压力分布
速度分布
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。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型； 适用于牛顿流体、非牛顿流体； 含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射； 化学组份的混合/反应； 自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型； 融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型； 离散相的拉格朗日跟踪计算； 非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）； 风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型； 惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格； 动静翼相互作用模型化后的接续界面； 基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型； 质量、动量、热、化学组份的体积源项； 丰富的物性参数的数据库； 磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题； 连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题； 高效率的并行计算功能，提供多种自动/手动分区算法；内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有动态负载平衡功能，确保全局高效并行计算； FLUENT软件提供了友好的用户界面，并为用户提供了二次开发接口（UDF）； FLUENT软件采用C/C++语言编写，从而大大提高了对计算机内存的利用率。 在CFD软件中，Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent 的软件设计基于"CFD计算机软件群的概念",针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International(FDI)的全部技术力量(前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司,后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司),因此Fluent具有以上软件的许优点 软件简介
汽车外流场的数值模拟 宁燕，辛喆 中国农业大学， 北京 （100083） E-mail ：rn063@https://www.doczj.com/doc/aa19170533.html, 摘 要：利用CFD 方法，运用FLUENT 软件对斜背式车型的外流场进行了数值模拟，并对结果进行了处理与分析。研究了车身周围涡系的三维结构和车身表面分离流的情况，表明由于车身前后的压力差和主流的拖拽作用等，在汽车尾部形成了极其复杂的涡系。 关键词：汽车空气动力学；CFD ；车身外流场；FLUENT 1. 引 言 汽车空气动力学的研究主要有两种方法[1]：一种是进行风洞实验，另一种是利用计算流体动力学（CFD ）技术进行数值模拟。传统的汽车空气动力学研究是在风洞中进行实验，存在着费用昂贵、开发周期长等问题。另外，在风洞实验时，只能在有限个截面和其上有限个点处测得速度、压力和温度值，而不可能获得整车流场中任意点的详细信息。 随着计算机技术和计算流体动力学的发展，汽车外流场的计算机数值仿真由于其具有可再现性、周期短以及低成本等优越性而成为研究汽车空气动力学性能的另一种有效方法。 2. 控制方程和湍流模型 汽车外流场一般为定常、等温和不可压缩三维流场，由于外形复杂易引起分离，所以应按湍流处理。汽车外流场的时均控制方程式[2]如下：3,2,1,=j i ；z x y x x x ===321,,；，： u u =1w u v u ==32,平均连续方程：0=??i i x u 平均动量方程：??? ???????????????+????+???=??i j j i eff j j j i j x u x u x x p x u u μρ κ方程 ρεκσμμκρκ?+??????????+??=??G x x x u j t j j j )( ε方程 κερκεεσμμερε221)(C G C x x x u j t j j j ?+??????? ???+??=?? -1-
FLUENT软件介绍文稿 第十一小组
第一章 Fluent软件介绍 FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件，它在美国的市场占有率达到60%。FLUENT在中国也是得到最广泛使用的CFD软件。它用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。 1.1fluent软件基本情况 1.1.1 fluent软件网格划分技术 在使用商用CFD软件的工作中，网格划分需要的时间长，其能力的高低是决定了工作效率。FLUENT软件采用非结构网格与适应性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比，非结构网格划分便于处理复杂外形的网格划分，而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的流动，同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化，使得网格划分更加灵活、简便。它可以划分二维的三角形和四边形网格，三维的四面体网格、六面体网格、金字塔型网格、楔型网格以及由上述网格类型构成的混合型网格。
1.1.2fluent软件基本组成
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 1.1.3 fluent适用领域 （1）任意复杂外形的二维/三维流动 （2）可压、不可压流 （3）定常、非定常流 （4）无粘流、层流和湍流 （5）顿、非牛顿流体流动 （6）对流传热包括自然对流和强迫对流 （7）热传导和对流传热相耦合的传热计算 （8）辐射传热计算 （9）惯性、静止、坐标、非惯性旋转坐标下中流场计算（10）多层次移动参考系问题 （11）化学组元混合与反应计算 （12）源项体积任意变化的计算 （13）颗粒、水滴和气泡等弥散相的轨迹计算 （14）多孔介质流动计算 （15）用一维模型计算风扇和换热器的性能。 （16）两相流 （17）复杂表面问题中带自由面流动的计算 1.1.4系统要求 硬件要求
工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告 毕业设计（论文）题目：汽车外流场分析研究 专业（方向）：车辆工程 学生信息：110324、田野、车辆113 指导教师信息：86024、武一民、教授 报告提交日期：2015年3月23日 容要求： 1.研究背景 随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高，汽车的外部造型和气动特性受到了极大的关注。汽车气动阻力在很大程度上影响着汽车性能，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响占主导地位，因此良好的空气动力稳定是汽车高速、安全行驶的前提和必要条件。因此，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。 空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它主要研究的是汽车的气动特性，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳定性、舒适性、安全性等，还间接影响着轿车的外观款式及审美的流行趋势【1】。汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力,升力,侧向力,横摆气动力矩,纵倾气动力矩,侧倾气动力矩6个分量。在这6个分量中,由于当今汽车空气阻力所消耗的动力至少和滚动摩擦相当【2】，所以长期以来空气阻力系数的大小就成为衡量汽车空气动力性能的最基本的参数,因此汽车空气动力学的最主要的研究容也就是设法降低汽车的空气阻力系数。减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一般而言迎风面积取决于汽车的体积，空气阻力取决于车身造型。因此，汽车车身紧凑和流线形是提高燃油经济性、充分发挥汽车动力性的途径。不同的车身造型会使得车身风压中心的位置不同，汽车在高速行驶的情况下，因受到气动侧向力的作
用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极其容易跑偏，即使得汽车的操纵稳定性有所下降【3】。因此，车身气动造型的完美与否对汽车的性能有着至为重要的影响。不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而影响到汽车的各项性能。良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。世界汽车造型的发展基本与降低风阻系数的技术研究同步，从箱型、流线型、船型到鱼型和契型，每一次造型风格变化都带来了风阻系数的大幅降低【4】。对设计车速较高的车辆，除了随车速平方增加的气动阻力外，气动升力和气动侧力所带来的操纵稳定性问题也需要考虑，不合理的气动造型设计将会造成发飘、转向性能变差等操纵失调问题【5】。 举一个例子，汽车气动阻力的主要成分是压差阻力,而压差阻力与汽车的尾流结构有密切的关系。分析气动阻力的构成成份可知,总阻力的85%来自压差阻力,其余15%为摩擦阻力。压差阻力9%来自车身前端,而91%来自车身尾部(其值随车身长短及外形不同而异)。如果从气动阻力的机理来看。它是由形阻和涡阻构成,涡阻占40%左右主要来自于汽车的尾涡【6】。在大量实验观测和理论分析结果表明,在基本流场为定常的情况下,对流动施加弱扰动,可以使已经分离的流动再附着,从而可以控制尾流【7】。因此,给汽车加装合适的后扰流板,优化汽车尾流流场结构,可以有效的减小气动升力和诱导阻力,改善汽车空气动力特性。 在汽车车身设计中，车身空气动力学特性对汽车各方面性能有重要影响，气动阻力系数是衡量车身空气动力学特性的重要参数。测试气动阻力系数的方法主要有三种：风洞试验法、功率平衡法和数值计算法【8】。因汽车的风洞实验对车身空气动力学有极强的预测性而被用在汽车设计中，但弊端是实验手段复杂、费用高、周期长。近年来，随着计算机应用技术和湍流理论的发展，把计算流体力学应用到汽车设计上已成为可能，从而把原来只能在风洞中进行的实验转化到计算机上来，基于CFD的汽车空气动力学数值模拟技术在汽车造型设计中发挥着越来越重要的作用。由于数值计算法具有效率高、成本低、应用围广等优点得到迅
摘要 随着汽车技术的发展以及道路交通的完善，汽车实用车速大大提高，汽车空气动力学成为汽车行业的重点研究方向之一。本文采用CFD方法对某轿车进行三维外流场的数值建模。 本课题运用UG绘制出实车的1:1三维模型。在建立仿真模型过程中,考虑到仿真时间与计算机硬件问题,对实车部分细节做出相应的简化。然后利用ICEM软件建立有限元模型。本文采用四面体+三棱柱网格混合方案划分网格,并采用密度体包围整个轿车,以对其周围计算区域进行网格加密处理,并对轿车表面面网格做局部细化。选用Realizablek- 湍流模型,并在其近壁面采用标准壁面函数以提高车身表面流动的模拟精度。最后利用FLUENT进行模型分析,得出车身表面压力分布图和速度矢量图,通过分析整车表面速度和压力特性,了解气流运动规律和情形。并通过仿真所得结果计算出该轿车的气动阻力系数与升力系数。根据本文仿真结果并结合轿车造型可以看出,对于轿车,由于流线型造型特点,其气阻力系数相对较小,但是气动升力系数不稳定。而对于轿车这种高速行驶的汽车,出于安全与稳定性考虑,降低其气动升力比减小气动阻力有着更实际的意义。 关键字:计算流体力学数值模拟气动阻力气动升力
Abstract As the development of automobile technology and improved transport facilities, The vehicle`s Practical Velocity has greatly been improved, vehicle aerodynamics has already been one of the key research directions in the automotive industry. this paper builds a three-dimensional flow field numerical simulation model for a coupe with the existing method of CFD. The project builds the three-dimensional model of real car (l:l) with the use of UG. During the modeling process, there are some simplifications for some of the details of real car, thinking about the simulation time and computer hardware problems. Then this essay builds the finite element model with the ICEM software. In this paper, tetrahedral + Prism hybrid mesh program was used, and the whole couple surrounded by density Body to define the grid surface area. Realizable k- turbulence model used, and Standard wall function near the wall to enhance the body surface flow simulation accuracy. Finally, after the analysis of the model with the use of FLUENT,we obtains the body surface pressure distribution and the velocity vector. through the analysis of vehicle’s surface speed and pressure characteristics, we can understand the laws and situations for air movement. It’s shows that the simulation results obtained meets the flow field characteristics and laws. Then the coupe’s aerodynamic resistance coefficient and lift coefficient can be calculated from the result of the aerodynamic simulation.According to the simulation results and the coupe modeling we can seen that, for the coupe, due to its aerodynamic modeling features, the aerodynamic drag coefficient is relatively small, while the aerodynamic lift coefficient instable. For such a high-speed coupe car, out of considerations of security and s tability, it has more and more Practical significance to reduce the aerodynamic lift than aerodynamic drag. Key words: Computational fluid dynamics: Numerical simulation: Aerodynamic Resistance coefficient; Aerodynamic lift coefficient;
汽车车身外流场计算模型及仿真 文章利用计算流体力学方法，基于Fluent软件平台分析研究汽车的空气动力性能。通过对作为边界的车身外表面以及流场的网格划分，并采用适当的矩阵代数算法，得到汽车外部流场的近似数值解，从而了解汽车周围流速、压力等的分布情况，进而确定汽车的气动特性与參数。 标签：计算流体力学；Fluent；外流场；网格划分；数值模拟 引言 汽车在行驶的过程中不可避免的要与周边空气发生相互作用，随着车速的增加，这种相互作用会愈加的剧烈。空气对在行驶中的汽车施加力和力矩，从而影响汽车的行驶。所以，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。另外，汽车的空气动力学性能不仅影响着汽车的燃油经济性，同时也对汽车的动力性、稳定性和操作性等方面有着巨大的影响，所以现代汽车设计越来越关注汽车的空气动力性能研究。 随着计算机技术的迅猛发展，对汽车结构分析的技术已基本成熟，且对更为复杂的流动问题的模拟计算也在不断的发展，其中计算流体力学（Computational Fluid Dynamics 简称CFD）受到了越来越多的关注。计算流体力学已从定性的分析发展到定量的计算，其应用也从最初的航空领域不断的扩展到包括汽车在内的多个领域[1-3]。新车型的开发过程中，空气动力性能分析是必不可少的。利用数值模拟的方法对汽车行驶中的外流场进行分析能够用来预测或解决一些理论及实验都无法处理的复杂流动问题，并能取代部分实验环节。但要求对问题的物理特性有足够的了解，才能建立合适的数学方程及相应的初始、边界条件等，这些都离不开实验和理论方法的支持。目前，数值方法主要是应用欧拉方程和纳维-斯托克斯方程。在汽车设计的研究分析领域，数值方法与传统的研究方法相结合，能够有效地改善汽车性能、节约研究资金、提高研究效率。汽车车身外流场计算模型及仿真是计算流体力学在汽车外流场分析方面的应用研究之一[4-8]。本文通过建立汽车车身外流场的计算模型，利用计算流体力学方法和适当的矩阵代数算法，基于Fluent仿真平台，分析研究汽车车身的空气动力性能。 1 汽车车身绕流的数学模型 流场运动中，流场运动基本方程是根据基本物理定律质量守恒、动量守恒、能量守恒定律按一定的流体流动模型推导的。对于空气来说，当风速小于三分之一声速时，也就是风速小于408km/h，可以认为是不可压缩气体。而对汽车来说，最高速度一般都小于400km/h，因此汽车空气动力学研究可以把周围的气体考虑成不可压缩的。轿车绕流问题一般为定常、等温、不可压缩的三维流场，由于复杂外形会引起气流的分离，由于计算机技术的限制，目前还不能实现，现在工程中应用最广泛的方程是雷诺时均N-S方程，为使方程封闭这里采用可实行的K-？着模型。
FLUENT软件包简介 FLUENT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在转捩与湍流、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。 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。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型； ☆适用于牛顿流体、非牛顿流体； ☆含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射； ☆化学组份的混合/反应； ☆自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型； ☆融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型； ☆离散相的拉格朗日跟踪计算； ☆非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）； ☆风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型； ☆惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格； ☆动静翼相互作用模型化后的接续界面； ☆基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型；
轿车尾流fluent仿真分析与设计 1.1空气动力学在汽车中的应用 空气动力学特性是汽车的重要特性之一,它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性与安全性。其中,空气动力学中的空气阻力(风阻)是影响油耗的首要因素,降低风阻系数则是提高汽车燃油经济性的重要途径之一。汽车空气动力学性能对汽车的安全性、经济性和舒适性具有重要影响。汽车空气动力学的首要研究任务是通过试验或者数值模拟研究获得汽车行驶时汽车本身所受到的气动力的变化，改善汽车的行驶性能，评价汽车的节能水平。 1.2阶背式轿车与直背式轿车简述 阶背式轿车国际上简称L型车，也称为三厢式轿车，具有后备箱。它通常是中高档轿车的款式，涵盖的车型最多，从夏利三厢、富康988、捷达、奥迪一直到凯迪拉克、劳斯莱斯。在一般人的眼中，这车型是引擎置在车头，中间省几个座位，四扇车门，车尾有个分隔的行李厢，即三厢式设计。缺点是扁阔的尾厢放不下较大件的行李，而且乘客在行车时，也照顾不到放在后备厢的东西。在驾驶方面，由于车身重心是在前方偏中位置，所以有中性转向的特性。随着生活水平的日益提高, 外出旅行成了人们休闲的新时尚, 直背式旅行轿车(简称直背式轿车)在人们旅行时起着非常重要的作用, 既能载人又能载物.但缺点是后行李仓空间不足以简化的直背式轿车模型为研究对象。 1.3国内外研究现状 当前国内外对汽车外流场的研究已经比较深入，已经有大量的相关文献发表，北航的康宁、李光辉教授借助商用计算流体力学软件STAR-CD,利用移动边界条件进行三维数值模拟,计算加装行李架前后的轿车在不同车速下的车身气动阻力系数和升力系数,并通过与试验结果的对比,验证数值计算结果的正确性。计算结果表明,不同剖面形状的行李架对直背式轿车外
https://www.doczj.com/doc/aa19170533.html, 耿艳 （河海大学环境工程与环境科学学院 210098） gy6933@https://www.doczj.com/doc/aa19170533.html, 中文摘要：随着大型高速电子计算机和用于流体分析的数值模拟计算技术的迅速发展，计算流体力学在实际的汽车设计和分析中得到了初步的应用。目前，理论分析、试验研究和数值模拟互相渗透、互相补充，共同促进了汽车外流场的研究。主题词：湍流 湍流模型 计算水力学 汽车外流场 综述 1、引言 自然界中的实际流动绝大部分是三维的湍流流动，如河流，血液流动等。湍流是流体粘性运动最复杂的形式，湍流流动的核心特征是其在物理上近乎于无穷多的尺度和数学上强烈的非线性，这使得人们无论是通过理论分析、实验研究还是计算机模拟来彻底认识湍流都非常困难。我国的周培源提出了著名的剪切湍流方程理论[1]，在世界上首次建立了一般湍流的雷诺应力所满足的输运微分方程组，由此被公认为湍流模型理论的奠基人。1950年又提出先解方程后平均的湍流理论。50年代末，他完善和发展了湍流相似理论，80年代中又把它应用到模型理论中去，获得了巨大成功。1951年西德的Rotta发展了周培源所开创的工作，提出了完整的雷诺应力模型[2]。他们的工作是以二阶封闭模型为主的现代湍流模型理论的最早的奠基性工作。自60年代以后，由于计算机技术与数值方法的飞跃发展，种类繁多的湍流模型以及各种湍流模型的检验、比较工作大量涌现[3-8]。
https://www.doczj.com/doc/aa19170533.html, 所谓湍流模型就是以Reynolds平均守恒方程中的湍流输运项的规律作出公设性的假定，以使联立方程组封闭。如果一个模型是较为完备的，那么这个湍流模型的模数相对于湍流条件和几何特性来说是唯一的和不变的。然而，现在还没有这样一个较为通用的模型。因此在上述假定条件下，产生了许多湍流模型，诸如：高雷诺数模型[9，10]，低雷诺数模型[11，12]，近壁湍流模型[13]，双尺度湍流模型[14]等等。 湍流模型的间题集中在如何应用模拟的方法求解未知的湍流有效粘性系数或者各个Reynolds应力分量的间题上。近年来，工程界非常关注工程湍流模型的研究，一个新的研究领域—计及流体流动、传热和传质的湍流模拟计算的新技术正在世界各国迅速发展。文献[15， 16]对此进行了较为详尽的分析，指出此类模型尤其在应用于绕流流场时必然存在一些不可避免的问题和缺陷。 常用的k-ε模型比Reynolds应力模型（DSM）简单得多，但前者通用性较差。另一方面DSM虽然通用性好。但对工程应用而言又嫌过于复杂即经济性差。正是基于这种情况，Rodi [17，18]提出了一种折衷方案，即所谓代数应力模型（ASM），试图将通用性和经济性加以调和。代数应力模型（ASM）又可以分为湍流浮力回流代教应力模型[19]、三维浮力环流代数应力湍流模型[20]。Launder.B.E.和Spalding，D.B.在文献[21]中指出，k-ε双方程模型是先后由周培源（1945）、Davidov （1961）、Harlow-Nakayama （1968）、Jones-Launder （1972）提出来的，在所有各种双方程模型中，k-ε双方程模型的应用及经受的检验最为普遍。 3、汽车外流场的数值模拟 3.1汽车外流场的描述 汽车绕流流场十分复杂，典型流动特征为三维、粘性、湍流、分离和非定常。汽车绕流为三维流动，复杂几何形状使流动参数沿汽车运动方向呈非周期性变化；
标题: FLUENT软件简单介绍 作者: zhaoweiguo 时间: 2007-7-21 11:09 标题: FLUENT软件简单介绍FLUENT软件简单介绍FLUENT软件是美国FLUENT公司开发的通用CFD流场计算分析软件，囊括了Fluent Dynamic International、比利时Polyflow和Fluent Dynamic International（FDI）的全部技术力量（前者是公认的粘弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，而后者是基于有限元方法CFD 软件方面领先的公司）。 FLUENT是用于计算流体流动和传热问题的程序。它提供的非结构网格生成程序，对相对复杂的几何结构网格生成非常有效。可以生成的网格包括二维的三角形和四边形网格；三维的四面体、六面体及混合网格。FLUENT还可根据计算结果调整网格，这种网格的自适应能力对于精确求解有较大梯度的流场有很实际的作用。由于网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域里实施，而非整个流场，因此可以节约计算时间。 一、程序的结构 FLUENT程序软件包由以下几个部分组成： (1)GAMBIT——用于建立几何结构和网格的生成。 (2)FLUENT——用于进行流动模拟计算的求解器。 (3)prePDF——用于模拟PDF燃烧过程。 (4)TGrid——用于从现有的边界网格生成体网格。 (5)Filters(Translators)—转换其他程序生成的网格，用于FLUENT计算。可以接口的程序包括：ANSYS，I-DEAS，NASTRAN，PATRAN等。 附图1 基本程序结构示意图 利用FLUENT软件进行流体流动与传热的模拟计算流程如附图2-1所示。首先利用GAMBIT进行流动区域几何形状的构建、边界类型以及网格的生成，并输出用于FLUENT求解器计算的格式；然后利用FLUENT求解器对流动区域进行
2009年第9期农业装备与车辆工程doi ：10．3969／j．issn．1673－3142．2009．09．003 FLUENT 在某轿车外流场中的应用 李萍锋，张翠平，李红渊，武玉维 （太原理工大学机械工程学院，山西太原030024） 摘要：汽车空气动力学的特性在很大程度影响着汽车的动力性、经济性和操纵稳定性。利用Pro/E 软件对某轿车进行三维建模，并且利用大型计算流体动力学(CFD)分析软件FLUENT 对轿车的外流场进行数值模拟，同时，对其求得结果进行可视化分析。该仿真的数据对进一步进行汽车空气动力学分析具有一定的参考价值。关键词：汽车空气动力学；CFD ；外流场；FLUENT 中图分类号：U461．1 文献标识码：A 文章编号：1673-3142（2009）09-0010-03 Application on FLUENT in the External Flow Field of Some Car LI Ping－feng ，ZHANG Cui－ping ，LI Hong－yuan ，WU Yu－wei （College of Mechanical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，China ） Abstrac t ：Vehicular aerodynamics greatly influence the power performance ，economic efficiency and the operating performance of vehicles．In this paper ，three－dimensional model of some car is set up by Pro ／E ，and numerical simulation to its external flow field is processed by the CFD analysis software FLUENT．Meanwhile ，visualized analysis is done on the results．The simulated data could be of some value for further analysis of the automotive aerodynamic properties．Keywords ：vehicular aerodynamics ；CFD ；external flow field ；FLUENT 收稿日期：2009－05－21 基金项目：重型载重汽车环境指标控制研究（800104／02990005）作者简介：李萍锋（1985－），男，浙江诸暨人，在读硕士，研究方向：汽车现代设计与理论。 农业装备与车辆工程 AGRICULTURAL EQUIPMENT &VEHICLE ENGINEERING 2009年第9期（总第218期） No．92009 （Totally 218） 引言 汽车空气动力学是研究汽车与周围空气作相对运动时两者之间相互作用力的关系及运动规律的科学，它属于流体力学的一个重要组成部分。汽车行驶时与空气产生复杂的相互作用，这对汽车的行驶状态影响很大，特别是汽车高速行驶时会承受强大的气动力作用。众所周知，汽车行驶时受到的气动力是与汽车速度平方成正比，而汽车克服气动阻力所消耗的功率和燃料是随车速的三次方急剧增加的。因此，使汽车具有良好的形状以降低汽车的气动阻力，不但可以提高汽车的动力性，而且还可以提高汽车的燃料经济性。对于高速汽车来说，空气动力稳定性是汽车高速安全行驶的前提。 1空气动力学的研究方法 汽车空气动力学研究的方法可分为理论分析、 数值计算和实验三大类，三种方法相互补充、相互促进。随着计算机技术的发展，汽车的计算机辅助空气动力学CAA(Computer Aided Aerodynamics)近年来发展迅猛，已经和理论分析计算及实验具有同等 的重要性。目前对流体或流场进行有效数值计算的 CFD (Computational Fluid Dynamics)方法，已经能够 用来预测或解决一些理论解析法及实验法难以处理的复杂流动问题，模拟部分风洞实验环节等优点。同时，CFD 方法被越来越多地应用到了汽车设计中。 汽车CFD 方法的实质，就是通过对作为边界的车身外表面以及流场的网格划分，把这些偏微分方程或积分方程离散化，即变成大型代数方程组使之代数化，并采用适当的矩阵代数算法，得到汽车外部流场的近似数值解，以便了解汽车周围流速、压力等的分布情况，进而确定汽车的气动特性与参数。汽车 CFD 按其采用的数值解题方式可以归有限差分法、 有限元法和边界元法。 2汽车的实体建模和网格划分 研究采用Pro/E 软件来建立轿车三维模型（图 1）。模型参考原车的基本参数：车长3920mm ，车宽1680mm ，车高1499mm ，轴距2480mm ，轮胎185/ 图1轿车三维模型 10··
FLUENT软件学习报告 一、软件简介 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 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。 从本质上讲，FLUENT只是一个求解器。FLUENT本身提供的主要功能包括导入网格模型、提供计算的物理模型、施加边界条件和材料特性、求解和后处理。FLUENT支持的网格生成软件包括GAMBIT、TGRid、prePDF、GeoMesh和其他CAD/CAE软件包。 二、软件使用方法 本学习报告将以一简单算例—台阶运动演示FLUENT软件与GAMBIT及CAD 的结合使用。 2.1 物理模型 二维后台阶运动的计算区域如图2-1所示。计算区域为0.4m×1.2m,台阶长度为0.2m，高度为0.1m。 2.2在CAD中生成几何模型 在CAD中按下列步骤生成如图2-1几何模型：
（1）绘制求解区域形状。 （2）调用PEDIT命令，将构成台阶及边界的线生成多段线。 （3）调用REGION命令，将多段线形成的封闭区间生成区域。 （4）调用EXPORT命令，将绘图结果导出为ASCI格式文件命名为台阶，以便在GAMBIT中进行后续处理。 图2-2是在AUTOCAD中绘制的后台阶绕流的几何模型，该结果包含一个局域。 2.3在GAMBIT中划分网格 在AUTOCAD中生成了一个二维台阶的几何模型，该模型包含一个区域，现在转入到GAMBIT中进行网格划分。 按照导入几何模型、生成流体区域、划分网格、定义边界类型和区域类型的步骤完成GAMBIT划分网格的工作。网格划分完成后输出保存为MSH格式的网格文件。绘制结果如图2-3. 图2-3 网格
河北工业大学 毕业设计说明书(论文) 作者：田野学号：110324学院：机械工程学院 系(专业)：车辆工程 题目：汽车外流场分析研究 指导者：武一民教授 (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2015 年 6 月 8 日
目录 1 绪论 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外发展状况 (2) 1.3 毕业设计的主要内容 (4) 2 汽车外流场分析的理论基础 (5) 2.1 引言 (5) 2.2 气动力 (5) 2.3 负升力产生原理 (6) 2.4 负升力与操纵稳定性 (7) 2.5 空气动力学套件 (7) 2.6 流体数值模拟的理论基础 (11) 3 赛车外流场分析 (15) 3.1 赛车车身模型的建立及简化 (15) 3.2 划分网格 (16) 3.3 边界条件的设定 (17) 3.4 FLUENT计算结果 (19) 3.5 赛车仿真结果分析 (19) 4 空气动力学套件方案确定 (23) 4.1 前翼的设计 (23) 4.2 尾翼的设计 (26) 5 加装动力学套件后赛车仿真结果分析 (29) 5.1赛车模型的建立 (29) 5.2赛车仿真结果分析 (29) 结论 (33) 参考文献 (34) 致谢 (35)
1 绪论 1.1 研究背景及意义 随着汽车工业的不断发展，汽车的外部造型和气动特性受到了越来越多的关注和重视。汽车的性能在很大程度上受汽车气动力的影响，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响是非常大的，因此汽车高速、安全行驶的必要前提之一就是具有良好的空气动力性能。因此，在汽车的开发中，对汽车空气动力性能的研究越来越得到汽车制造商的重视。 空气动力是来自于汽车外部的约束，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、稳定性、安全性、操纵性、舒适性等，还会间接地影响汽车的外观及审美的流行趋势[1]。汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力、升力、侧向力、横摆气动力矩、纵倾气动力矩、侧倾气动力矩六个分量[2]。在这六个分量中，汽车空气阻力所消耗的动力和滚动摩擦所消耗的动力是大小相当的，因此气动阻力系数就成为了衡量汽车空气动力性能的最基本的一个参数，也就是说如何降低汽车的空气阻力系数成为汽车空气动力学最重要的一项研究内容。减小汽车行驶时的空气阻力最常用的方法包括减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数，通常来说，汽车的体积大小决定了汽车迎风面积的大小，车身外部造型决定空气阻力的大小。因此，将汽车车身紧凑化和流线形化是改善汽车气动性能最主要的两种方法。若汽车的气动造型不合适，在汽车在高速行驶的时候，所受升力的作用可能会使得汽车轮胎的附着力减小而导致打滑，而侧向气动力还特别容易引起汽车的跑偏，使得汽车的操纵稳定性有所下降[3]。不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应，从而影响到汽车的各项行驶性能。良好的气动造型设计应该具有较小的阻力系数。世界汽车造型的发展基本与降低风阻系数的技术研究同步，从箱型、流线型、船型到鱼型和契型，每一次造型风格变化都带来了风阻系数的大幅降低[4]。对车速较高的车辆，除了随车速平方增加的气动阻力外，气动升力和气动侧力带来的操纵稳定性问题也是需要考虑问题。不合理的气动造型设计将会造成发飘、转向性能变差等操纵失调问题[5]。
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：
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:\users a） 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。 几种主要文件形式： jou文件-日志文档，可以编辑运行； dbs文件-gambit工作文件； msh文件-从gambit输出得网格文件； cas文件-经fluent定义后的文件； dat文件-经fluent计算数据结果文件。 第二章专用的CFD前置处理器——Gambit GAMBIT软件是面向CFD的前处理器软件，它包含全面的几何建模能力和功能强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT可以生成FLUENT5、FLUENT4.5、FIDAP、POLYFLOW等求解器所需要的网格。Gambit软件将功能强大的几何建模能力和灵活易用的网格生成技术集成在一起。使用Gambit软件，将大大减小CFD 应用过程中，建立几何模型和流场和划分网格所需要的时间。用户可以直接使用Gambit软件建立复杂的实体模型，也可以从主流的CAD/CAE系统中直接读入数据。Gambit软件高度自动化，所生成的网格可以是非结构化的，也可以是多种类型组成的混合网格。 一. Gambit图形用户界面：