fluent简单算例(1)

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1、第一章开始赵玉新（国防科技大学航天学院）注意：此文只用于流体力学的教学和科学研究，如若涉及到版权问题请于本人联系。本章对FLUENT做了大致的介绍，其中包括：FLUENT的计算能力，解决问题时的指导，选择解的形式。为了便于理解，我们在本章演示了一个简单的例子，该例子的网格文件在安装光盘中已准备好。引言FLUENT是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。它提供了完全的网格灵活性，你可以使用非结构网格，例如二维三角形或四边形网格、三维四面体/六面体/金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。甚至可以用混合型非结构网格。

2、它允许你根据解的具体情况对网格进行修改（细化/粗化）。对于大梯度区域，如自由剪切层和边界层，为了非常准确的预测流动，自适应网格是非常有用的。与结构网格和块结构网格相比，这一特点很明显地减少了产生“好”网格所需要的时间。对于给定精度，解适应细化方法使网格细化方法变得很简单，并且减少了计算量。其原因在于：网格细化仅限于那些需要更多网格的解域。FLUENT是用C语言写的，因此具有很大的灵活性与能力。因此，动态内存分配，高效数据结构，灵活的解控制都是可能的。除此之外，为了高效的执行，交互的控制，以及灵活的适应各种机器与操作系统，FLU

3、ENT使用client/server结构，因此它允许同时在用户桌面工作站和强有力的服务器上分离地运行程序。在FLUENT中，解的计算与显示可以通过交互界面，菜单界面来完成。用户界面是通过Scheme语言及LISPdialect写就的。高级用户可以通过写菜单宏及菜单函数自定义及优化界面。程序结构该FLUENT光盘包括：FLUENT解算器；prePDF,模拟PDF燃烧的程序；GAMBIT,几何图形模拟以及网格生成的预处理程序；TGrid,可以从已有边界网格中生成体网格的附加前处理程序；filters(translators)从CA

4、D/CAE软件如：ANSYS，I－DEAS，NASTRAN，PATRAN等的文件中输入面网格或者体网格。图一所示为以上各部分的组织结构。注意：在Fluent使用手册中"grid"和"mesh"是具有相同所指的两个单词图一：基本程序结构我们可以用GAMBIT产生所需的几何结构以及网格（如想了解得更多可以参考GAMBIT的帮助文件，具体的帮助文件在本光盘中有，也可以在互联网上找到），也可以在已知边界网格（由GAMBIT或者第三方CAD/CAE软件产生的）中用Tgrid产生三角网格，四面体网格或者混合网格，详情请见Tgrid用户手册

5、。也可能用其他软件产生FLUENT所需要的网格，比如ANSYS(SwansonAnalysisSystems,Inc.)、I-DEAS(SDRC)；或者MSC/ARIES,MSC/PATRAN以及MSC/NASTRAN(都是MacNeal-Schwendler公司的软件)。与其他CAD/CAE软件的界面可能根据用户的需要酌情发展，但是大多数CAD/CAE软件都可以产生上述格式的网格。一旦网格被读入FLUENT，剩下的任务就是使用解算器进行计算了。其中包括，边界条件的设定，流体物性的设定，解的执行，网格的优化，结果的查看与后处理

6、。PreBFC和GeoMesh是FLUENT前处理器的名字，在使用GAMBIT之前将会用到它们。对于那些还在使用这两个软件的人来说，在本手册中，你可以参考preBFC和GeoMesh的详细介绍。本程序的能力FLUENT解算器有如下模拟能力：l用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场，它所使用的非结构网格主要有三角形/五边形、四边形/五边形，或者混合网格，其中混合网格有棱柱形和金字塔形。（一致网格和悬挂节点网格都可以）l不可压或可压流动l定常状态或者过渡分析l无粘，层流和湍流l牛顿流或者非牛顿流l对流热传导，包括自然对流和强迫对流

7、l耦合热传导和对流l辐射热传导模型l惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型l多重运动参考框架，包括滑动网格界面和rotor/statorinteractionmodeling的混合界面l化学组分混合和反应，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型l热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源l粒子，液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算，包括了和连续相的耦合l多孔流动l一维风扇/热交换模型l两相流，包括气穴现象l复杂外形的自由表面流动上述各功能使得FLUENT具有广泛的应用，主要有以下几个方面lProcessandprocessequ

8、ipmentapplicationsl油/气能量的产生和环境应用l航天和涡轮机械的应用l汽车工业的应用l热交换应用l电子/HVAC/应用l材料处理应用l建筑设计和火灾研究总而言之，对于模拟复杂流场结构的不可压缩/可压缩流动来说，FLUENT是很理想的软件。对于不同的流动领域和