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Pressure-Based Solver是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和Coupled Solver，其实也就是Pressure-Based Solver的两种处理方法；Density-Based Solver 应该是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。
Preconditioning方法应该是以压力、速度、晗值为原始变量，以时间推进方法(TMM)为基础，能够将可压和不可压流场计算方法统一起来。
Segregated方法是基于压力，而coupled求解是基于密度的。
这样就使得segregated求解低速流动较好，而coupled求解音速/超音速问题较好。
不推荐使用coupled求解马赫数低于4的流动。
但是速度越高，需要的网格就越多（因为segregated 趋向于“平滑”波动），所以必须多加注意划分网格。
分离式求解器(Segregated Solver)以前主要用于不可压缩流动和微可压流动，而耦合式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，但总的来讲，当计算高速可压流动时，耦合式求解器比分离式求解器更有优势。
分离式求解器是顺序的、逐一的求解各方程（关于u,v,w,p和T 的方程），也就是先在全部网格上解出一个方程（如u动力方程）后，再解另外一个方程（如v动量方程）。
由于控制方程是非线性的，且相互之间是耦合的，因此，在得到收敛街之前，要经过多轮迭代。
三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析在工程和生活中，圆管内的流动是最常见也是最简单的一种流动，圆管流动有层流和紊流两种流动状况。
层流，即液体质点作有序的线状运动，彼此互不混掺的流动；紊流，即液体质点流动的轨迹极为紊乱，质点相互掺混、碰撞的流动。
雷诺数是判别流体流动状态的准则数。
本研究用CFD 软件来模拟研究三维圆管的紊流流动状况，主要对流速分布和压强分布作出分析。
1 物理模型三维圆管长2000mm l =，直径100mm d =。
流体介质：水，其运动粘度系数62110m /s ν-=⨯。
Inlet ：流速入口，10.005m /s υ=，20.1m /s υ= Outlet ：压强出口Wall ：光滑壁面，无滑移2 在ICEM CFD 中建立模型2.1 首先建立三维圆管的几何模型Geometry2.2 做Blocking因为截面为圆形，故需做“O ”型网格。
2.3 划分网格mesh注意检查网格质量。
在未加密的情况下，网格质量不是很好，如下图因管流存在边界层，故需对边界进行加密，网格质量有所提升，如下图2.4 生成非结构化网格，输出fluent.msh 等相关文件3 数值模拟原理紊流流动当以水流以流速20.1m /s υ=，从Inlet 方向流入圆管，可计算出雷诺数10000υdRe ν==，故圆管内流动为紊流。
假设水的粘性为常数（运动粘度系数62110m /s ν-=⨯）、不可压流体，圆管光滑，则流动的控制方程如下：①质量守恒方程：()()()0u v w t x y zρρρρ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ (0-1)②动量守恒方程：2()()()()()()()()()()[]u uu uv uw u u ut x y z x x y y z z u u v u w p x y z xρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-2)2()()()()()()()()()()[]v vu vv vw v v v t x y z x x y y z z u v v v w px y z yρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-3)2()()()()()()()()()()[]w wu wv ww w w w t x y z x x y y z z u w v w w px y z zρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-4)③湍动能方程：()()()()[())][())][())]t t k k t k k k ku kv kw k k t x y z x x y yk G z zμμρρρρμμσσμμρεσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-5)④湍能耗散率方程：212()()()()[())][())][())]t t k k t k k u v w t x y z x x y y C G C z z k kεεμμρερερερεεεμμσσμεεεμρσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-6)式中，ρ为密度，u 、ν、w 是流速矢量在x 、y 和z 方向的分量，p 为流体微元体上的压强。
fluent压力损失计算流程
计算流体在管道中的压力损失是工程领域中非常重要的问题，特别是对于设计和运行液体或气体输送系统的工程师和技术人员来说。
在FLUENT（一种流体力学仿真软件）中进行压力损失的计算可以通过以下步骤来实现：
1. 准备工作，首先，需要准备好要进行模拟的流体系统的几何形状和边界条件。
这包括管道的尺寸、形状、入口和出口的流体速度、压力等信息。
2. 网格生成，接下来，需要对流体系统进行网格划分。
FLUENT 提供了丰富的网格生成工具，可以根据实际情况生成适合的网格结构。
3. 定义流体模型，在进行压力损失计算之前，需要定义流体的物性参数，如密度、粘度等。
此外，还需要选择适当的流体模型，如雷诺平均Navier-Stokes（RANS）模型或拉格朗日模型等。
4. 设置边界条件，在FLUENT中，需要设置管道入口和出口的流体速度、压力等边界条件。
这些边界条件将影响压力损失的计算
结果。
5. 启动计算，一旦完成了前面的准备工作，就可以启动FLUENT进行压力损失的计算。
FLUENT将根据设定的边界条件和流体模型进行数值模拟，并计算出流体在管道中的压力分布。
6. 分析结果，最后，需要对FLUENT计算得到的压力分布进行分析，从而得到流体在管道中的压力损失情况。
可以通过查看压力云图、流线图等来直观地了解压力损失的分布情况。
总的来说，使用FLUENT进行压力损失的计算需要对流体力学和计算流体动力学有一定的了解，同时需要熟练使用FLUENT软件的各项功能和工具。
通过以上步骤，可以比较准确地计算出流体在管道中的压力损失，为工程实践提供重要的参考依据。
fluent流体工程仿真计算实例与应用1. 引言随着计算机技术的发展，流体动力学仿真技术在工业领域得到广泛的应用。
FLUENT是流体动力学仿真中非常常用的软件之一，用于求解复杂流场问题。
本文将介绍FLUENT的基本原理以及其在工程中的应用。
2. FLUENT的基本原理FLUENT采用了基于有限体积法和压力关联法的数值方法。
它将流体域离散化为一个网格，然后在网格中进行求解。
由于压力和速度是流体动力学中的基本物理量，因此FLUENT采用了压力关联法来处理这些量。
此外，FLUENT还采用了基于高阶差分方法的离散化方法，以提高数值计算的精度。
3. FLUENT的应用3.1 汽车行业汽车行业是FLUENT应用的重要领域之一。
在这个领域，FLUENT主要用于汽车设计的空气动力学分析。
通过FLUENT可以得到汽车各个部件的气流分布、流体阻力等重要参数，有助于车辆的设计和优化。
3.2 能源行业在能源行业，FLUENT被广泛用于燃烧和气流分析。
通过FLUENT可以得到燃烧过程中的温度、浓度等关键参数，有助于燃烧控制和优化。
此外，FLUENT还可以用于风力发电机的设计和优化。
3.3 航空航天行业在航空航天行业，FLUENT主要用于飞机的空气动力学分析。
通过FLUENT可以得到飞机的升力、阻力、气流分布等关键参数，有助于飞机的设计和优化。
4. 结论FLUENT是一款非常常用的流体动力学仿真软件，广泛应用于汽车、能源、航空航天等多个领域。
通过FLUENT可以得到流体动力学分析中的关键参数，有助于工程师做出更好的设计和优化。
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展了数值研究，通过结果比照，分析了雷诺数、柱体形状对柱体绕流阻力、升力以与涡脱频率的影响。
一般而言，Re数越大，方柱的阻力越大，圆柱体如此不然；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、风工程与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与材料的疲劳，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展过细致的研究，特别是圆柱所受阻力、升力和涡脱落以与涡致振动问题。
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 d与Strouhal 数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与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方程进展求解。
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、升力与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展了二维模拟，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个间距进展了数值分析。
计算均在Re = 200 的非定常条件下进展。
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。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
luent中一些问题----(目录)1 如何入门2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2.1 理想流体（Ideal Fluid）和粘性流体（Viscous Fluid）2.2 牛顿流体（Newtonian Fluid）和非牛顿流体（non-Newtonian Fluid）2.3 可压缩流体（Compressible Fluid）和不可压缩流体（Incompressible Fluid）2.4 层流（Laminar Flow）和湍流（Turbulent Flow）2.5 定常流动（Steady Flow）和非定常流动（Unsteady Flow）2.6 亚音速流动(Subsonic)与超音速流动（Supersonic）2.7 热传导（Heat Transfer）及扩散（Diffusion）3 在数值模拟过程中，离散化的目的是什么？如何对计算区域进行离散化？离散化时通常使用哪些网格？如何对控制方程进行离散？离散化常用的方法有哪些？它们有什么不同？3.1 离散化的目的3.2 计算区域的离散及通常使用的网格3.3 控制方程的离散及其方法3.4 各种离散化方法的区别4 常见离散格式的性能的对比（稳定性、精度和经济性）5 流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范围是什么？6 可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解时反而比可压缩流动有更多的困难？6.1 可压缩Euler及Navier-Stokes方程数值解6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解7 什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？8 在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？9 在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？10 在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？11 在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克服这种情况呢？12 在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？b、计算域内的内部边界如何处理（2D）？13 为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？14 20 何为流体区域（fluid zone）和固体区域（solid zone）？为什么要使用区域的概念？FLUENT是怎样使用区域的？15 21 如何监视FLUENT的计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22 什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscous rate”超过了极限值，此时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24 在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26 什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始化中的“patch”怎么理解？27 什么叫PDF方法？FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33 如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34 在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35 在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图插入到论文中来说明问题？36 在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨道（如20微米的粒子）？37 在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？湍流参数的定义方法有哪些？各自有什么不同？38 在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39 分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？44 在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。
fluent中升力的计算摘要：1.引言2.升力的概念与计算公式3.Fluent 中升力的计算方法4.影响升力计算的因素5.总结正文：升力是流体力学中一个重要的概念，尤其在飞行器设计中，对升力的精确计算有着至关重要的意义。
在Fluent 这款流体仿真软件中，升力的计算也是一个重要的环节。
本文将详细介绍Fluent 中升力的计算方法及影响升力计算的因素。
首先，我们需要了解升力的概念和计算公式。
升力是指流体对物体垂直于流速方向的力，通常用L 表示。
其计算公式为：L = 1/2 * ρ * V^2 * S * Cd，其中ρ为流体密度，V 为流速，S 为物体的迎风面积，Cd 为阻力系数。
在Fluent 中，升力的计算方法遵循上述公式，但需要注意的是，Fluent 中的升力计算是在壁面上的，因此需要设置壁面类型为“walls”，并指定相应的升力系数。
此外，在Fluent 中计算升力时，还需要考虑湍流模型、壁面函数和网格划分等因素。
影响升力计算的因素主要有以下几点：1.湍流模型：Fluent 中有多种湍流模型可供选择，如k-ε模型、k-ω模型等。
不同的湍流模型对升力的计算结果有一定的影响。
因此，在计算升力时，需要根据实际问题选择合适的湍流模型。
2.壁面函数：在Fluent 中，壁面函数用于描述流体与壁面的相互作用。
选择合适的壁面函数对升力的计算结果至关重要。
通常情况下，采用壁面函数可以提高升力计算的准确性。
3.网格划分：网格划分的质量和数量直接影响Fluent 计算结果的准确性。
因此，在进行升力计算时，需要确保网格划分的质量和数量满足要求。
综上所述，Fluent 中升力的计算方法遵循升力公式，但在实际操作过程中，还需要考虑湍流模型、壁面函数和网格划分等因素。
基于CFD方法的双体风电交通运维船改造的航速估算赵敏华;关超;吴静萍【摘要】关于船舶改造,在设计阶段快速而又准确地估算航速相当重要.文章介绍针对某双体风电交通运维船的改造,采用数值仿真技术预报其航速.首先使用计算流体力学(CFD)商业软件FLUENT,对船舶在静水中的黏性阻力展开数值计算.然后通过黏性阻力占总阻力的比例,估算船舶的总阻力,绘制推进阻力曲线.从推进阻力曲线与螺旋桨的有效功率的交点即可估算出该船的航速.为了得到高精度黏性阻力计算结果,在船体表面附近网格加密,采用SST k-ω湍流模式,速度与压强耦合采用SIMPLC 方法,其它离散采用二阶迎风格式.数值方法预报船舶黏性阻力技术相当成熟,发表的数值预报结果供读者参考.【期刊名称】《中国修船》【年(卷),期】2018(031)002【总页数】4页(P13-16)【关键词】航速预报;数值模拟;黏性阻力;双体船【作者】赵敏华;关超;吴静萍【作者单位】天津新港船舶重工有限责任公司,天津300452;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063;武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U656.2关于船舶改造，在设计阶段快速而又准确地估算航速相当重要。
航速估算可以通过不同航速下阻力估算得到船舶的推进阻力曲线;然后根据主机功率和螺旋桨推进系数计算螺旋桨的有效功率，从而由推进阻力曲线和有效功率估算出航速［1］。
螺旋桨的有效功率通过估算船厂提供的主机功率或螺旋桨收到效率，考虑螺旋桨敞水效率、船身效率的影响，参考教材提供的数据［1］，估计1个敞水效率和船身效率，最后得到有效功率。
船舶主机功率确定之后，螺旋桨的有效功率比较容易估算，关键问题在于船舶的总阻力的估算。
船舶在波浪中航行，阻力主要包括黏性阻力、兴波阻力、空气阻力和波浪增阻4大部分。
对于中低速排水量型船舶，其中黏性阻力是主要部分，其它阻力成份，如兴波阻力、空气阻力和波浪增阻，各占一定比例［2］。
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RNＧk-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Ｓｔｒｏｄuhal 数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。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
fluent壁面摩擦损失(耗散熵产)的计算方法【最新版6篇】目录（篇1）1.引言2.fluent 软件介绍3.壁面摩擦损失的定义和计算方法4.耗散熵产的定义和计算方法5.fluent 中壁面摩擦损失和耗散熵产的计算设置6.结论正文（篇1）1.引言在流体动力学分析中，壁面摩擦损失和耗散熵产是两个重要的概念。
壁面摩擦损失指的是流体在壁面上由于摩擦力作用而损失的动能，而耗散熵产则是流体由于粘性作用而产生的熵增。
对于这两个概念的计算，fluent 软件提供了一种有效的方法。
2.fluent 软件介绍fluent 是一款广泛应用于流体动力学分析的商业软件，其强大的计算能力和丰富的功能得到了广大用户的认可。
在 fluent 中，用户可以通过设置各种物理参数和边界条件，对流体动力学问题进行模拟和分析。
3.壁面摩擦损失的定义和计算方法壁面摩擦损失，也称为壁面阻力，是指流体在壁面上由于摩擦力作用而损失的动能。
在 fluent 中，壁面摩擦损失可以通过设置壁面阻力系数和壁面条件来计算。
4.耗散熵产的定义和计算方法耗散熵产是指流体由于粘性作用而产生的熵增。
在 fluent 中，耗散熵产可以通过设置湍流模型和湍流边界条件来计算。
5.fluent 中壁面摩擦损失和耗散熵产的计算设置在 fluent 中，要计算壁面摩擦损失和耗散熵产，首先需要设置壁面阻力系数和壁面条件。
壁面阻力系数可以通过设置壁面类型和壁面粗糙度来获取。
壁面条件则需要设置壁面边界条件，如无滑动边界条件或滑动边界条件。
目录（篇2）1.壁面摩擦损失的定义2.fluent 软件介绍3.fluent 中壁面摩擦损失的计算方法4.耗散熵产的概念及其在壁面摩擦损失中的应用5.fluent 中耗散熵产的计算方法6.总结正文（篇2）一、壁面摩擦损失的定义壁面摩擦损失，又称为壁面摩擦阻力，是指流体在通过壁面时，由于壁面的粗糙度，流体与壁面之间产生的摩擦力所导致的能量损失。
这种能量损失以耗散熵产的形式表现，是流体动力学中一个重要的研究内容。
超音速飞行是指飞行速度超过音速的飞行状态。
在超音速飞行中，飞行器面临着诸多挑战，其中之一便是气动力学问题。
而研究超音速飞行的气动力学问题，则需要涉及到总压和静压的概念及其计算公式。
总压和静压是描述流体流动状态的重要物理量，它们在超音速飞行中起着至关重要的作用。
在气动力学领域中，我们通常会涉及到流体的总压和静压，它们分别对应着飞机在飞行过程中遇到的不同情况。
下面我们将详细介绍总压和静压的概念及其计算公式。
一、总压总压是指流体在流动过程中的一种压力状态，它包括了动压和静压两部分。
动压是由于流体流动而产生的压力，而静压则是流体静止时的压力。
总压可以被理解为流体在流动过程中所具有的总压力。
总压的计算公式为：P0 = P + 0.5ρv^2其中，P0代表总压，P代表静压，ρ代表流体的密度，v代表流体的流速。
在超音速飞行中，总压对于飞机的设计和性能具有重要影响。
在超音速飞行时，流体的速度较大，因此动压部分所占比重较大，总压也相应增加。
了解总压的计算公式及其影响因素对于超音速飞行器的设计和性能分析至关重要。
二、静压静压是指流体在静止状态下所具有的压力。
在超音速飞行中，飞机表面会受到来自气流的冲击，这会导致飞机表面附近的气流速度增加，从而使得静压降低。
静压在超音速飞行中也具有重要作用。
静压的计算公式为：P = P0 - 0.5ρv^2其中，P代表静压，P0代表总压，ρ代表流体的密度，v代表流体的流速。
在超音速飞行中，静压的变化会直接影响到飞机的气动性能和结构设计。
准确计算和分析静压的变化对于超音速飞行器的设计和性能研究至关重要。
总压和静压是超音速飞行中重要的气动力学参数，它们的计算公式和影响因素直接关系到超音速飞行器的设计和性能。
深入研究总压和静压的变化规律对于超音速飞行器的研发具有重要意义，也是目前航空工程领域中的研究热点之一。
希望通过本文的介绍，读者能够对总压和静压有更加深入的了解，并且能够在超音速飞行器的设计和研究中加以应用。
基于场协同管件的局部阻力损失的CFD数值分析马芳芳;云和明;李永真【摘要】The five types of schemes of the suddenly shrunken pipe,reducing pipe and straight pipe has been simulated by using CFD (computational fluid dynamics) technology with water as fluid for the problems of pipe local resistance loss.The pressure field and velocity field in small space of pipe has been obtained.The synergy effect for the velocity and pressure gradient has been analysed and compared with each other schemes by using the field synergy principle,then the optimized scheme has been obtained,which can get influence factors and mechanism of local resistance loss and provide theoretical basis for design and development on the project.%针对管件局部阻力损失的问题,分别以突缩管、渐缩管、直管为研究对象,采用CFD技术对以水为流体的管件内流动的五种方案进行了数值模拟,获得各管件的压力场及速度场,基于场协同原理对其速度与压力梯度的协同效果进行分析和比较,获得管件内流体流动的局部阻力损失的影响因素及其机理,为工程上的设计和开发低流动阻力的管件提供了理论依据.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】5页(P220-224)【关键词】CFD;数值模拟;速度场;压力梯度;场协同原理;局部阻力损失【作者】马芳芳;云和明;李永真【作者单位】山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101;可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室,山东济南250101;山东省可再生能源建筑应用技术重点实验室,山东济南250101;山东建筑大学热能工程学院,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TK125阻力损失是能量消耗的主要原因[1],并且管件是工程中输送系统的必要器件，故而阻力损失关系到整个输送系统的设计以及现代化生产的各个部门的利益。
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。
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。
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。
圆柱绕流的一个重要特征是流动形态取决于雷诺数。
第50卷第2期2021年4月船海工程SHIP&OCEAN ENGINEERINGVol.50No.2Apr.2021DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2021.02.014基于CFD的船舶形状因子随缩尺比及弗劳德数变化规律分析吴思莹，丁惊雷，陈骞(上海外高桥造船有限公司，上海200120)摘要:针对实船阻力预报误差较大的问题，采用CFD软件Fluent分析某大型货船形状因子的变化规律,验证计算方法的准确性,采用叠模计算确定不同缩尺比及弗劳德数时船舶形状因子，结果表明，基于Fluent计算得到的船模阻力与模型试验结果基本吻合,计算方法准确;船舶形状因子(1+k)随缩尺比减小而增加,随弗劳德数增加而增加,主要是由于摩擦阻力占比减小/值增大。
说明实验室在实船阻力换算时对于不同速度均采用同一k值是不合理的，这也是阻力预报存在较大误差的原因之一。
关键词:阻力预报;形状因子;缩尺比;弗劳德数;CFD中图分类号:U662文献标志码:A文章编号:1671-7953(2021)02-0054-04长期以来，船模试验被认为是实船性能评估预报最准确及可靠的方法,实船阻力预报多采用模型实验方法，在此基础之上线性外插得到实船阻力。
外插方式主要有二因次法和三因次法E。
二因次法也称为弗劳德方法，其理论存在缺陷，但由于对于常规单体船型具有一定的工程应用价值且相对简便，目前仍被广泛应用。
三因次法在理论上更为合理，也是目前各水池主要采用的方法O 该换算方法引入形状因子l+i为黏压阻力与摩擦阻力比值,通过试验或数值仿真获得,对换算结果起关键性影响⑵。
三因次法中船模总阻力可表示为陰=Cf"(l+%)+心(1)式中:分别为模型总阻力系数及兴波阻力系数；Cm为摩擦阻力系数,可由国际船模试验水池会议(nrc)推荐公式计算得到。
在确保弗劳德数相等的情况下,实船总阻力系数可表示为c ts=Cm+(Cfs-Cf m)(l+耐+AC f(2)式中,ACf为实船粗糙度补偿系数;下标m代表模型;S代表实船。
fluent 船舶流体力学仿真计算工程应用基础Fluent 船舶流体力学仿真计算工程应用基础1. 引言Fluent 是一种流体力学仿真软件，广泛应用于船舶工程中。
本文将从基础概念开始，深入探讨 Fluent 在船舶流体力学仿真计算工程应用中的重要性，以及其在工程设计与优化中的作用。
2. Fluent 的基本原理2.1 Navier-Stokes 方程Navier-Stokes 方程描述了流体的运动规律，是 Fluent 软件的核心基础。
在船舶流体力学仿真中，通过求解 Navier-Stokes 方程，可以得到船舶在各种工况下的流场分布。
2.2 边界条件边界条件是 Fluent 中非常重要的概念，它决定了仿真计算的精度和可靠性。
在船舶流体力学仿真中，正确设定船体、液面和进出口的边界条件是非常关键的。
3. Fluent 在船舶工程中的应用3.1 流场分析利用 Fluent 可以对船舶的流场进行分析，包括速度分布、压力分布等。
这对于理解船舶的运动性能以及船舶在水中的受力情况非常重要。
3.2 阻力和推进力计算通过对船舶周围流场的仿真计算，可以准确地计算船舶的阻力和推进力，从而优化船体设计，提高船舶的性能和燃油经济性。
3.3 耦合仿真Fluent 可以与其他工程仿真软件耦合，如结构分析软件、传热分析软件等，实现多物理场耦合仿真。
在船舶工程中，这种方法可以综合考虑船体、船载设备和流场的相互影响。
4. 个人理解与观点通过对 Fluent 在船舶流体力学仿真计算工程应用中的基础概念和具体应用进行深入探讨，我对其重要性有了更深刻的认识。
在船舶工程设计与优化中，流体力学仿真计算已经成为不可或缺的一部分，而Fluent 作为行业标准软件，具有非常重要的地位。
我对于船舶流体力学仿真计算工程应用的理解也随之加深，相信在未来的工作中能够更好地应用这一技术，为船舶工程的发展贡献自己的力量。
5. 总结本文从 Fluent 的基本原理出发，深入探讨了其在船舶流体力学仿真计算工程应用中的重要性，以及具体的应用方法。
1 基于fluent的兴波阻力计算 本文主要研究内容 本文的工作主要涉及小型航行器在近水面航行时的绕流场及兴波模拟和阻力的数值模拟两个方面。在阅读大量文献资料的基础上，通过分析、比较上述领域所采用的理论和方法，针对目前需要解决的问题，选择合理的方法加以有机地综合运用。具体工作体现在以下几个方面： 1．本人利用FLUENT软件的前处理软件GAMBIT自主建立简单回转体潜器模型，利用FLUENT求解器进行计算，得出在不同潜深下潜器直线航行的绕流场、自由面形状及阻力系数的变化情况。 2．通过对比潜器在不同潜深情况下的阻力系数，论证了增加近水面小型航行器的深度可以有效降低阻力。通过对模型型线的改动，为近水面小型航行器的型线设计提供了一定的参考。通过改变附体形状和位置计算了附体对阻力的影响程度，为附体的优化设计提供了一定的依据。
计算模型 2
航行器粘性流场的数值计算理论 水动力计算数学模型的建立 根据流体运动时所遵循的物理定律，基于合理假设（连续介质假设）用定量的数学关系式表达其运动规律，这些表达式成为流体运动的数学模型，它们是对流体运动的一种定量模型化，称为流体运动控制方程组。根据控制方程组，结合预先给定的初始条件和边界条件，就可以求解反映流体运动的变量值，从而实现对流体运动的数值模拟预报，形成分析报告。 基于连续介质假设的流体力学中流体运动必须满足要遵循的物理定律: 1) 质量守恒定律 2）动量守恒定律 3）能量守恒定律 4）组分质量守恒方程 针对具体研究的问题，有选择的满足上述四个定律。船体的粘性不可压缩绕流运动，如果不考虑水温对水物理性质的影响，水的密度和分子粘性系数都是常数，同时没有能量的转换，就仅仅需要满足质量守恒定律、动量守恒定律。在满足这些定律下所建立的数学模型称为 Navier-Stokes方程。 另外，自由液面的存在也需要建立合适的数学模型。本文是利用 FLUENT 进行数值模拟，而软件里面关于自由液面模拟是用界面追踪方法的一种－流体体积法（VOF）,基于该方法所建立的数学模型称为流体体积分数方程。另外，高雷诺数下的水动力问题还需要考虑粘性不可压缩流体的湍流运动。对于湍流运动的数值模拟一直是流体力学数值计算的一个难点。直接数值模拟（DNS）目前还仅仅在院校中研究，而且也仅限于二维流体问题。大涡模拟（LES）向工程应用的过渡似乎还没有完成， 并且就高雷诺数问题而言， 对计算机硬件要求很苛刻。 目前，从算法的可行性、硬件要求的可实现性、完成任务所消耗时间和人力等方面看，基于湍流模型的数值计算更为工程实际所接受。本章将会对各种湍流模型加以介绍。
粘性不可压缩流体流动数学模型 连续方程 任何流动问题都必须满足质量守恒方程即：连续方程。根据连续介质假设，单位时间内流体微团的质量变化等于同时间间隔内进入微团的总净质量。按照这一定律，连续方程数学表达式写为： （2.1）
以上是在笛卡尔直角坐标系下表示，上面给出的是瞬态可压流体连续方程。由于对于潜艇粘性流场介质的不可压缩，密度ρ 为常数，引入散度算子，则方程（2.1）变成为： （2.2） 式中：速度矢量V= { u ,v, w }。上式为粘性不可压缩流体运动的连续方程。
动量方程 3
动量守恒方程也是任何流动系统都必须满足的定律。根据牛顿第二定律，流体微团中流体的动量对时间的变化等于微团所受外力之和，即：
（2.3） （2.4） （2.5） 式中，p代表流体微团所受的压力;τxx 、τxy、τxz等是因分子粘性作用而产生的作用在流体微团表面上的粘性应力τ的分量；Fx、Fy、Fz表示直角坐标系下三个方向上流体微团的体积力分量，如果体积力只有重力，且Z竖直向上，则Fx=Fy=0,Fz=-ρg。 式（2.3）～（2.5）是对任何类型的流体（包括非牛顿流体）均成立的动量守恒方程。本文研究的范围属于牛顿流体，故粘性应力τ与流体的变形率成比例，有：
（2.6） 式中，µ是动力粘度系数，λ是第二粘度，一般可取λ = −2/3，将（2.6）代入式（2.3）～（2.5）得到张量形式的动量守恒方程：
（2.7） 式（2.7）就是动量守恒方程。 方程（2.1）和（2.7）组成了控制粘性不可压缩流体运动的基本数学模型。 对于低雷诺数的层流运动，上述方程组已经可以确切描述流体运动。但湍流流动以脉动的速度场为基本特征，各速度在时间和空间上变化很快，给流场的数值模拟带来很大困难。再则，湍流是一种极度复杂的物理现象，包含无规律性，扩散性，三维涡旋波动及耗散。在实际工程计算中要对湍流进行数值模拟代价十分高昂。然而研究表明，大尺度涡在流体运动中起主要作用。由此可见，若采用时间平均、集合平均或者其他人工处理方法略去小尺度运动，将小尺度运动模型化后代入大尺度中，从而替代求解原有瞬时控制方程，就会花费较小的计算代价获得较高精度的数值解。以此为出发点，提出了将速度分解成平均值和脉动值，则瞬时速度分量u可以表达为：
（2.8） 将式（2.8）代入（2.1）和（2.7）再对时间积分就会得到下面的平均流方程。
（2.9） 4
（2.10） （2.11） 方程（2.9）是时均形式的连续方程，方程（2.10）是时均形式的 Navier-Stokes方程。方程（2.11）为 Reynolds 应力。由于式（2.7）采用的是 Reynolds 平均法，因此方程（2.10）被成为 Reynolds 平均 Navier-Stokes 方程（Reynolds-Averaged Navier-Stokes,简称 RANS 方程）。 有式（2.9）和（2.10）组成的方程组共有五个方程（RANS方程实际是3个）现在新增了 6 个 Reynolds 应力，再加上原来 4 个时均未知量，总共9 个未知量，因此，方程组不封闭，必须引入新的湍流模型（方程）才能使方程组（2.9）和（2.10）封闭。
湍流模型 为了使雷诺平均 N-S 方程（RANS 方程）封闭可解，要根据湍流的运动规律来寻求附加的条件和关系式，这就形成了不同的湍流模型。在 FLUENT 计算软件中可以供选择的湍流模型有：一方程模型Spalart-Allmaras(S-A)、两方程模型k−ε（包括S k−ε、RNG k−ε）和k-ω（包括S k-ω和SST k-ω）以及雷诺应力模型（RSM） ，下面将本文所用到的四种湍流模型加以介绍。
标准k − ε模型 (S k − ε) 标准k−ε模型是典型的两方程模型，该模型是目前应用最广泛的湍流模型。k和ε是两个基本未知量，与之相对应的输运方程为： 湍流动能k方程为：
（2.12） 湍流耗散率ε方程为：
（2.13） 式中的湍流涡粘度µ t可表示为：
（2.14） （其中=0.09，为一常数） 式中：G k式由于平均速度梯度引起的湍动能k 的产生项，G b是由于浮力引起湍动能k的产生项，Y M代表可压缩湍流中脉动扩张的贡献，C 1ε、C 2 ε和C 3 ε为经验常数，σ k和σ ε
分别是与湍动能k和耗散率ε 对应的湍流普朗特数，S k 和S ε是用户定义的源项。
模型常数C 1ε、C 2 ε、C µ、σ k、σ ε的取值为：C 1ε＝1.44, C 2 ε=1.92, Cµ =0.09, σ k =1.0, σ ε=1.3
RNG k − ε模型 RNG k−ε湍流模型是由Yakhot 及 Orzag 提出的，该模型中的 RNG 是英文 5
“renormalization group”的缩写。在RNG k−ε湍流模型中，通过在大尺度运动和修正后的粘度项体现小尺度的影响，而使这些尺度运动有系统地从控制方程中去除。所得到的k方程和ε 方程，与标准k −ε模型非常相似： 湍流动能k方程：
（2.15） 湍流耗散率ε方程：
（2.16） 与标准k −ε模型相比较发现，RNG k−ε模型的主要变化： 通过修正湍动粘度，考虑了平均流动中的旋转流动情况； 在ε方程中增加了一项，从而反映了主流的时均应变率E ij，这样，RNG k−ε模型中产生项不仅与流动情况有关，而且在同一问题中也还是空间坐标的函数。 模型常数C 1ε，C 2 ε由 RNG 理论： C 1ε＝1.42，C 2 ε=1.68, 其他常数：Cµ =0.0845, σ k =1.0, σ ε=1.3
Sk − ω模型 本文采用的Sk −ω湍流模型是基于湍流动能k 和特殊湍流动能耗散率ω 的输运方程建立起来的经验公式。是由 Wilcox在 1998 年提出的对原k − ω模型的改进模型。 湍流动能k方程为：
（2.17） 特殊耗散率ω方程为：
（2.18） Γk、Γω表示k、ω的有效扩散率，表示为：
（2.19） （2.20） σ k、σω分别为湍流动能k和湍流耗散率ω的普朗特数，湍流涡粘度µ t可表示为：
（2.21） α∗为低湍流雷诺数修正系数：
（2.22） 上式中α∗=βt /3，Re t为雷诺数：
（2.23） 6
以上各式中的常数取值为： 剪切应力输运k −ω模型(SST k −ω) SST k −ω湍流模型由 Menter 提出，该模式的湍流动能方程和湍流耗散率方程与标准Sk−ω模型的形式相似： 湍流动能k方程为：
（2.24） 特殊耗散率ω 方程为：
（2.25） Γk、Γω和µ t见式(2.18)～(2.20)，常数σ k、σω表示为：
（2.26） （2.27） 式中F 1是混合函数：
（2.28）
（2.29） （2.30） 式中：G k式由于平均速度梯度引起的湍动能k的产生项，Gω 是由于特殊湍流动能耗散率ω的产生，Dω为横向扩散项，Y k、Yω表示湍流k、ω的消耗，S k和Sε是用户定义项。
边界条件 边界条件类型简介 流体在运动的过程中会受到边界的限制，反映到物理模型上，就是要给控制方程加一些关于变量U i、P、k、ε相应的边界条件。最常见的线性边界条件有两大类：第一类边界条件(Dirichlet条件)和第二类边界条件(Neumann条件)。前者描述的是计算区域的边界或部分边界上变量的值，后者则描述边界 上变量梯度的法向分量值，即： Dirichlet条件： φ=φb 在边界上 Neumann条件： nф=φn 在边界上 式中φ为任意的物理量，n表示物体表面的单位外法线矢量，φb为给定的边界上的数
