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Fluent 笔记 在选择网格的时候，你应该考虑下列问题： · 初始化的时间 · 计算花费 · 数值耗散 网格质量对计算精度和稳定性有很大的影响。网格质量包括：节点分布，光滑性，以及歪斜的角度（skewness）。 体积为负值 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示一个或多个单元有不正确的连接。通常说来我们可以用Iso-Value Adaption确定负体积单元，并在图形窗口中察看它们。进行下一步之前这些负体积必须消除。 对于轴对称算例，在x轴下方的节点数将被列出。对于轴对称算例来说x轴下方是不需有节点的，这是因为轴对称单元的体积是通过旋转二维单元体积得到的，如果x轴下方有节点，就会出现负体积。 修改网格 网格被读入之后有几种方法可以修改它。你可以标度和平移网格，可以合并和分离区域，创建或切开周期性边界。除此之外，你可以在区域内记录单元以减少带宽。还可以对网格进行光滑和交换处理。并行处理时还可以分割网格。 注意：不论你何时修改网格，你都应该保存一个新的case文件和数据文件（如果有的话）。如果你还想读入旧的data文件，也要把旧的case保留，因为旧的数据无法在新的case中使用。 湍流强度I定义为相对于平均速度u_avg的脉动速度u^'的均方根。 小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流。 完全发展的管流的核心的湍流强度可以用下面的经验公式计算： 对于压力入口边界条件你需要输入如下信息 · 驻点总压 · 驻点总温 · 流动方向 · 静压 · 湍流参数（对于湍流计算） · 辐射参数(对于使用P-1模型、DTRM模型或者DO模型的计算) · 化学组分质量百分比(对于组分计算) · 混合分数和变化(对于PDF燃烧计算) · 程序变量(对于预混和燃烧计算) · 离散相边界条件(对于离散相的计算) · 次要相的体积分数(对于多相计算) 速度入口边界条件需要输入下列信息 · 速度大小与方向或者速度分量。 · 旋转速度（对于具有二维轴对称问题的涡流）。 · 温度（用于能量计算）。 · Outflow gauge pressure (for calculations with the coupled solvers) · 湍流参数（对于湍流计算） · 辐射参数(对于P-1模型、DTRM或者DO模型的计算) · 化学组分质量百分数（对于组分计算）。 · 混合分数和变化（对于PDE燃烧计算）。 · 发展变量（对于预混和燃烧计算）。 · 离散相边界条件（对于离散相计算） · 二级相的体积分数(对于多相流计算) 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 k-e 模型是个半经验公式，主要是基于湍流动能和扩散率。k方程是个精确方程，e方程是个由经验公式导出的方程。 k-e 模型假定流场完全是湍流，分之之间的粘性可以忽略。标准 k-e 模型因而只对完全是湍流的流场有效。 FLUENT提供两种数值求解方法：分离解法("FLUENT/UNS")和耦合解法("RAMPANT")。 Fluent的两种解法都可以解守恒型积分方程，其中包括动量、能量、质量以及其他标量如湍流和化学组分的守恒。在两种情况下都应用了控制体技术，它包括： 使用计算网格对流体区域进行划分 离散方程的线化以及获取线性方程结果以更新相关变量的值 下面是对每步迭代的介绍： 1. 在当前解的基础上，更新流体属性（如果计算刚刚开始，流体的属性用初始解来更新） 2. 为了更新流场，u，v和w的动量方程用当前压力和表面质量流量按顺序解出。 3. 因为第一步得到的速度可能在局部不满足连续性方程，所以从连续性方程和线化动量方程推导出压力校正的泊松方程。然后解出压力校正方程获取压力和速度场以及表面质量流量的必要校正从而满足连续性方程。 4. 在适当的地方，用前面更新的其它变量的数值解出湍流、能量、组分与及辐射等标量。5. 当包含相间耦合时，可以用离散相轨迹计算来更新连续相的源项。 6. 检查设定的方程的收敛性。 · 隐式：对于给定变量，单元内的未知值用邻近单元的已知和未知值计算得出。因此，每一个未知值会在不止一个方程中出现，这些方程必须同时解来给出未知量。 显示：对于给定变量，每一个单元内的未知量用只包含已知量的关系式计算得到。因此未知量只在一个方程中出现，而且每一个单元内的未知量的方程只需解一次就可以给出未知量的值 一阶迎风格式 当需要一阶精度时，我们假定描述单元内变量平均值的单元中心变量就是整个单元内各个变量的值，而且单元表面的量等于单元内的量。因此，当选择一阶迎风格式时，表面值f_f被设定等于迎风单元的单元中心值。 二阶迎风格式 当需要二阶精度时，使用多维线性重建方法[5]来计算单元表面处的值。在这种方法中，通过单元中心解在单元中心处的泰勒展开来实现单元表面的二阶精度值。因此，当使用二阶迎风格式时，用下面的方程来计算表面值f_f： QUICK格式 对于四边形和六面体网格，我们可以确定它们唯一的上游和下游表面以及单元。 FLUENT还提供了计算对流变量 在表面处高阶值的QUICK格式。QUICK类型的格式[95]是通过变量的二阶迎风与中心插值加上适当的权因子得到的， 亚松驰 由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制 的变化。一般用亚松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了f的变化量。亚松驰最简单的形式为：单元内变量f等于原来的值f_old加上亚松驰因子a与f变化的积： SIMPLE SIMPLE算法使用压力和速度之间的相互校正关系来强制质量守恒并获取压力场。 求解器使用概述 当你确定了模型和求解器（参阅使用求解器形式一节），你就可以运行求解器了。下面是你可以参阅的一般步骤： 1. 选择离散格式，如果使用分离求解器，你还可以选择压力插值格式（见选择离散格式一节）。 2. （只用于分离求解器）选择压力速度耦合方法（参阅选择压力速度耦和方法一节）。 3. 设定亚松驰因子（见设定亚松驰因子一节）。 4. （只用于耦合显式求解器）打开FAS多重网格（见打开FAS网格一节）。 5. 对求解器设定作任何附加的修改，具体的修改可以参阅介绍你所使用的模型的相关章节。 6. 初始化解（参阅初始化解一节） 7. 激活适当的解监视器（参阅监视解的收敛一节）。 8. 开始计算（参阅执行计算一节）。 9. 如果出现收敛性问题，请尝试收敛性和稳定性一节中所讨论的方法。 前三项的默认设定可以满足大多数问题而不必修改。下面将要介绍这三个以及其它解参数可以做什么样的修改，以及什么时候你希望做出修改。上面所列出的步骤应用于所有定常状态的计算。具体可以参阅非定常解程序的时间相关模拟。 一阶与二阶的比较 当流动和网格成一条线时（如：矩形网格或者六面体网格模拟矩形导管的层流流动），可以使用一阶迎风离散格式。但是，当流动和网格不在一条线上时（即：流动斜穿网格线）一阶对流离散增加了对流离散的误差（数值耗散）。。对于三角形和四面体网格，流动从来就不会和网格成一条线，此时一般要使用二阶离散来获取更高精度的结果。对于四边形或者六面体网格，如果使用二阶离散格式，尤其是对于复杂流动来说，你可以获取更好的结果。 总而言之，一阶离散一般会比二阶离散收敛得好，但是精度要差，尤其是对于三角形或者四面体网格精度更差。关于控制收敛性的信息请参阅收敛性和稳定性一节。 对于大多数情况，你可以在计算的开始使用二阶格式。对于有些情况，你应该以一阶离散开始计算，在进行了初步迭代之后再转到二阶格式。例如，如果你解高马赫数流动问题，初始解科所预期的解相差较大，你就应该先用一阶格式迭代几步然后打开二阶格式继续计算直至收敛。 对于与网格成一条线的简单流动（如：划分为矩形网格或者六面体网格的矩形导管的层流流动），数值耗散自然会很低，所以一般使用一阶格式替代二阶格式而不损失精度。 最后，如果你使用二阶格式遇到收敛性问题，你就应该尝试使用一阶格式 选择压力插值格式 如压力插值格式所述，当使用分离求解器时我们可以采用很多压力插值格式。对于大多数情况，标准格式已经足够了，但是对于特定的某些模型使用其它格式可能会更好： · 对于具有较大体积力的问题，推荐使用体积力加权格式。 · 对于具有高涡流数，高Rayleigh数自然对流，高速旋转流动，包含多孔介质的流动和高度扭曲区域的流动，使用PRESTO!格式。 注意：PRESTO!只能用于四边形或者六面体网格。 · 对于可压流动推荐使用二阶格式。 当其它格式不适用时，使用二阶格式来提高精度（如：对于流过具有非六面体或者非四边形网格的曲面边界的流动 选择压力速度耦合方法 在分离求解器中，FLUENT提供了压力速度耦和的三种方法：SIMPLE，SIMPLEC以及PISO。定常状态计算一般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，对于过渡计算推荐使用PISO方法。PISO方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。需要注意的是压力速度耦合只用于分离求解器，对于耦合求解器你不可以使用它。 SIMPLE与SIMPLEC比较 在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默认是SIMPLE算法，但是对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的亚松驰迭代时，具体介绍如下。 对于相对简单的问题（如：没有附加模型激活的层流流动），其收敛性已经被压力速度耦合所限制，你通常可以用SIMPLEC算法很快得到收敛解。在SIMPLEC中，压力校正亚松驰因子通常设为1.0，它有助于收敛。但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致不稳定。对于这种情况，你需要使用更为保守的亚松驰或者使用SIMPLE算法。对于包含湍流和/或附加物理模型的复杂流动，只要用压力速度耦合做限制，SIMPLEC会提高收敛性。它通常是一种限制收敛性的附加模拟参数，在这种情况下，SIMPLE和SIMPLEC会给出相似的收敛速度。 设定亚松驰因子 如亚松驰一节所述，分离求解器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。这就意味着，使用分离求解器解的方程，包括耦合求解器所解的非耦合方程（湍流和其他标量）都会有一个相关的亚松驰因子。 在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很多问题，但是对于一些特殊的非线性问题（如：某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问题），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。 使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如果经过4到5步的迭代残差仍然增长，你就需要减小亚松驰因子。 有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时通常会出现这种情况。最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件，并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。最典型的情况是，亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加，但是随着解的进行残差的增加又消失了。如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。 对于大多数流动，不需要修改默认亚松弛因子。但是，如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了，其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为0.2，0.5， 0.5和0.5。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中，如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（所用的亚松弛因子小于1.0）进行亚松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时，流动密度是常数，温度的亚松弛因子可以设为1.0。 对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某些问题默认的亚松弛可能过大，尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛更容易。 监视解的收敛 在解算过程中，我们可以通过检查残差、统计、力的数值和曲面积分等参数来动态监视收敛性。我们可以以报告的方式或者图表的方式输出解变量的参数，具体可以处理的参数包括升力、阻力、力矩系数、曲面积分和残差。对于非定常流动，我们还可以监视已经过去的时间。下面具体介绍一下每一个监视的功能 监视残差 在每一步迭代之后，求解器就会将每一个守恒变量的残差计算出来并保存，这样就相当于记录了收敛的历史。求解器会将这些历史记录保存在数据文件中。至于残差是如何定义的，需要注意哪些问题，请参阅下面两节：分离求解器残差的定义、耦合求解器残差的定义。 如果假定计算机是具有无限精度的，那么解收敛也就意味着残差是零。实际的计算机都是具有有限精度的，所以当残差减小到某些较小值（截断）就不再变化了("level out")。对于单精度计算（工作站和大多数计算机的默认情况），在达到截断之前，残差可以减小六个量级。双精度残差可以减小十二个量级。关于判断收敛的 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 可以参阅判断收敛性一节。 分离求解器残差的定义 离散之后，一般变量f在单元P中的守恒方程可以写成： 其中a_P是中心系数，a_nb是邻近单元的影响系数，b是源项S= S_c + S_P f的常数部分S_c和边界条件的贡献。在方程1中， 由FLUENT分离求解器计算的残差R^f是在所有计算单元P中方程1总和的不平衡。这是指非标度的残差。可以写成： FLUENT使用代表f通过区域的流动速度作为标度因子来标度残差。标度的残差定义为： 对于动量方程，分母项a_P f_P由a_p v_p替换，其中v_p是单元P上的速度大小。 FLUENT允许你对残差实行标准化，标准化的方法就是将残差除以M步迭代之后残差的最大值，其中的M你可以在残差监视面板迭代框中的标准化框中设定。 这样的标准化保证了所有方程的初始残差都是1的小量O(1)因此在判断所有的收敛性时有时是很有用的。 在默认的情况下，M = 5。你也可以在残差监视设定面板中手动设定标准化因子（方程13种的分母）。 耦合求解器残差的定义 耦合求解器的残差就是守恒变量（W）随时间的变化速度。RMS残差是区域内每一个单元残差平方的均方根： _1101855206.unknown _1111055788.unknown _1111055950.unknown _1101855346.unknown _1101855585.unknown _1101855598.unknown _1101855214.unknown _1101848488.unknown _1101855194.unknown _1101727130.unknown