FLUENT各种求解器介绍和应用领域
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介绍计算流体力学通用软件——Fluent专业品质权威编制人:______________审核人:______________审批人:______________编制单位:____________编制时间:____________序言下载提示:该文档是本团队精心编制而成,期望大家下载或复制使用后,能够解决实际问题。
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FLUENT基础知识总结Fluent是一种专业的计算流体动力学软件,广泛应用于工程领域,用于模拟流体动力学问题。
下面是关于Fluent软件的基础知识总结。
1. Fluent软件概述:Fluent是一种基于有限体积法的流体动力学软件,可用于模拟和分析包括流体流动、传热、化学反应等在内的多种物理现象。
它提供了强大的求解器和网格生成工具,可处理各种复杂的流体问题。
2.求解器类型:Fluent软件提供了多种类型的求解器,用于求解不同类型的流体动力学问题。
其中包括压力-速度耦合求解器、压力-速度分离求解器、多相流求解器等。
用户可以根据具体的问题选择合适的求解器进行模拟计算。
3.网格生成:网格生成是流体模拟中的重要一步,它将复杂的物理几何体离散化成小的几何单元,用于计算流体动力学的变量。
Fluent提供了丰富的网格生成工具,包括结构化网格和非结构化网格。
用户可以通过手动创建网格或使用自动网格生成工具来生成合适的网格。
4.区域设置:在使用Fluent进行模拟计算之前,需要对模拟区域进行设置。
区域设置包括定义物理边界条件、初始化流场参数、设定物理模型参数等。
这些设置将直接影响到最终的模拟结果,因此需要仔细调整和验证。
5.模拟计算过程:模拟计算的过程主要包括输入网格、设置求解器和边界条件、迭代求解控制以及输出结果。
在模拟过程中,用户可以根据需要对物理模型参数、网格精度等进行调整,以获得准确的计算结果。
6.模型与边界条件:Fluent提供了多种物理模型和边界条件设置,包括连续介质模型、湍流模型、辐射模型、化学反应模型等。
用户可以根据具体问题选择合适的模型和边界条件,并根据需要进行参数调整。
7.结果分析:模拟计算结束后,用户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,可以对流动场、温度场、压力场等进行可视化展示、数据提取和统计分析。
这有助于用户深入理解流体动力学问题并作出合理的决策。
8.并发计算:Fluent支持并发计算,即使用多台计算机进行模拟计算,以提高计算速度和效率。
简要对这二者说明一下,给自己做个小总结:1、分离求解器是基于压力的求解器,Pressure Based。
具体求解过程是:按顺序逐一的求解个方程,也就是现在全部网格上解出一个方程如u动量方程,然后再解另外一个方程如v动量方程;由于控制方程为非线性且相互之间耦合,因此在得到收敛解之前要经过多轮迭代。
耦合求解器是基于密度的求解器,Density Based。
具体求解过程是:同时求解连续方程、动量方程、能量方程及组分输运方程的耦合方程组,然后再逐一的求解湍流等标量方程;由于控制方程为非线性且相互之间耦合,因此在得到收敛解之前要经过多轮迭代。
2、分离求解器只采用隐式方案进行控制方程的线性化;耦合求解器可采用隐式或显式两种方案进行控制方程的线性化。
3、分离求解器以前主要用于不可压流动和微可压流动,而耦合求解器用于高速可压流动。
现在,两种求解器都适用于从不可压到高速可压的很大范围的流动。
但是,当计算高速可压流动时,耦合求解器比分离求解器更有优势。
FLUENT默认使用分离求解器,但是对于高速可压流动、由强体积力(如浮力活着旋转力)导致的强耦合流动,或者在非常精细的网格上求解流动时要考虑使用耦合求解器。
4、耦合求解耦合了流动和能量方程,精度较高,收敛较快。
但是耦合隐式求解器占用的内存较大,约为分离求解器的1.5~2倍;耦合显式求解器虽然也耦合了流动和能量方程,但所占的内存比耦合隐式求解器的要小,当然收敛性也相应差一些。
5、在FLUENT中选择两种求解器时求解设置的不同:(1)选择基于压力的分离求解器,可以在Solution Methods中对Pressure-Velocity Coupling Scheme进行选择。
默认是SIMPLE,稳态流动可以选择SIMPLEC方法,可以使用较大的亚松弛因子而不至于求解发生不稳定;瞬态流动可以选择PISO。
基于密度的耦合求解器,没有这一项。
(2)选择基于压力的分离求解器,可以在Solution Controls中通过对Under-Relaxation Factors进行设置来控制求解过程的稳定性与收敛速度问题。
CFD软件的对比1、fluent 2006完成被ansys收购!美国,有限体积法FVM法,Fluent已经开发的产品如下:广泛应用!支持c\c++语言开发。
FLUENT6.2---基于非结构化网格的通用CFD求解器,以前的是结构网格求解器,如4.5、5.5版的;Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
基于上述思想,Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件,这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象,软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同,因此大大方便了用户。
GAMBIT——专用的CFD前置处理器(几何/网格生成),FLUENT系列产品皆采用FLUENT 公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型能力之前处理器,然后由Fluent进行求解。
Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器,为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件,是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件,其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。
FIDAP 本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。
对问题整个研究的程序,数据输入与输出的协调及应用均极有效率。
Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器,用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件,主要应用于塑料射出成形机,挤型机和吹瓶机的模具设计。
Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件,是一个专业化的前处理器,可建立搅拌槽及混合槽的几何模型,不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。
FLUENT中的求解器、算法和离散方法作为一个非科班出身的CFD工程师,一开始常常被CFD软件里各种概念搞的晕头转向。
最近终于静下心来看了看CFD 理论的书,理清了一些概念。
就此写一遍博文,顺便整理一下所学内容。
I 求解器:FLUENT中求解器的选择在如下图所示界面中设置:FLUENT中的求解器主要是按照是否联立求解各控制方程来区分的,详见下图:II 算法:算法是求解时的策略,即按照什么样的方式和步骤进行求解。
FLUENT中算法的选择在如下图所示的界面中设置:这里简单介绍一下SIMPLE、SIMPLEC、PISO等算法的基本思想和适用范围。
SIMPLE算法:基本思想如前面讲求解器的那张图中解释分离式求解器的例子所示的一样,这里再贴一遍:1.假设初始压力场分布。
2.利用压力场求解动量方程,得到速度场。
3.利用速度场求解连续性方程,使压力场得到修正。
4.根据需要,求解湍流方程及其他方程5.判断但前计算是否收敛。
若不收敛,返回第二步。
简单说来,SIMPLE算法就是分两步走:第一步预测,第二步修正,即预测-修正。
SIMPLC算法:是对SIMPLE算法的一种改进,其计算步骤与SIMPLE算法相同,只是压力修正项中的一些系数不同,可以加快迭代过程的收敛。
PISO算法:比SIMPLE算法增加了一个修正步,即分三步:第一步预测,第二步修正得到一个修正的场分布,第三步在第二步基础上在进行一侧修正。
即预测-修正-修正。
PISO算法在求解瞬态问题时有明显优势。
对于稳态问题可能SIMPLE或SIMPLEC更合适。
如果你实在不知道该如何选择,就保持FLUENT的默认选项好了。
因为默认选项可以很好解决70%以上的问题,而且对于大部分出了问题的计算来说,也很少是因为算法选择不恰当所致。
III 离散方法:离散方法是指按照什么样的方式将控制方程在网格节点离散,即将偏微分格式的控制方程转化为各节点上的代数方程组。
FLUENT中离散方法的选择在如下图所示的界面中设置:简单介绍常用的几种离散方法:一阶迎风格式/ Fisrst order upwind:一阶迎风格式考虑了流动方向,可以得到物理上看起来合理的解。
FLUENT求解器的结构以及使用方法FLUENT是一种流体动力学仿真软件,由ANSYS公司开发的。
它被广泛应用于工程领域,用于模拟、分析和优化涉及流体运动的问题。
FLUENT的结构主要包括以下几个方面:网格预处理、求解器设置、模型和边界条件、求解计算、后处理和结果分析等。
首先是网格预处理,网格是模拟流体运动的基础。
FLUENT支持多种网格类型,包括结构化网格和非结构化网格。
用户可以使用FLUENT的网格生成工具或其他第三方软件来生成网格。
在网格预处理过程中,用户需要检查网格质量,包括网格的网格精度和网格的规则性,以确保获得准确和可靠的模拟结果。
接下来是求解器设置。
FLUENT提供了多种不同的求解器选项,包括湍流模型、物理模型和辐射模型等。
用户可以根据需要选择适合的求解器。
此外,用户还可以定义计算的边界条件和其他设置参数,以便获得准确和可靠的模拟结果。
然后是模型和边界条件。
用户可以根据具体问题设置模型和边界条件。
例如,如果用户需要模拟流过一个管道的流体运动,他们可以设置管道的结构以及流体的流速、温度和其他属性等。
FLUENT提供了广泛的模型和边界条件选项,以满足不同问题的需求。
求解计算是FLUENT的核心部分。
FLUENT使用迭代方法来求解流体力学方程组。
用户可以选择不同的求解算法和计算参数,以控制求解的精度和速度。
FLUENT还提供了并行计算功能,用户可以利用多个处理器或计算机来加快求解速度。
完成求解计算后,用户可以进行后处理和结果分析。
FLUENT提供了丰富的后处理工具,可以用于可视化模拟结果、生成流线图、计算各种流体参数的统计值等。
用户可以根据需要选择并使用这些工具,以进一步分析和理解模拟结果。
使用FLUENT的方法如下所述:1.网格生成:使用FLUENT的网格生成工具或其他第三方软件生成适当的网格。
2.FLUENT软件的启动:打开FLUENT软件,加载所需的网格文件。
3.求解器设置:选择适当的求解器选项,设置相应的模型和边界条件。
fluent求解器fluent求解器介绍segregatedsolver该算法源于经典的simple算法。
它的应用范围是不可压缩流和介质可压缩流。
该算法不同时求解Navier-Stokes方程,而是通过压力修正动量方程。
该算法是一种非常成熟的算法,在应用中得到了广泛的验证。
该方法有多种燃烧、化学反应、辐射和多相流模型。
适用于汽车领域的CFD模拟。
coupledexplicitsolver该算法由fluent和NASA联合开发,主要用于求解可压缩流。
与简单算法不同,该方法同时求解整个Navier-Stokes方程组。
空间离散采用通量差分格式,时间离散采用多步龙格-库塔格式,多网格加速收敛技术。
对于稳态计算,还使用了局部时间步长和隐式残差平滑技术。
该算法稳定性好,占用内存小,适用范围广。
coupledimplicitsolver该算法不适用于所有其他商业CFD软件。
该算法还可以同时求解Navier-Stokes方程。
由于采用隐式格式,计算精度和收敛性均优于耦合显式方法,但占用内存较多。
该算法的另一个突出优点是可以求解全速度范围,即求解范围从低速流到高速流。
fluent求解方法的选择① 非耦合解;② 耦合隐式解;③ 耦合显式解,非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。
耦合求解方法则可以用在高速可压缩流动。
fluent默认设置是非耦合求解,但对于高速可压流动,或需要考虑体积力(浮力或离心力)的流动,求解问题时网格要比较密,建议采用耦合隐式求解方法求解能量和动量方程,可较快地得到收敛解。
缺点是需要的内存比较大(是非耦合求解迭代时间的1.5-2.0倍)。
如果必须要耦合求解,但机器内存不够时,可以考虑用耦合显式解法器求解问题。
该解法器也耦合了动量,能量及组分方程,但内存却比隐式求解方法小。
缺点是收敛时间比较长基于压力的解算器是从原始的单独解算器发展而来的。
依次求解动量方程、压力修正方程、能量方程、分量方程和其他标量方程,如湍流方程。
FLUENT使用FLUENT是一种在计算流体力学(CFD)领域应用广泛的计算机软件,它由美国公司ANSYS开发并维护。
FLUENT提供了一套全面的CFD解决方案,方便工程师在各种领域进行流体流动模拟和分析,例如航空航天、汽车工程、能源领域、建筑设计等。
FLUENT的主要特点是其强大的建模和模拟功能、易于使用的界面和灵活的可扩展性。
首先,FLUENT具有强大的建模功能。
它支持多种多相流、动态网格和边界层模拟等复杂流动条件的建模。
此外,FLUENT还提供了不同类型的网格生成工具,可根据具体需求生成结构化或非结构化网格。
用户可以使用自己创建的网格或导入其他软件生成的网格进行模拟。
其次,FLUENT拥有丰富的物理模型和求解器,可模拟包括湍流、传热、化学反应和动力学在内的多种物理现象。
湍流模型采用著名的k-ε、k-ωSST、LES等多种模型,可以适用不同类型的流动。
传热模型包括对流传热、辐射传热和相变传热等。
FLUENT还支持多种化学反应模型,可以模拟燃烧过程和化学反应。
此外,FLUENT还提供了多种求解器和求解方法,如隐式求解方法、迭代求解器和耦合求解器,以满足不同场景的需求。
FLUENT还具有易于使用的界面,使用户能够轻松地设置和运行流动模拟。
它提供了直观的图形界面,用户可以通过拖放和输入参数的方式设置模拟条件。
FLUENT还提供了丰富的后处理功能,用户可以通过绘图、动画、表格和报告等方式对模拟结果进行分析和展示。
FLUENT还提供了Python脚本接口,用户可以使用Python编写脚本以批处理模拟任务或自定义特定功能。
最后,FLUENT的可扩展性使其成为工程师进行CFD模拟的理想选择。
FLUENT支持在不同的硬件平台上运行,可以利用多核和集群计算加速计算过程。
此外,FLUENT还提供了多种二次开发和自定义功能的接口和插件,方便用户根据具体需求扩展其功能。
综上所述,FLUENT是一种功能强大且易于使用的CFD软件,适用于各种工程领域的流体流动分析和模拟。
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,本文将对其进行详尽介绍。
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、流淌、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。
用户可以便利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. 多标准模拟能力:Fluent可实现多标准模拟和跨标准传递分析,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具备卓越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。
用户可依据详尽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、化工等浩繁工程领域。
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,优化车身外貌,提升汽车的空气动力学效果。
fluentns方程摘要:一、引言二、fluentns 方程的背景与基本概念1.fluentns 方程的来源2.非牛顿流体的基本概念三、fluentns 方程的数学模型1.基本方程2.模型参数四、fluentns 方程的应用领域1.工业应用2.生物医学应用3.环境工程应用五、fluentns 方程的求解方法1.数值求解方法2.求解器介绍六、fluentns 方程的优缺点分析七、结论正文:一、引言fluentns 方程是一种描述非牛顿流体流动现象的数学模型,广泛应用于各种工程领域。
本文将详细介绍fluentns 方程的背景、基本概念、数学模型、应用领域、求解方法及其优缺点分析。
二、fluentns 方程的背景与基本概念1.fluentns 方程的来源:fluentns 方程起源于对非牛顿流体流动现象的研究。
非牛顿流体是一类粘度随剪切速率变化的流体,如剪切增强的沥青、剪切减弱的油漆等。
传统的牛顿流体模型已无法满足对这些非牛顿流体流动现象的描述,因此发展了fluentns 方程。
2.非牛顿流体的基本概念:非牛顿流体是指粘度不随剪切速率线性变化的流体。
非牛顿流体的粘度通常可以表示为幂律模型、Power- law 模型或Bingham 模型等。
三、fluentns 方程的数学模型1.基本方程:fluentns 方程基于Navier-Stokes 方程,描述了非牛顿流体在受力作用下的运动状态。
其基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
2.模型参数:fluentns 方程的模型参数主要包括粘度模型、模型参数等。
其中粘度模型包括幂律模型、Power-law 模型和Bingham 模型等,模型参数包括幂指数、屈服应力等。
四、fluentns 方程的应用领域1.工业应用:fluentns 方程广泛应用于各种工业领域,如石油化工、能源、制造等,用于分析和优化非牛顿流体的流动现象。
2.生物医学应用:fluentns 方程在生物医学领域也有广泛应用,如血液流动、细胞吞噬等现象的模拟。
FLUENT软件简单介绍FLUENT通过离散化求解流体的守恒方程组,通过网格划分的方式将物理领域划分为离散的单元格。
然后,根据物理方程和边界条件,通过迭代求解,得到流域内的流速、压力、温度等物理参数的分布。
FLUENT提供了丰富的数值方法和边界条件选项,可以精确模拟各种流动现象。
FLUENT的用户界面简洁友好,提供直观的操作界面和丰富的后处理功能。
用户可以通过图形界面进行模型的建立、网格划分、物理参数设置等操作。
FLUENT支持多种模式求解,包括稳态模拟、暂态模拟、多相流、传热传质等。
用户可以选择适合自己需求的模式,并通过参数调整和网格优化等方式改进模拟结果。
FLUENT支持多种求解器和网格划分工具,可以方便地适应不同的模拟需求。
求解器包括压力-速度耦合解法、稳定化解法、非定常解法等,可以解决各种流动问题。
网格划分工具包括结构化网格和非结构化网格,可以灵活适应各种几何形状和流动特性。
FLUENT还提供了丰富的后处理功能,可以对仿真结果进行可视化和分析。
用户可以生成流速矢量图、压力等值线图、温度分布图等,以直观地展示模拟结果。
同时,FLUENT还提供了多种输出选项,可以导出模拟结果进行进一步分析和处理。
除了标准的自带功能,FLUENT还支持用户自定义函数和算法,可以进一步扩展软件的功能。
用户可以通过编程接口和脚本语言,自定义边界条件、物理模型,或者开发自己的算法和求解器。
总的来说,FLUENT是一款功能强大的流体力学分析软件,具有丰富的模拟和仿真功能。
它可以模拟各种流动现象,并提供直观的可视化和后处理功能。
同时,FLUENT还支持用户自定义函数和算法,可以满足不同用户的需求。
无论是工程师、研究人员还是学生,都可以通过FLUENT来进行流体力学研究和工程分析。
百科名片Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%,凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。
它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,在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
简介Fluent算例CFD商业软件FLUENT,是通用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在转换与湍流、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。
基本特点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 前处理网格划分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。
CFD通用软件综述一、FluentFluent是ANSYS公司推出的一种流体动力学计算软件,在全球范围内被广泛使用。
它提供了强大的求解器和建模工具,可用于解决各种流体问题,包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌以及多相流等。
Fluent拥有友好的用户界面和丰富的后处理功能,使得用户可以轻松地进行模拟计算并分析结果。
二、Star-CCM+Star-CCM+是Siemens PLM Software公司开发的一款多物理场仿真软件,其中包括流体力学仿真。
它具有强大的前处理和后处理功能,能够处理各种流淌问题,包括复杂几何体、多相流淌和湍流等。
Star-CCM+的并行计算能力强大,可以利用多核处理器和计算机集群来加速计算。
三、OpenFOAMOpenFOAM是一个开源的CFD软件套件,被广泛应用于学术界和工业界。
它提供了丰富的数值模型和求解器,能够处理各种流体问题,包括不行压缩和可压缩流淌、湍流和多相流等。
OpenFOAM具有灵活的用户界面和可自定义的求解器,用户可以依据自己的需求进行修改和扩展。
四、COMSOL MultiphysicsCOMSOL Multiphysics是一款多物理场建模和仿真软件,可以处理流体力学、结构力学、电磁场和热传递等问题。
它拥有强大的建模和网格生成工具,可以处理复杂的几何体和边界条件。
COMSOL Multiphysics支持多物理场的耦合求解,能够模拟多个物理场之间的互相作用。
五、CFXCFX是ANSYS公司另一款流体动力学计算软件,也是全球范围内被广泛应用的软件之一。
它提供了丰富的物理模型和求解器,能够解决各种流体问题,包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌、多相流淌和湍流等。
CFX的求解器接受稳定的数值算法,能够提供准确的模拟结果。
总结起来,上述软件都是CFD领域中功能强大且具备广泛应用的通用软件。
它们在流体力学计算和模拟方面都有自己的奇特优势和特点,可依据不同需求选择合适的软件。
FLUENT软件及其在我国的应用一、本文概述随着计算流体力学(CFD)技术的飞速发展,FLUENT软件作为一款功能强大的流体仿真工具,已经在我国多个领域得到了广泛的应用。
本文旨在全面介绍FLUENT软件的基本特性、技术原理、应用领域以及在我国的发展现状和前景。
我们将首先概述FLUENT软件的核心功能和特点,然后深入探讨其在我国航空、能源、建筑、环保等关键行业中的具体应用案例,最后展望FLUENT软件在我国未来的发展趋势和可能面临的挑战。
通过本文的阅读,读者可以对FLUENT软件有一个全面的了解,同时也能了解到该软件在我国各个领域的应用情况和发展前景。
这对于推动我国流体仿真技术的发展,提高我国相关行业的科技创新能力和市场竞争力具有重要的参考价值和指导意义。
二、FLUENT软件的基本功能和特点FLUENT,作为一款广泛应用的流体动力学模拟软件,其强大的功能和突出的特点使其在众多工程和科学领域中占据了重要地位。
该软件基于有限体积法,可以对复杂的流体流动和传热问题进行高效、准确的模拟。
流动模拟:FLUENT能够模拟包括层流、湍流、不可压缩和可压缩流体在内的各种流动状态。
其内置的多种湍流模型,如k-ε模型、k-ω模型等,使得软件能够应对从简单的管道流到复杂的工业流体系统的各种流动问题。
传热模拟:除了流动模拟外,FLUENT还能够进行包括自然对流、强制对流、热传导和热辐射等多种传热过程的模拟。
多物理场耦合:FLUENT能够与多种其他物理场模拟软件(如ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell等)进行无缝集成,实现流体流动与结构、电磁等多物理场的耦合分析。
化学反应模拟:软件内置了多种化学反应模型,可以对燃烧、化学反应动力学等过程进行精确的模拟。
用户友好:FLUENT拥有直观的操作界面和丰富的用户手册,使得用户能够轻松上手,进行复杂的模拟操作。
高度灵活:软件提供了丰富的物理模型选择,用户可以根据实际需求选择合适的模型进行模拟。
FLUENT求解器介绍
作者:Simwe 来源:发布时间:2011-07-25
Segregated Solver
该算法源于经典的SIMPLE算法。
其适用范围为不可压缩流动和中等可压缩流动。
这种算法不对Navier-Stokes方程联立求解,而是对动量方程进行压力修正。
该算法是一种很成熟的算法,在应用上经过了很广泛的验证。
这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射、多相流模型与其配合,适用于汽车领域的CFD 模拟。
Coupled Explicit Solver
这种算法由Fluent公司与NASA联合开发,主要用来求解可压缩流动。
该方法与SIMPLE算法不同,而是对整个Navier-Stokes方程组进行联立求解,空间离散采用通量差分分裂格式,时间离散采用多步Runge-Kutta格式,并采用了多重网格加速收敛技术。
对于稳态计算,还采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。
该算法稳定性好,内存占用小,应用极为广泛。
Coupled Implicit Solver
该算法是其它所有商用CFD软件都不具备的。
该算法也对Navier-Stokes方程组进行联立求解,由于采用隐式格式,因而计算精度与收敛性要优于Coupled Explicit方法,但却占用较多的内存。
该算法另一个突出的优点是可以求解全速度范围,即求解范围从低速流动到高速流动。
FLUENT求解方法的选择
①非耦合求解;②耦合隐式求解;③耦合显式求解,
非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。
耦合求解方法则可以用在高速可压缩流动。
FLUENT默认设置是非耦合求解,但对于高速可压流动,或需要考虑体积力(浮力或离心力)的流动,求解问题时网格要比较密,建议采用耦合隐式求解方法求解能量和动量方程,可较快地得到收敛解。
缺点是需要的内存比较大(是非耦合求解迭代时间的1.5-2.0倍)。
如果必须要耦合求解,但机器内存不够时,可以考虑用耦合显式解法器求解问题。
该解法器也耦合了动量,能量及组分方程,但内存却比隐式求解方法小。
缺点是收敛时间比较长。