计算流体动力学软件Fluent简介复习过程.ppt

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1、计算流体动力学软件Fluent简介1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念研究工程问题常用方法：数值模拟概念：数值模拟也叫计算机模拟。依靠电子计算机，结合有限元或有限容积等方法，通过数值计算和图像显示，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的。1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念三者的比较：优点缺点实验物理现象和测试结果可靠设备要求高，设计制造周期长真实模拟物理问题困难测试仪器调试复杂只能得到有限的实验数据实验经费庞大理论物理概念清晰物理规律能公式化物理规律简介分析只适用于简单的问题线性问题能得到分析结果，

2、非线性问题分析十分困难计算适用于线性和非线性问题能处理复杂的问题可以得到研究对象运动的全过程计算模型和结果可靠性不易检验边界数值处理复杂计算量大，数据分散，流动规律不直观1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念三者的比较：数值模拟发展迅速，但是无论今天还是将来，它发展到何种程度，都不可能离开实验研究和理论分析。因为实验现象和理论分析是数值模拟的基础，而计算结果又必须由实验现象和理论分析验证。物理问题理论分析数值模拟实验研究工程应用检验检验是否综合设计方法示意图1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念目前在工程领域内常用的数

3、值模拟方法和软件有：有限差分法有限元法有限体积法1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念目前在工程领域内常用的数值模拟方法和软件有：有限差分法（FiniteDifferenceMethod,FDM)一种求偏微分（或常微分）方程和方程组定解问题的数值解的方法，简称差分方法。基本思想是先把问题的定义域进行网格剖分，然后在网格点上，按适当的数值微分公式把定解问题中的微商换成差商，从而把原问题离散化为差分格式，进而求出数值解。Matlab、FLAC3D/2D等1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念目前在工程领域内常用的数值模拟方

4、法和软件有：有限元法（亦称有限单元法）（FiniteElementMethod,FEM)将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。Ansys、Abaqus、ls-dyna、nastran等1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念目前在工程领域内常用的数值模拟方法和软件有：有限体积法(FiniteVolumeMethod,FVM)将计算区域划分为一

5、系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有一个控制体积；将待解的微分方程对每一个控制体积积分，便得出一组离散方程。其中的未知数是网格点上的因变量的数值。为了求出控制体积的积分，必须假定值在网格点之间的变化规律，即假设值的分段的分布的分布剖面。Fluent、CFX、Star-CD等前处理软件：Gambit、ICEM、Hypermesh等后处理软件：Fieldview、Ensight、Tecplot等1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念理论:传热学流体力学应用数值方法（插值、迭代）燃烧学张量分析泛函分析（变分原理）高等数学（场

6、论、微分方程）线性代数（矩阵、行列式）软件：常用软件的教程、视频软件的HELP文档实例操作练习类比：需要学习哪些内容？1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念什么是CFD？CFD是计算流体动力学（Computationalfluiddynamics）的缩写，是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他相关物理现象的一门学科。CFD一般要通过数值方法求解以下的控制方程组质量守恒方程动量守恒方程能量守恒方程组分守恒方程体积力等等CFD分析一般应用在以下阶段:概念设计产品的详细设计发现问题改进设计CFD分析是物理试验的补充，但更节省费用

7、和人力。1计算流体动力学及Fluent概述1.1概念什么是CFD？本质上是对控制方程的求解未知函数ρ,u,v,w,p,T自变量t,x,y,z1CFD软件Fluent简介1.1概念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，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在层流与湍流、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

8、等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEMCFD。什么是Fluent？1CFD软件Fluent简介1.2Fluent用户界面（以15.0版本为例）1CFD软件Fluent简介1.3Fluent软件的发展历史1975年谢菲尔