀为.dbs，而要将Gambit中建立的网格模型调入Fluent使用，则需要将其输出为.msh文件(file/export)。

视图和视图控制面板Gambit中可显示四个视图，以便于建立三维模型。

同时我们也可以只显示一个视图。

视图的坐标轴由视图控制面板来决定。

下图显示的是视图控制面板。

视图控制面板中的命令可分为两个部分，上面的一排四个图标表示的是四个视图，当激活视图图标时，视图控制面板中下方十个命令才会作用于该视图。

同时，我们还可以使用鼠标来控制视图中的模型显示。

其中按住左键拖曳鼠标可以旋转视图，按住中键拖动鼠标则可以在视图中移动物体，按住右键上下拖动鼠标可以缩放视图中的物体。

命令面板命令面板是Gambit的核心部分，通过命令面板上的命令图标，我们可以完成绝大部分网格划分的工作。

下图显示的就是Gambit的命令面板。

从命令面板中我们就可以看出，网格划分的工作可分为三个步骤：一是建立模型，二是划分网格，三是定义边界。

这三个部分分别对应着Operation区域中的前三个命令按钮Geometry(几何体)、mesh（网格）和Zones（区域）。

CFD培训心得体会2018年3月31日至4月2日，我在北京了参加计算流体动力学(Computatio-nal Fluid Dynamics，CFD)的培训，十分感谢室领导给我这次外出学习的机会。

3天时光的培训虽很短，但从中学到的知识却使我受益匪浅，受益良多，使我更深刻的认识到了CFD的强大之处，在很大程度上开拓了我的眼界、增强了自我的业务潜力，同时也认清了自身离一个优秀的CFD使用者之间所存在的差距，明确了自我今后的学习发展方向，为今后的学习和业务技能培训奠定了坚实的基础。

现将外出培训学习所学总结如下：1、对CFD及其软件模块有了进一步的认识：计算流体力学可用于多相流、化学组分流、多物理场耦合、一般流动问题、流体换热问题、运动部件等应用领域的问题。

具体到常用的软件模块有SCDM，ICEM，fluent等。

这些模块都有各自擅长的领域，并且相互之间是可以进行互联互通的。

SCDM模块的使用，主要用于三维几何建模，功能和使用操作方面类似于常用的三维建模软件。

ICEM软件模块主要用于网格的划分，网格划分是一项细致活儿，可以毫不夸张的说这是一门艺术。

因为工程计算上多采用成熟的程序或商业软件作为求解器，只要设置好初始条件、物理参数和收敛条件，计算工作基本上由计算机来完成。

网格的生成工作约占整个项目周期的80%～95%，生成一套高质量的网格将显著提高计算精度和收敛的速度，对于复杂模型，网格划分显得尤为重要。

fluent模块具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，并且还随着其软件的升级而进一步的完善和丰富。

可用于计算的物理问题包括可压与不可压流体、耦合传热、热辐射、多相流、粒子输送过程、化学反应和燃烧问题。

还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相传介质、非牛顿流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大批复杂现象的使用模型。

2、业务技能方面有了进一步提高：在这几天里，我们进行了ICEM-CFD网格划分与Fluent通用技术培训，主要内容有CFD基础、应用场合以及基本的工作流程，看老师操作和自己操作是并一回事，这是一门十分重视实操的软件注重理论学习，理论知识得到充实：以前看书的时候总想着看完就完了，也就是为了应付某个考试而看，可透过这次培训，使我认识到医学领域里的理论知识就好比盖房子打的地基一样，需要相当的牢固、扎实。

CFD学习心得第一篇：CFD学习心得关于网格的几个误区尽管当前出现了不少使用无网格方法的FEA及CFD代码，但是网格划分依然是大多数CAE工作者们最重要的工作任务，对于高质量网格生成的重要性怎么强调都不过分。

但是如何生成高质量的或更精细的网格呢？查看网格生成软件所输出的网格质量报告是最基本的方式，使用者还需要对网格是否适用于自己的物理问题做出自己的判断。

不幸的是，使用者对于“好网格”存在很多的误区。

如今已经很难在工程学科中找到关于网格划分方面的课程，数值算法在大多数工程学科中成了选修课程。

因此，新生代CAE使用者对于网格在CAE系统中的工作机理方面的欠缺也不足为怪了。

这里有5个最主要的误区：误区1：好的网格必须与CAD模型吻合越来越多的CAE使用者来自于原来的设计人员，他们在CAD方面受到了良好的培训，因此他们倾向于CAE模型体现所有的几何细节特征，他们认为更多的细节意味着计算结果能够更加贴近于真实情况。

然而这种观点是不正确的，好的网格是能够解决物理问题，而不是顺从CAD模型。

CAE仿真的目的是为了获取物理量：应力、应变、位移、速度、压力等。

CAD模型应当是从物理对象中提取的。

大量与物理问题不相干的或对于仿真模型影响较小的细节特征在建立CAD模型之前就应当进行简化。

因此，了解所仿真的系统中的物理细节是最基本的工作任务。

好的网格应当简化CAD模型并且网格节点是基于物理模型进行布置。

这意味着：只有在充分了解所要仿真的物理系统前提下才可能划分出好的网格。

误区2：好的网格一直都是好的我们经常看到CAE使用者花费大量的心血在改变网格尺寸、拆解几何及简化几何上，以期能够获得高质量的网格。

他们仔细的检查网格生成软件输出的网格质量报告，这是很有必要的。

但是这事儿做得太过也不一定好，因为好的网格也不一定永远都好，网格的好与坏，还取决于要仿真的物理问题。

例如，你生成了一套非常好的网格，其能够很好的捕捉机翼的绕流，能够很精确的计算各种力。

传热模拟CFD总结传热模拟是一种利用计算流体力学（CFD）的方法来研究热传导、对流和辐射等传热现象的模拟分析技术。

它通过数值方法来解决传热过程中的物质运动和能量传递方程，从而预测和优化设备和系统的热流动性能。

因为涉及到传热的过程非常复杂和多样化，所以传热模拟CFD技术有着广泛的应用领域，如航空航天、能源、化工、建筑等。

传热模拟CFD技术的优势之一是它可以实现对传热过程中的细节和复杂性进行精确的数值分析。

通过建立合适的数学模型，对流场和温度场等物理现象可以进行精确的计算和预测。

这意味着研究人员可以更好地理解传热过程中的机制和规律，为设计和优化传热设备和系统提供更准确的依据。

传热模拟CFD技术的另一个优点是它可以帮助研究人员在更短的时间内完成复杂的传热分析。

相比于传统的实验方法，传热模拟可以大大缩短研究周期。

研究人员可以通过改变模型的几何形状、材料属性和工况参数等，快速获得不同传热条件下的结果。

这使得传热模拟成为了工程设计和优化的重要工具，为实际问题的解决提供了有效的方法。

然而，传热模拟CFD技术也存在一些挑战和局限性。

首先，它对计算资源要求较高。

由于传热模拟涉及到对大量的计算和存储资源的需求，因此需要有足够的计算机性能才能进行繁重的计算。

而对于一些复杂的传热问题，可能需要使用并行计算或高性能计算集群等更先进的技术。

另外，传热模拟CFD技术还存在模型建立的难题。

为了得到准确的结果，需要建立合适的物理模型和数学模型。

但是在实际应用中，可能会遇到模型参数估计和验证的问题。

对于一些复杂的传热现象，可能需要进行更多的实验验证，以确保模型的准确性和可靠性。

此外，传热模拟CFD技术还需要考虑模型的边界条件和网格划分等问题。

这些因素直接影响传热过程的计算结果。

因此，在进行传热模拟前，需要对模型进行合理的划分和边界条件的设定，以保证结果的准确性。

总的来说，传热模拟CFD技术在传热领域有着广泛的应用和发展前景。

通过对复杂传热过程的精确分析，可以为传热设备和系统的设计和优化提供更准确的依据。