Fluent介绍及数值模型
- 格式:pdf
- 大小:1.19 MB
- 文档页数:27
想起CFD,人们总会想起FLUENT,丰富的物理模型使其应用广泛,从机翼空气流动到熔炉燃烧,从鼓泡塔到玻璃制造,从血液流动到半导体生产,从洁净室到污水处理工厂的设计,另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械,气动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应用。
今天,全球数以千计的公司得益于FLUENT的这一工程设计与分析软件,它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛,是目前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其用户界面友好,算法健壮,新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。
长期以来,功能强大的模块,易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT成为企业选择CF D软件时的首选。
网格技术,数值技术,并行计算计算网格是任何CFD计算的核心,它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使用非结构化网格技术,这就意味着可以有各种各样的网格单元:二维的四边形和三角形单元,三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。
这些网格可以使用FLUENT的前处理软件GAMBIT自动生成,也可以选择在ICEM CFD工具中生成。
六面体核心网格四边形平铺网格在目前的CFD市场, FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并行计算能力适用于NT,Linux或Unix平台,而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。
动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能,通过调整各处理器间的网格分配平衡各CPU的计算负载。
并行速度的比较湍流和噪声模型FLUENT的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿,它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等,随着计算机能力的显著提高,FLUENT已经将大涡模拟(LES)纳入其标准模块,并且开发了更加高效的分离涡模型(DES),FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。
想起CFD,人们总会想起FLUENT,丰富的物理模型使其应用广泛,从机翼空气流动到熔炉燃烧,从鼓泡塔到玻璃制造,从血液流动到半导体生产,从洁净室到污水处理工厂的设计,另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械,气动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应用。
今天,全球数以千计的公司得益于FLUENT的这一工程设计与分析软件,它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛,是目前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其用户界面友好,算法健壮,新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。
长期以来,功能强大的模块,易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT受到企业的青睐。
网格技术,数值技术,并行计算计算网格是任何CFD计算的核心,它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使用非结构化网格技术,这就意味着可以有各种各样的网格单元:二维的四边形和三角形单元,三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。
这些网格可以使用FLUENT的前处理软件GAMBIT自动生成,也可以选择在ICEM CFD工具中生成。
在目前的CFD市场, FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并行计算能力适用于NT,Linux或Unix平台,而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。
动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能,通过调整各处理器间的网格分配平衡各CPU的计算负载。
湍流和噪声模型FLUENT的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿,它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等,随着计算机能力的显著提高,FLUENT已经将大涡模拟(LES)纳入其标准模块,并且开发了更加高效的分离涡模型(DES),FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。
fluent计算模型总体设置内容:计算模型是一种基于有限体积法的通用计算流体动力学()软件,广泛应用于工业领域。
在使用进行数值模拟时,需要合理设置计算模型的总体参数,以确保计算结果的准确性和收敛性。
以下是计算模型的一些常见总体设置:1. 选择求解器类型提供了基于密度的求解器和基于压力的求解器两种求解器类型。
密度求解器适用于高速压缩性流动问题,而压力求解器适用于低速不可压缩或微压缩流动问题。
2. 设置物理模型根据具体问题的特点,需要选择合适的物理模型,如层流模型、湍流模型、多相流模型、燃烧模型等。
正确选择物理模型对模拟结果的准确性至关重要。
3. 设置材料属性需要为模拟中涉及的所有流体和固体材料定义其物理属性,如密度、粘度、热导率等。
对于复杂材料,可能需要编写用户自定义函数()来描述其物性。
4. 设置边界条件边界条件是模拟的关键部分,需要根据实际问题合理设置入口、出口、壁面等边界条件。
边界条件的设置直接影响计算结果的准确性。
5. 设置计算域网格计算域网格的质量对模拟结果有重大影响。
需要根据几何形状和流动特征,选择合适的网格类型(结构化或非结构化)和网格加密策略,以确保网格质量。
6. 设置收敛判据需要设置合理的收敛判据,如残差目标、监视面上的通量平衡等,以确定计算何时可以终止。
收敛判据的设置直接关系到计算结果的可靠性。
7. 设置计算控制参数根据问题的复杂程度,可能需要调整一些计算控制参数,如欠松弛因子、显式松弛因子等,以提高计算的稳定性和收敛速度。
8. 设置计算策略对于某些复杂问题,可能需要采用特殊的计算策略,如多重网格技术、动态网格技术等,以提高计算效率和结果精度。
合理设置计算模型的总体参数对于获得准确可靠的模拟结果至关重要。
这需要对流体力学理论和技术有深入的理解,并结合具体问题的特点进行合理设置。
FLUENT软件简介FLUENT软件简介FLUENT软件产品特点及功能简介FLUENT简介在过去的⼆⼗多年间,FLUENT已成为了全球领先的商⽤流体分析软件,它采⽤流体动⼒学(CFD)的数值模拟技术,为全球范围内的各个⾏业的⼯程师提供流体问题的解决⽅案,是当今全球应⽤范围最⼴泛,功能强⼤的商业CFD软件。
FLUENT——值得信赖的CFD软件想起CFD,⼈们总会想起FLUENT,丰富的物理模型使其应⽤⼴泛,从机翼空⽓流动到熔炉燃烧,从⿎泡塔到玻璃制造,从⾎液流动到半导体⽣产,从洁净室到污⽔处理⼯⼚的设计,另外软件强⼤的模拟能⼒还扩展了在旋转机械,⽓动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应⽤。
今天,全球数以千计的公司得益于FLUENT的这⼀⼯程设计与分析软件,它在多物理场⽅⾯的模拟能⼒使其应⽤范围⾮常⼴泛,是⽬前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其⽤户界⾯友好,算法健壮,新⽤户容易上⼿等优点⼀直在⽤户中有着良好的⼝碑。
长期以来,功能强⼤的模块,易⽤性和专业的技术⽀持所有这些因素使得FLUENT成为企业选择CFD软件时的⾸选。
FLUENT——⽹格技术,数值技术,并⾏计算计算⽹格是任何CFD计算的核⼼,它通常把计算域划分为⼏千甚⾄⼏百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使⽤⾮结构化⽹格技术,这就意味着可以有各种各样的⽹格单元:⼆维的四边形和三⾓形单元,三维的四⾯体核⼼单元、六⾯体核⼼单元、棱柱和多⾯体单元。
这些⽹格可以使⽤FLUENT的前处理软件AnsysMeshing⾃动⽣成,也可以选择在ICEM CFD⼯具中⽣成。
在⽬前的CFD市场, FLUENT以其在⾮结构⽹格的基础上提供丰富物理模型⽽著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法⼤⼤减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并⾏计算能⼒适⽤于NT,Linux或Unix平台,⽽且既适⽤单机的多处理器⼜适⽤⽹络联接的多台机器。
一、概述本文旨在探讨ANSYS Fluent软件中幂律模型的应用。
幂律流动模型是一种描述非牛顿流体行为的数学模型,适用于多种工程问题的数值模拟。
在本文中,将介绍幂律模型的理论基础、ANSYS Fluent中的实现方法以及模拟案例分析等内容,以期为工程领域的研究人员和工程师提供参考。
二、幂律模型理论基础1. 幂律流动模型的基本概念幂律流动模型是描述非牛顿流体行为的数学模型之一,其流动特性由幂律指数描述。
当流体的粘度随着应力的增加而降低时,可以采用幂律模型描述其流动行为。
幂律模型的基本方程可以表示为:$$\tau = K (\frac{du}{dy})^{n-1}\frac{du}{dy}$$其中,τ为剪切应力,K为流变常数,u为流速,y为坐标,n为幂律指数。
当n=1时,恢复为牛顿流体模型。
幂律指数n越小,流体越趋于塑性流体;幂律指数n越大,流体越趋于做性流体。
2. 幂律模型的应用领域在实际工程中,幂律模型广泛应用于液态金属、聚合物熔体、润滑油、颗粒悬浮体等非牛顿流体的研究和工程计算中。
在金属挤压成形、聚合物熔融注射成形、油润滑液压系统等领域中,幂律模型都扮演着重要的角色。
三、ANSYS Fluent中的幂律模型1. 幂律模型的设置方法在ANSYS Fluent软件中,设置幂律模型可以通过定义非牛顿模型来实现。
用户可以在“材料”设置中选择非牛顿流体模型,并设定幂律指数n以及流变常数K等参数。
还可以根据实际情况设置流体的密度、粘度等物性参数。
2. 幂律模型的计算方法在进行数值模拟时,ANSYS Fluent会根据设定的幂律模型,在计算过程中考虑非牛顿流体的流动特性。
通过求解流体动力学方程以及非牛顿流体的本构关系,可以得到非牛顿流体在工程系统中的流动状态、剪切应力分布等关键参数。
四、幂律模型在工程案例中的应用1. 金属挤压成形模拟以金属挤压成形为例,应用ANSYS Fluent中的幂律模型,可以对金属在挤压过程中的流动行为进行数值模拟。
本文内容摘自《精通CFD工程仿真与案例实战》。
实际上也是帮助文档的翻译,英文好的可直接参阅帮助文档。
FLUENT中的湍流模型很多,有单方程模型,双方程模型,雷诺应力模型,转捩模型等等。
这里只针对最常用的模型。
1、湍流模型描述
现阶段受计算机内存和CPU处理能力的限制,还不能画出足够细的网格,以适应DNS求解的需要;湍流模式理论忽略了大涡的各向异性,平均运算将脉动量的全部细节一律抹平,丢失了包含在脉动量中大量的有重要意义的信息,模拟流场与实际相差也较大,只能作为一种工程参考。
与这两类计算方法相比大涡模拟(LES)有着不可比拟的优点。
大涡模拟方法将雷诺平均方法和直接模拟方法相结合,对湍流的大尺度分量直接进行数值计算,而小尺度分量对大涡的影响则建立模型模拟。
这种方法比直接数值模拟的计算规模小,有实现的可行性;但又比传统的湍流模式理论具有更广泛的适应性。
因而现今采用大涡模拟方法来模拟流场是一种较好的折衷方法。
本文采用大涡模拟(LES)研究旋风流场中的湍流结构。
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。
ANSYSFLUENT介绍ANSYSFLUENT是ANSYS公司的一款计算流体力学(CFD)软件,它是一种用于模拟和分析流体行为和流动现象的工程仿真软件。
ANSYSFLUENT具有丰富的功能和强大的计算能力,在各种工程领域中得到了广泛的应用,包括汽车设计、航空航天工程、能源领域、生物医学工程等。
本文将对ANSYSFLUENT的特点、适用领域、功能以及其在工程领域的应用进行详细介绍。
1.多物理场耦合:ANSYSFLUENT可以同时模拟多种物理现象,包括流体流动、热传导、传质、化学反应等。
它可以模拟多相流动、湍流流动、多组分混合等复杂情况,能够模拟各种真实世界中的复杂流体行为。
2.强大的计算能力:ANSYSFLUENT采用了先进的数值计算方法和高效的求解算法,能够处理大规模的流体力学问题。
它支持并行计算,可以利用多个计算节点进行并行求解,提高计算速度和效率。
3.用户友好的界面:ANSYSFLUENT具有直观易用的界面,用户可以通过图形界面进行建模、设置求解参数和后处理数据。
它还提供了丰富的教程和帮助文档,帮助用户快速上手并解决实际问题。
4.多种数据输出和后处理功能:ANSYSFLUENT可以输出各种流动参数和数据,如速度、压力、温度、浓度等。
它还提供了强大的后处理功能,可以进行可视化分析、动画显示、流线追踪等,方便用户对模拟结果进行分析和评估。
1.汽车设计:ANSYSFLUENT可以模拟汽车的空气动力学性能,如空气阻力、气动噪声、冷却系统效果等。
它能够帮助设计师优化汽车外形和气动布局,提高汽车的性能和燃油效率。
2.航空航天工程:ANSYSFLUENT可以模拟飞机、火箭等飞行器的气动特性,如升力、阻力、空气动力学热效应等。
它可以帮助航空航天工程师优化飞行器的设计,提高飞行器的性能和安全性。
3.能源领域:ANSYSFLUENT可以模拟火力发电厂、核电站、风力发电机等能源设备的热流体特性,如燃烧过程、热传导、流动分布等。