流体力学数值模拟报告

一、实验目的1. 了解流体仿真的基本原理和方法。

2. 学习流体仿真软件的操作和功能。

3. 通过仿真实验，验证流体力学理论，提高对流体流动现象的认识。

4. 掌握流体仿真在工程实际中的应用。

二、实验原理流体仿真实验主要基于流体力学理论，运用计算机模拟流体在特定条件下的流动过程。

实验中，需要根据流体流动的特点，选择合适的仿真模型和参数，通过数值计算方法求解流体流动方程，得到流体流动的分布和特性。

三、实验软件及设备1. 软件名称：Fluent2. 设备：计算机、显示器、键盘、鼠标等。

四、实验内容1. 仿真实验一：层流和湍流的对比（1）实验目的：验证层流和湍流的流动特性。

（2）实验步骤：1）建立层流模型，设置参数，进行仿真计算；2）建立湍流模型，设置参数，进行仿真计算；3）对比层流和湍流的流动特性，分析结果。

（3）实验结果：层流：流体流动平稳，流速分布均匀；湍流：流体流动复杂，流速分布不均匀，存在涡流和湍流脉动。

2. 仿真实验二：流体在圆管中的流动（1）实验目的：研究流体在圆管中的流动特性，验证达西-韦斯巴赫公式。

（2）实验步骤：1）建立圆管模型，设置参数，进行仿真计算；2）对比理论计算和仿真结果，分析误差；3）验证达西-韦斯巴赫公式。

（3）实验结果：理论计算和仿真结果基本一致，验证了达西-韦斯巴赫公式的准确性。

3. 仿真实验三：流体在弯管中的流动（1）实验目的：研究流体在弯管中的流动特性，分析局部阻力系数。

（2）实验步骤：1）建立弯管模型，设置参数，进行仿真计算；2）对比理论计算和仿真结果，分析误差；3）分析局部阻力系数。

（3）实验结果：理论计算和仿真结果基本一致，局部阻力系数与理论值相符。

五、实验结论1. 通过仿真实验，验证了流体力学理论在工程实际中的应用价值。

2. 掌握了Fluent软件的操作和功能，提高了流体仿真的能力。

3. 对流体流动现象有了更深入的认识，为今后的学习和工作打下了基础。

六、实验体会1. 流体仿真实验是一种有效的科研手段，有助于我们更好地理解流体力学理论。

cfd数值模拟流体力学参数流体力学参数是研究流体运动和流体与固体之间相互作用的重要指标。

在工程领域，使用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）数值模拟方法可以对流体力学参数进行精确计算和预测。

本文将从不同角度介绍几个常见的流体力学参数，并探讨CFD 数值模拟方法在计算这些参数方面的应用。

我们来讨论雷诺数（Reynolds number）这一重要的流体力学参数。

雷诺数是描述流体流动状态的指标，它与流体的惯性力和粘性力之间的比值有关。

通过CFD数值模拟，我们可以计算出流体在不同雷诺数下的流动情况。

例如，当雷诺数较小时，流体流动主要受到粘性力的影响，流动状态呈现出层流的特点；而当雷诺数较大时，惯性力主导了流动过程，流动状态则呈现出湍流的特征。

CFD数值模拟可以帮助我们更好地理解和分析不同雷诺数下的流体流动行为，对于优化工程设计具有重要意义。

除了雷诺数，涡量（Vorticity）也是流体力学中常用的参数之一。

涡量描述了流体流动时旋转的程度，是流场旋转性质的度量。

在CFD数值模拟中，我们可以通过计算速度场的旋度来得到涡量的分布情况。

涡量的大小和分布可以反映流体流动的复杂性和旋转性质，对于分析和预测流体运动中的涡旋结构和涡街现象具有重要意义。

CFD数值模拟可以帮助我们直观地观察和分析涡量的分布，为相关工程问题的解决提供有力支持。

压力系数（Pressure coefficient）也是流体力学中的重要参数之一。

压力系数描述了流体流动中压力分布的非均匀性，是表征流场压力特征的关键指标。

通过CFD数值模拟，我们可以计算出流体在不同位置的压力系数分布。

压力系数的分布对于理解流体流动中的压力变化和力学特性具有重要意义。

CFD数值模拟可以帮助我们预测和优化流体流动中的压力分布，为工程设计和流体力学问题的解决提供参考。

湍流能量耗散率（Turbulent kinetic energy dissipation rate）也是流体力学中的关键参数之一。

流体力学模拟报告1.引言流体力学是研究流体运动和力学规律的学科，应用于许多工程领域，如飞行器设计、水力发电等。

本报告通过流体力学模拟的方法，对一种典型的流体流动问题进行分析和研究。

2.模拟方法在流体力学模拟中，常用的方法有数值模拟和物理模拟两种。

数值模拟基于流体力学方程和边界条件，通过计算机程序求解，可以得到流体的速度、压力分布等信息。

物理模拟是通过实验设备和流体模型进行流动试验，通过测量得到流体流动的物理量。

本报告采用数值模拟方法进行流体力学模拟。

3.模拟对象本报告选择了一个常见的流体力学问题，即二维不可压流体在平板上的流动。

假设平板上存在一种流体，且平板表面与流体接触，我们关注流体在平板上的速度分布和压力变化。

4.模拟过程在数值模拟中，我们需要建立流体力学方程和边界条件来描述流体的运动。

通常采用Navier-Stokes方程描述流体的连续性、动量守恒和能量守恒。

在建立方程后，将其转化为离散方程，采用适当的数值方法求解。

4.1流场建模首先，我们需要建立模拟的流场。

选择一个合适的平板模型，并确定流体的物理属性，如密度、粘度等。

然后将模型离散化，将平板划分为网格，每个网格点上设置节点，并记录每个节点的位置和邻近节点的连接关系。

4.2边界条件设置在流体力学模拟中，边界条件的设置十分重要。

对于平板上的流动问题，通常需要设置流体与平板表面的边界条件。

例如，可以假设平板表面的速度为0，即无滑移条件。

另外，还需要设置进口边界条件和出口边界条件，用于控制流体进出模拟区域。

4.3数值求解方法数值模拟过程中，常用的数值方法有有限差分法、有限元法和有限体积法等。

在本报告中，我们选取有限差分法进行数值求解。

该方法将流体力学方程进行离散化，并转化为代数方程组。

通过迭代求解方程组，得到流体的速度分布和压力变化。

5.模拟结果模拟结束后，我们可以得到流体在平板上的速度分布和压力变化。

通过可视化方法，例如绘制速度向量图和压力等值线图，可以直观地观察流体的运动情况。

第1篇一、实验背景随着科学技术的不断发展，流体仿真在工程领域得到了广泛应用。

流体仿真模拟可以预测流体在管道、设备等不同环境下的流动特性，为工程设计、优化和故障诊断提供有力支持。

本实验旨在通过流体仿真软件对实际工程中的流体流动问题进行模拟，验证仿真结果与实际数据的吻合程度，提高学生对流体仿真技术的认识和应用能力。

二、实验目的1. 掌握流体仿真软件的基本操作和功能；2. 理解流体仿真在工程中的应用价值；3. 培养学生运用仿真技术解决实际问题的能力；4. 分析仿真结果与实际数据的差异，为工程实践提供参考。

三、实验内容1. 选择合适的流体仿真软件，如FLUENT、ANSYS CFX等；2. 根据实验要求，建立流体流动模型，包括几何模型、网格划分、边界条件设置等；3. 设置物理模型，如流体性质、湍流模型、求解器等；4. 运行仿真，分析结果，与实际数据对比；5. 对仿真结果进行分析，总结实验结论。

四、实验步骤1. 实验准备（1）选择流体仿真软件，如FLUENT；（2）准备实验所需的流体性质、湍流模型、边界条件等参数；（3）了解实验设备的结构、工作原理和实验数据。

2. 建立流体流动模型（1）导入实验设备的几何模型；（2）进行网格划分，选择合适的网格类型和密度；（3）设置边界条件，如入口、出口、壁面等。

3. 设置物理模型（1）设置流体性质，如密度、粘度等；（2）选择湍流模型，如k-ε模型、k-ω模型等；（3）设置求解器，如SIMPLE算法、PISO算法等。

4. 运行仿真（1）启动仿真软件，运行仿真；（2）监控仿真过程，确保仿真顺利进行。

5. 分析结果（1）提取仿真结果，如速度、压力、温度等；（2）与实际数据进行对比，分析差异；（3）总结实验结论。

五、实验结果与分析1. 仿真结果与实际数据对比通过对比仿真结果与实际数据，发现仿真结果与实际数据吻合度较高，验证了流体仿真在工程中的可靠性。

2. 仿真结果分析（1）分析速度分布，观察流体在管道中的流动情况；（2）分析压力分布，了解流体在管道中的压力损失；（3）分析温度分布，掌握流体在管道中的热交换情况。

亚临界雷诺数下串列单圆柱与圆柱绕流的数值模拟之阳早格格创做目要：原文使用Fluent硬件中的RNG k-ε模型对付亚临界雷诺数下二维串列圆柱战圆柱绕流问题举止了数值钻研，通过截止对付比，分解了雷诺数、柱体形状对付柱体绕流阻力、降力以及涡脱频次的效率.普遍而止，Re数越大，圆柱的阻力越大，圆柱体则可则；而Re越大，二种柱体的降力均越大.相对付于圆柱，共种条件下，圆柱受到的阻力要大；好异天，圆柱涡脱降频次要小.Re越大，串列柱体的Sr数越靠近于单圆柱体的Sr数.闭键字：圆柱绕流、降力系数、阻力系数、斯特劳哈我数正在工程试验中，如航空、航天、航海、体育疏通、风工程及大天接通等广大的本量范畴中，绕流钻研正在工程本量中具备要害的意思.当流体流过圆柱时, 由于漩涡脱降，正在圆柱体上爆收接变效率力.那种效率力引起柱体的振荡及资料的疲倦，益坏结构，成果宽沉.果此，近些年去，稠稀博家战教者对付于圆柱绕流问题举止过细致的钻研，特天是圆柱所受阻力、降力战涡脱降以及涡致振荡问题.沈坐龙等[1]鉴于RNG k⁃ε模型，采与有限体积法钻研了亚临界雷诺数下二维圆柱战圆柱绕流数值模拟，得到了圆柱战圆柱绕流阻力系数Cd与Strouhal 数随雷诺数的变更顺序.姚熊明等[2]采与估计流体硬件CFX中LES模型估计了二维不可压缩匀称流中孤坐圆柱及串列单圆柱的火能源个性.使用非结构化网格六里体单元战有限体积法对付二维N- S圆程举止供解.他们着沉钻研了下雷诺数时串列单圆柱正在分歧间距比时的压力分集、阻力、降力及Sr数随Re数的变更趋势.费宝玲等[3]用FLUENT硬件对付串列圆柱绕流举止了二维模拟，他们采用间距比L/D(L为二圆柱核心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距举止了数值分解.估计均正在Re = 200 的非定常条件下举止.估计了圆柱的降阻力系数、尾涡脱降频次等形貌绕流问题的主要参量，分解了分歧间距对付圆柱间相互效率战尾流个性的效率.圆柱绕流的一个要害个性是震动形态与决于雷诺数.Lienhard[4]归纳了洪量的真验钻研截止并给出了圆柱体尾流形态随雷诺数变更的顺序.当Re<5时，圆柱上下游的流线呈对付称分集,流体本去不摆脱圆柱体，不旋涡爆收.此时与理念流体相似，若改变流背，上下游流形仍相共.当5<Re<40时,鸿沟层爆收分散,分散剪切层正在圆柱体里前产死一对付宁静的“附着涡”.当40<Re<150时，震动脆持层流状态而且流体旋涡接替天从圆柱后部做周期性的脱降并正在尾流中产死二列接叉排列的涡，即卡门涡街.从150<Re<300启初，旋涡里里启初由层流背湍流转捩，直至减少至3x105安排，此时圆柱体表面附近的鸿沟层仍为层流，所有涡街渐渐转化成湍流，及e<3xl05称为亚临界天区.当3xl05<Re<3.5x106时,鸿沟层的震动也渐渐趋于湍流状态，尾流中不明隐的涡街结构，称为临界状态.[5]圆柱绕流的另一个隐著个性是斯特劳哈我数是雷诺数的函数.早正在1878年，捷克科教家Strouhal[6]便对付风吹过金属丝时收出鸣喊声做过钻研，创造金属丝的风鸣音调与风速成正比,共时与弦线之细细成反比，并提出估计涡脱降频次f的体味公式:式中即斯特劳哈我数Sr由Re所唯一决定.原文使用Fluent硬件中的RNG k-ε模型对付亚临界雷诺数下二维串列圆柱战圆柱绕流问题举止了数值钻研，通过截止对付比，分解了雷诺数、柱体形状对付柱体绕流阻力、降力以及涡脱频次的效率.1.数教模型1.1统造圆程对付于停止圆柱绕流，原文钻研对付象为二维不可压缩震动.正在直角坐标系下，其疏通顺序可用N-S圆程去形貌，连绝性圆程战动量圆程分别为:其中ui为速度分量；p为压力；ρ为流体的稀度；ν为流体的能源黏性系数.对付于湍流情况，原文采与RNG k⁃ε模型，RNG k⁃ε模型是k⁃ε模型的矫正规划.通过正在大尺度疏通战建正后的粘度项体现小尺度的效率，而使那些小尺度疏通有系统天从统造圆程中去除.所得到的k圆程战ε圆程，与尺度k⁃ε模型非常相似，其表白式如下：其中Gk为由于仄衡速度梯度引起的湍动能的爆收项，，，体味常数=0.084 5，==1.39，=1.68.相对付于尺度k⁃ε模型，RNG k⁃ε模型通过建正湍动粘度，思量了仄衡震动中的转动及转动震动情况，RNG k⁃ε模型不妨更佳的处理下应变率及流线蜿蜒程度较大的震动.1.2相闭参数圆柱绕流的相闭参数主要有雷诺数Re、斯特劳哈我数Sr、降力系数Cl战阻力系数Cd，底下给出各个参数的估计公式战物理意思.雷诺数Re与圆柱绕流的状态战雷诺数有很大闭系，雷诺数代表惯性力战粘性力之比：其中U为去流速度；L为个性少度，原文与圆柱直径或者圆柱边少；为流体稀度；、分别为流体介量能源粘度战疏通粘度.斯特劳哈我数Sr是Strouhal 指出圆柱绕流后正在圆柱后里不妨出现接替脱降的旋涡，旋涡脱降频次、风速、圆柱直径之间存留一个闭系：式中：Sr为斯托罗哈数，与决于结构的形状断里；f 为旋涡脱降频次；L为结构的个性尺寸； U 为去流速度.阻力系数战降力系数是表征柱体阻力、降力的无量目参数.定义为：，式中ρ为流体稀度；V为去流速度；A为迎流截里里积；战.由于涡脱降的闭系，阻力系数将爆收振荡，原文采用仄衡脉动降力去钻研，即与圆均根值去钻研.2.数值估计2.1物理模型二维数值模拟单圆柱流场估计天区的采用如图1所示，圆柱绕流以圆柱体直径为个性尺度D，采用圆柱半径为1.5 mm，估计天区为9D×32D的矩形天区.柱1距上游少度图 1 串列圆柱战圆柱的估计天区5D，下游少度27D，脆持二柱间距 L/D= 2. 5D稳定 (L是二圆柱核心连线少度)，二柱到上下鸿沟距离相等.对付于圆柱绕流，采用圆柱边少为个性少度，D=30mm.2.2网格区分估计天区采与分块结构化网格，柱体表面网格干加稀处理，鸿沟区网格相对付稠稀.简直网格区分情况睹图2.其中串列圆柱网格31116个节面，30615个四边形里单元；串图 2 圆柱绕流与圆柱绕流估计域的网格区分列圆柱46446个节面，46550个四边形里单元.2.3鸿沟条件管讲壁里战柱体表面均采与无滑移的停止壁里条件.而出心采用速度出心，出心采用自由出流.去溜速度大小根据Re去树坐，雷诺数分300、3000、12000、30000四个等第，速度大小依次为0.1m/s、1m/s、4m/s、10m/s.2.4估计模型原文湍流模型采与尺度壁里函数的RNG k-ε模型.采与有限容积法供解二维不可压缩粘性流体非定常震动统造圆程，即把估计天区分成很圆柱近壁里网格多小的统造体，对付每个统造体的各个变量举止积分.统造圆程的对付流项采与二阶迎风圆法失集，速度战压力采与SIMPLE算法耦合供解，将所有天区瞅成一个完全举止耦合估计.动量、湍动能战湍动耗集率均采与二阶迎风圆法.先定常估计流场，再用定常估计的截止动做非定常迭代的初初值举止估计.根据初略估计的涡脱频次，牢固树坐时间步少为0. 002s, 正在每个时间步内树坐迭代次数为20.流体介量为液态火.3.估计截止3.1网格模型考证为考证网格独力性，原文估计了网格节面数为8346，里单元为8932的细网格、节面数为31116，里单元为30615的稀网格、节面数为63432，里单元为67434的细稀网格下Re=200、L/D=2的串列网格的Sr数，截止隐现三套网格的估计截止分别为0.143、0.133、0.133.故稀网格可用.而圆柱绕流则采与共级别网格.[7]的估计数据相比较，比较图像如图3所示，最大缺面为2.2%.图3串列圆柱分歧间距的Sr数估计对付比3.2流线与涡量图图 6 Re=3000圆柱绕流流线图图 7 Re=3000圆柱绕流涡量等值线图图 4 Re=3000圆柱绕流流线图图 5 Re=3000圆柱绕流涡量等值线图原文给出了估计历程中雷诺数Re=3000，t=1s时的流线图战涡量图.3.3阻力系数图 9 Re=3000圆柱绕流脉动阻力系数图 8 Re=3000圆柱绕流脉动阻力系数原文给出了Re=3000时，圆柱绕流战圆柱绕流的脉动阻力系数图如下.由图9战错误!未找到引用源。

流体力学实验研究报告一、引言流体力学是研究流体运动规律的科学。

随着科学技术的不断发展，流体力学已经成为了众多工程学科中不可或缺的基础学科之一。

而开展流体力学实验研究，则是深入了解流体运动规律，探索流体力学领域新知识的重要手段。

本篇报告将介绍我们进行的一项流体力学实验研究，旨在探究流体的力学特性以及流体的运动规律。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过实验手段来研究流体的力学特性，了解流体的运动规律，并通过实验数据验证流体力学理论。

三、实验装置和方法本次实验主要采用的装置为一台流体力学实验设备，其中包括流体介质、流体容器、测量仪器等。

实验过程中，我们首先准备好实验装置，确保设备的正常运行。

然后，将流体介质注入流体容器中，并通过控制阀门来调节流体的流量和速度。

同时，我们利用测量仪器对流体的不同参数进行测量，如流速、压力、温度等。

最后，根据测量数据进行数据分析和处理，得出实验结果。

四、实验结果与分析在实验过程中，我们对不同流速下的流体力学特性进行了测量和分析。

通过对测得的实验数据的处理，我们得出以下实验结果：1. 流体速度与压力的关系：我们测得在一定流速范围内，流体速度与压力呈现正相关的关系。

随着流速的增加，体积流速也随之增加，因此压力也随之增加。

2. 流体速度与流量的关系：实验结果表明，在流体速率恒定的情况下，流量与流速呈线性相关。

随着流速的增加，流量也相应增加。

3. 流体速度与摩擦力的关系：通过测量流体运动的摩擦力，我们发现流速与摩擦力呈正相关。

随着流速的增加，摩擦力也随之增大。

基于以上实验结果，我们得出以下结论：1. 流体的速度与压力、流量、摩擦力等参数之间存在着一定的关系，通过合理调节流体速度，可以实现对流体特性的控制。

2. 在一定范围内，流体速度与压力、流量、摩擦力等参数之间存在正相关的关系。

这一结论符合流体力学的基本理论。

五、实验总结与展望通过本次流体力学实验研究，我们对流体的力学特性有了更深入的认识。

流体力学中的流体流动的数值模拟流体力学是研究流体在力作用下的运动规律的科学，而流体流动的数值模拟则是利用数值计算方法对流体力学问题进行模拟和求解的过程。

通过数值模拟，我们可以更好地理解流体的运动行为，为工程设计和科学研究提供重要的参考和依据。

一、引言数值模拟方法已经成为流体力学研究和应用的重要手段之一。

其基本思想是将连续介质的宏观性质离散化，通过有限元、有限体积或有限差分等方法，将流体力学方程转化为代数方程组。

然后使用计算机进行迭代求解，得到流体的运动状态和相关的物理参数。

二、数值模拟的基本原理数值模拟的基本原理是基于流体力学方程和边界条件，在计算区域上进行离散网格划分，将流体领域划分为有限个单元。

然后，通过数值方法将连续的流体问题转化为离散的代数问题，通过迭代求解代数方程组，得到流体流动的数值解。

数值模拟的基本步骤包括：网格生成、离散化、求解方程组和结果后处理。

其中，网格生成是模拟的基础，合适的网格划分可以有效地提高计算精度和计算效率。

离散化过程是将流体力学方程离散化为代数方程组，可以使用有限差分、有限元和有限体积等方法。

求解方程组的过程则是通过迭代算法，逐步逼近方程的解。

结果后处理包括对计算结果的可视化、分析和验证，以便对数值模拟结果进行评估。

三、数值模拟的应用领域数值模拟在流体力学中的应用非常广泛。

以下是一些常见的应用领域：1.流体流动研究：通过数值模拟可以研究不同流动条件下流体的运动规律和特性，如湍流流动、层流流动、气液两相流等。

2.流体工程设计：数值模拟可以帮助工程师优化流体系统的设计，例如风洞实验、船舶流体力学、飞机气动性能研究等。

3.环境与生态学研究：数值模拟可以模拟和预测环境中的流体运动过程，如水体污染传输、大气污染扩散等，为环境保护提供科学依据。

4.天气预报与气候研究：通过数值模拟可以对大气流动进行模拟和预测，帮助气象学家预报天气、研究气候变化等。

5.地质工程：数值模拟可以模拟地下水流动、土壤渗流、地下油藏开发等问题，为地质工程提供参考和辅助分析。

流体力学Fluent报告——圆柱绕流亚临界雷诺数下串列双圆柱与方柱绕流的数值模拟摘要：本文运用Fluent软件中的RNG k-ε模型对亚临界雷诺数下二维串列圆柱和方柱绕流问题进行了数值研究，通过结果对比，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以及涡脱频率的影响。

一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体则不然；而Re越大，两种柱体的升力均越大。

相对于圆柱，同种条件下，方柱受到的阻力要大；相反地，方柱涡脱落频率要小。

Re越大，串列柱体的Sr数越接近于单圆柱体的Sr数。

关键字：圆柱绕流、升力系数、阻力系数、斯特劳哈尔数在工程实践中，如航空、航天、航海、体育运动、风工程及地面交通等广泛的实际领域中，绕流研究在工程实际中具有重大的意义。

当流体流过圆柱时 , 由于漩涡脱落，在圆柱体上产生交变作用力。

这种作用力引起柱体的振动及材料的疲劳，损坏结构，后果严重。

因此，近些年来，众多专家和学者对于圆柱绕流问题进行过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以及涡致振动问题。

沈立龙等[1]基于RNG k⁃ε模型，采用有限体积法研究了亚临界雷诺数下二维圆柱和方柱绕流数值模拟，得到了圆柱和方柱绕流阻力系数C与 Strouhal 数d随雷诺数的变化规律。

姚熊亮等[2]采用计算流体软件CFX中LES模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱及串列双圆柱的水动力特性。

使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N- S方程进行求解。

他们着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力及Sr数随Re数的变化趋势。

费宝玲等[3]用FLUENT软件对串列圆柱绕流进行了二维模拟，他们选取间距比L/D(L为两圆柱中心间的距离，D为圆柱直径)2、3、4共3个间距进行了数值分析。

计算均在 Re = 200 的非定常条件下进行。

计算了圆柱的升阻力系数、尾涡脱落频率等描述绕流问题的主要参量，分析了不同间距对圆柱间相互作用和尾流特征的影响。

流体力学数值模拟报告一、背景随着计算机技术的快速发展，数值模拟方法成为流体力学研究和工程设计中的重要工具。

传统的实验室试验和理论计算往往只能针对特定的情况进行研究，而数值模拟可以模拟各种复杂的流体问题，研究范围更广，具有更大的灵活性。

因此，流体力学数值模拟在科学研究、工程设计和产品优化中得到了广泛应用。

二、方法流体力学数值模拟通常采用计算流体力学（CFD）方法，通过将流体问题转化为求解计算网格中的运动方程来模拟流体运动。

其中，最常用的方法是有限体积法和有限元法。

有限体积法将流体区域分割为有限个体积单元，在每个单元上求解运动方程，得到整个流场的数值解。

有限元法则是通过在每个单元内定义一个函数，并在这个函数上求解运动方程，最后将每个单元上的解拼接在一起得到整个流场的数值解。

这些方法通常需要进行网格生成、边界条件处理和数值计算等工作。

三、应用流体力学数值模拟广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑设计等领域。

例如，在航空航天领域，数值模拟可以预测飞机在不同速度下的空气动力学性能，优化机翼形状和发动机设计。

在汽车工程中，数值模拟可以模拟车辆行驶时的气动特性和燃烧过程，优化车身外形和发动机参数。

在建筑设计中，数值模拟可以预测建筑结构受风荷载时的动态响应，指导建筑物的抗风设计。

四、重要性流体力学数值模拟在工程领域具有重要的意义。

首先，它可以帮助工程师更好地理解和预测流体的行为，指导产品设计和性能优化。

其次，数值模拟可以大大减少试验成本和周期，提高工程设计的效率。

最后，数值模拟可以模拟各种复杂情况，例如高速气流、湍流和多相流等，为工程师提供更全面、准确的数据，帮助他们做出更好的决策。

五、未来发展随着计算机技术的进一步发展和数值模拟方法的日益成熟，流体力学数值模拟将在未来得到更广泛的应用。

首先，随着高性能计算机的出现，数值模拟可以处理更大规模的流体问题，提供更准确的结果。

其次，数据驱动的流体力学模拟方法将成为一个新的研究方向，通过机器学习和数据挖掘技术，将实验数据和模拟数据相结合，提高模拟结果的准确性和鲁棒性。

流体力学模拟上机实验报告
班级：石工1504姓名：宋学玲学号：1502010403
实验二二维有障碍通道内流动
一、计算目的
1.初步掌握软件的操作与边界条件设计方法；
2.通过计算了解障碍通道内流体流动的计算。

二、物理问题
设流体在一两维有障碍通道内的流动，左边流入，右边流出，如下图所示：
三、模拟实验
1）在Gambit中建立几何模型，设置边界条件，入口出口，注意出口有两个。

2）用Fluent模拟软件，进行求解之前，设入口速度为1，出口两边界的权重，将材料换成液态水。

3）进行500次迭代，画出速度(见图二)、压力图（见图三）。

图一模板迭代图
图二模板流场速度图
图三模板流场压力图
四、创新实验
1）设计新的障碍几何图，如图四所示。

其中domain的长宽不变，圆的半径为1，矩形长宽分别为4、2。

图四设计障碍几何图
2）设计好几何后，按照模板步骤网格化、设置边界，利用Fluent模拟，画出流场图、压力图如下。

图五新模板流场图
图六新模板压力图
五、实验总结
通过此次学习，学会了利用Gambit做出有障碍通道几何图，并利用Fluent 模拟，实验过程相对顺利，感谢老师的教导。