fluent学习总结报告4

1、定义材料的方法FLUENT预定义了一些材料，用户可自定义新材料，还可从材料数据库中复制己有材料，或者修改已有材料。所有材料的定义、复制和修改，都是通过Meterials对话框来实现的E!Male rial TypeOrder Mnltrinls t"Hluld1“ Mm meChemical f uunul4Hilt nt Fluid Mnlrtl4hChEFlilt-ll Forriilft| sirJFIue nt. Uh crOcttflcd Dntdb0gg non?-1PropertiesDenk93|Mfifila(|1,；二 |Cp M lunirBni臼 J Iher

2、malCoiiJuttkytty Mm k| 际相加.则的中创中曲.;xn=thl ChsngeJCfeflte OelEleOose对话框中，可在相应条目下选择或输入相关数据，从而实现对材料的创建、修改和删除。下 面结合主要条目的说明来介绍对话框的使用。Name:显示当前材料的名称。如果用户想要生成新材料，无论是采用创建还是采用复制的方 法，可在此输入所要生成材料名称。如果要修改已存在的材料，则需要从右边的FluidMaterials （或Solid Materials ）下拉列表中已有材料。Chemical Formula :显示材料的化学式。Material Type:该下拉列表框包含有

3、所有可用的材料类型清单。Fluent默认的材料类型只有Fluid和solid.如果模拟组分运输，会增加 Mixture材料类型。如果模拟离散项，还可能出现其 他类型。Fluid Materials/Solid Materials :下拉列表框包含与在 Material Type中所选材料类型对应的已 定义的全部材料清单。Order Materials By:允许用户对已存在的材料名称进行排名。排名顺序可安 Name和 Chemical Formula。Datebaxxxxse:打开Fluent提供的数据库，用户可从中复制预定义的材料到当前求解器中。数据库提供了许多常用的材料。例如，可从数据库中

4、将Water复制过来，然后在这个对话框中对其进行适当修改，water便成了当前求解器中可以使用的材料。默认情况下，只有数据库 中的air （空气）和aluminum（铝）出现在当前求解器中。properties:包含材料的各种属性，用以让用户确认或修改。这些属性的范围因当前使用的计算 模型不同而不同。经常使用的条目包括Density（密度）、G （常压比热容 卜Thermalconduct向ty（热传导系数）、Viscosity（粘度）等，用户可根据自己求解问题中的实际流体介质的 物理特性输入相关参数。注意有些属性可能是随温度或其他条件变化的，这时可借助profile文件来设置这些特性。对于绝

5、大多数属性，用户可选择它们随温度按polynomial多项式）、piecewise-polynomial （分段线性）、piecewise-polynomial（分段多项式）或power-low（事指数）等形式变化。例如.假定 Viscosity随温度呈分段线性方式变化，则可从图中 所示的Viscosity下拉列表中，选择 piecewise-linear来替代当前的constant（常数），然后在弹出 的对话框中，输入相关的系数即可。Change/Create使用户在当前状态下所做的修改生效或创建一种新材料。如果当前名称所指定 的材料不存在，则创建它。如果用户修改了材料属性，但没有改变其名称

6、，FLUENT将用修改的属性直接更新材料。Delete:从当前计算模型的材料清单中删除所选定的材料。在材料定义完成后，从 Fluent中选择File/Write/Case命令，可将当前定义的材料全部保存到 案例文件（*cas）中。8.设置边界条件Define boundary/1 .压力出口 Pressure InletZone Name:设置边界区域的名称。 Gauge Total Pressure:设置入流口的总压。注意该值是相对于参考压力的相对压力。oTotal Tamperature:设置入流口的总温度。该项在用户激活能量模型后 才出现。Supersonic/Initial Gauge

7、 Pressure 当进口 的局部流动是 超音速是，要求用户指定静压。如果流速尾亚音速， FLUEN硼忽略 Supersonic/Initial Gauge Pressure而由指 定的驻点值来计算。如果你打算使用压力进口边界条件 来初始化计算，FLUEN馀使用 Supersonic/Initial Gauge Pressure与指定的驻点压力，根据等嫡关系（对可压流 动）或Bernoulli方程（对不可压流动），来计算压力初 始值。:指采用什么样的方式来定义流动方向。FLUEN碳供了 两种方式，Normal To Boundary （流动方向与进口边界垂 直）与 Direction Vect

8、or （方向矢量）。Coordinate System:X, Y, Z-Component of Flow Direction设置在进口边界上 的流动方向。该项当用户将 Cartesian作为.Coordinate System r或者系统是二维非轴对称情况时出现 Turbulence Specification Method 指定使用哪种模型来 输入湍流参数。FLUENT合出的选项取决于当前使用的湍 流模型。在选择了某种湍流模型后，会出现相应的湍流 参数项。 Turb. Kinetic Energy Turb. Dissipatian Rat的旨定边界 o Zone Name:设置边界区域的

9、名称。上的湍动能k和湍动耗散率So如果用户在还激活了其他计算模型（如多相流模型）， 在图中所示的Pressure Inlet一对话框中还会有其他项需 要用户输入。2）速度进口 Velodty-inletU Veloc i!v InletZone NamevelQGiti#- inlet-5Mom电 NumTheffnol Hadlatton Specks DPM Muhipbosc UDSVelocity Specllicaliork MelhadCumponcnlsRelerence Frame AbsduleXA/eloclcy (m/s) 0TurbulenceSpecificMion

10、MethodTurtulcnt Kinetic Energy |vn2/s?)Turbulent Dissipation Rate m2fs3HelpOK Concclo Velocity Specification Method:设置定义进口速度的方式。FLUENT!供了三种方式让用户定义进口速度：Magnitude and Direction （指定速度大小和方向）、Componentsi（指定速度分量）和 Magnitude, Normal to Boundary （指定速度大小, 方向垂直于边界）。o :说明速度是绝对值还是相对值。选择Absolute表示速度为绝对值；选择 Relat

11、ive to Adjacent Cell Zonell示速度是相对于 相邻单元区的值。如果不使用运动参考系，这两个选项的效 果一样。o Coordinate System:指定使用 Cartesian （直角坐标系）、 Cylindrical （柱坐标 系）还是Local Cylindrical （局部柱坐标系）来输入速度值。还选项只有在三 维情况下，且将 Direction Vector 作为 Direction Specification Method 时才出现。o XYZ-Velocity设置在边界上的速度矢量的分量。该选项只有 当用户将 Component 作为 Velocity Sp

12、ecification Method,且 将Cartesian作为Coordinate时才出现。o Radial Tangential Axial-Velocit淑置在边界上的速度矢量的分 量。该项只有当用户将 Components作为Velocity Specification Method.且将 Cylindrical或 Local Cylindrical作为 Coordinate 5ystern时，才出现。o Axial Radial Swirl-Velocit豉置在边界上的速度矢量的分量。 该项只有对2D轴对称问题才出现。o Angular Velocity:为三维流动指定角速度l该项

13、只有当将 Components作为 Velocity Specification Method, 将 Cylindrical 或 Local Cylindrical作为 CoordinateSystem时，才出现。 Turbulence Specification Method:指定使用哪种模型来输入湍 流参数。FLCTEN给出的选项取决当前使用的湍流模型。在 选择了某一选项后，会出现相应的湍流参数项。Turb. KineticEnergy与Turb。Dissipation Rate设置边界上的湍动能 k和湍 动耗散率 e。Reynolds-Stress 1Specification Meth

14、o缺定使用 哪种方法来指定边界仁的Reynolds应力。该选项只当用户激活了 RSM湍流模型时才出现。此时，用户可以选择 K orTurbulence IntensityReynold-Stress Component新种方式之一。前一种方式让用户给定湍动能 k或湍流强度1,后一种方式是让用户直接输入 Reynolds应力的各分量两用。3）质量进口 （ mass-flow-inlet） Mass Flow Specification Method :设置定义进口质量流量的方式。FLUENT提供了三种方式让用户自定义进口流量质量，即 Mass Flow Rate （进口边界上的质量流量）、 Ma

15、ss Flux （单位面积上的质量流量）和 Mass Flux with Average Mass Flux （单位面 积上的质量通量及其平均值）。Mass Flow-Rate设置进口边界上总的质量流量，默认情况下单位 为心”。该值被面积除后，得到进口边界上平均分布的单位面积 上的质量流量。 Mass Flux设置单位面积上的质量流量，默认情况下单位为 Kg/mJ这种方式允许边界上不同位置处的质量流量不停同， 但需要Profile文件来设置变化规律。 Direction：指采用什么样的方式来定义流动方向。FLUENTS供了两种方式，Normal To Boundary （流动方向与进口边界垂直

16、）与 Direction Vector （方向矢量）。 Reference frxxxxame:说明速度是绝对值还是相对值。选择Absolute表示速度为绝对值；选择Relative to Adjacent Cell Zone表示速度是相对于相邻单元区的值。如果 不使用运动参考系，这两个选项的效果一样。 Coordinate System ：指定使用 Cartesian （直角坐标系）、 Cylindrical （柱坐标系）还是Local Cylindrical （局部柱坐标系）来 输入速度值。还选项只有在三维情况下，且将 Direction Vector作 为 Direction Speci

17、fication Method 时才出现。 X, 丫，Z-Component of Flow Direction设置在进口边界上的流动 方向。该项当用户将 Cartesian作为,Coordinate System r或者系统 是二维非轴对称情况时出现 指定使用哪种模型来输入湍流参数。FLUENT合出的选项取决于当 前使用的湍流模型。在选择了某种湍流模型后，会出现相应的湍 流参数项。 Turb. Kinetic Energy Turb. Dissipatian Rat的旨定边界上的湍动能 k 和湍动耗散率£o4）压力出口（ pressure-outlet） Gauge:设置出口边界的

18、静压。 Radial Equilibrium Pressure Distribution 打开径向平衡 压力分布。 改选项出现于3D轴对称问题中。 Backflow Direction Specification Method: 设置定义出口回流方向的方式。FLUEN限供了三种方式，Normal To Boundary （垂直于边界）与 Direction Vector （给定方向矢量）和 From Neighboring Cell （来自相邻单元）。 Backflow Condition：回流条件包含有总温（对能量计算有效）、 湍流系数（对湍流计算有效）、组分质量份额（对组分计算有效） 等。

19、 Turbulence Specification Method:指定使用哪种模型来输入湍流参数。 FLUENT合出的选项取决于当前使用的湍流模型。在选择了某种湍 流模型后，会出现相应的湍流参数项。 Turb. Kinetic Energy 与 Turb. Dissipatian Rat时旨定边界上的湍动 能k和湍动耗散率5）出流（outflow ）S OurflowZone NameXPhaseoutFlow Rate Weighting1mixtureOK CahceI Hetp用户只需要给定所指的出流边界的流出权重（占总流出量的百分比）。如果系统有一个出口，直接输入“1即可6）压力远场（

20、pressure-far-field）S Pressure Far-FieldZone N3meXMotnentum | Thermal | Hadialicn Species UD$ | DPM11Gauge Pressure (pascalaconstanl,Mach Numbera.6constant,1LJX-Companent al IF law Dirediun1cxm«tanl |Y*uni|ianerit of How DheclionTuibulencea| constant* ：SpeciflcMIon Method EpsllanTurbulent Kineti

21、c Energy (n?/s2j一4二。力耳 IquI*TurbulentDis&ipalion R&ieIlOK |Help |该对话框需要定义 Gauge Pressure（静压）、Mach number （Mach 数）、X-Y-Z-Component of Flow Direction （流动方向的 XYZ 分量、Turb. Kinetic Energy （湍动能 k） turb. Dissipatian Rate （耗散率£）。7）壁面（wall）壁面（wall）用于限定Solid和Fluid区域。在粘性流动中，壁面处认为无滑移边界条件， 但用户可以根据壁面

22、边界区域的平移或转动来指定一个切向速度分量，或者通过指定剪切来 模拟一个 滑移”壁面。在流体和壁面之间的剪应力和热传导可根据流场内部的流动参数来计 算。Wall对话框输入包含6个选项卡。其中，Thermal选项卡显示壁面的热边界条件（只在打开 能量方程是可用），DPM选项卡显示壁面的离散边界条件（只在定义了离散项时可用）， Momentum选项卡显示壁面的动量边界条件，Species选项卡显示壁面上的组分边界条件（只在激活组分运输方程时可用），Radiation选项卡显示DO辐射模型在壁面上的边界（只在使用DO辐射模型时可用），UDS选项卡显示用户自定义的标量值在壁面上的边界条件（只在 用户在

23、User-Defined Scalars对话框中定义了自定义标量时可用）。现主要对Thermal及Momentum选项卡中的选项简单介绍一下。 Adjacent Cell Zone:给出了与壁面相邻的单元区的名称。 Thermal Condition：位于Thermal选项卡，让用户选择热边界条件 类型：Heat Flux （选择热通量）、Temperature （选择给定的壁面 温度）、Convection （现在对流传热边界条件模型）、Radiation（选择外部辐射边界条件）、Mixed （选择对流与外部辐射边界条件）和Coupled （选择耦合的传热条件，只适用于在两区域间形成 界面的

24、壁面）。wall 5AdjatEnl Cell ZoneMoinei>iun» fherm al Rsdistion Spucic DPMWflll NaliunRehttve 1。Adjacent Cell Ab3oluirSpeed (ratVa)B1 Tn nvl illoHtl ；RBtftinnat ComtiunrnKRelation Amk (1 ri ginXiMulliphnsc | UDSMflUutiSlalioniiry Wall# Movinq WallSbPM Condition* Ha EHpSpecified ShtM S petuliiifll

25、y Ccrl111Wal l Rough nrhhHauqhriess H eig hl (imj gconsttantHo ugliness Ciinslaril 曰，5cdn&tnntCmictl, Material Name:设置壁面材料的类型。该项只有在壁面厚度不为零时出现。 Wall Motion ：位于Momentum选项卡中，指定壁面是运动的还是静止的 Motion :对于运动的壁面，指定运动方式。运动方式包括Relativeto Adjacent Cell Zone （相对于对话框指定的相邻单元区运动）、 Absolute （以指定的绝对速度运动）、 Translati

26、onal （平移）、 Rotational （转动）、Components （能够让用户指定壁面运动速度 分量）、Speed （设置平移或转动的速度值，这取决于你在前面选 择的平移还是转动）、Direction （设置平移速度的方向矢量，只在 平移方式下存在）、Rotation-Axis Origin （设置转轴原点的坐标， 只在转动方式下出现）、Rotation-Axis Direction （设置转轴的方向 矢量）、Velocity Components （设置壁面运行的XY和Z速度分量, 只在选定Components方式是出现）。 Shear Condition:用于指定壁面上的剪切条件

27、，包括 No Slip（无滑移, 无需要输入任何其他信息）、Specified Shear指定零剪切或非零剪切， 对运动的壁面无效）和Marangoni Stress借定由因温度引起的表面 张力所导致的剪应力） Wall Roughness定义湍流计算中的壁面粗糙度，包括 Roughness Height（粗糙度的厚度值上）及Roughness Constan的I糙度常数1。 默认状态下，FLL7EN破定粗糙度的厚度值 上为零，表示壁面是光 滑的。对于均匀砂粒状的表面，可将砂粒高度取为匕。对于非均匀砂粒的表面，可用平均砂粒高度代替。FLUENTS认的粗糙度常 数Q为0.5。对于均匀砂粒状的表面

28、，一般不需要调整这个值。但 对于非均匀砂粒的表面，如带有筋板或网眼的表面，可取 Q=0.5- 1Q目前嬴尚无准确计算方法。 Wall-Adhesive：定义在壁面上相间的接触角度。该项只在采用VDF模型计算带有自由界面的多相流时才出现。8）流体（fluid ）与前面介绍的各种边界条件不同，流体 （fluid）条件实际上并不是针对具体边界而言，而是一 个单元组，即一个区域，因此称为流体区域条件。所有激活的方程都要在这些单元上进行求 解。向流体区域输入的信息只是具有fluid类型的材料名称。用户可从 fluid类型的材料中选择。如果模拟组分输运或燃烧，不必在这里选择材料类型，因为在用户激活组分模型

29、时， Species Model对话框会要求用户指定 mixture类型的材料。对于多相流模拟，也同样不在这 里指定材料类型。在设置流体区域时，允许设置热、质量、动量、湍动能、组分以及其他标量型变量的源项。 如果是运动区域，还需指明区域运动的方向和速度。如果存在与流体区域相邻的旋转周期性 边界，则需要指定旋转轴。如果使用k -双方程模型或Spalart-Allmaras单方程模型来模拟湍流，可以选择将流体区域定义为层流区。如果用DO模型模拟辐射，可以指定流体是否参加辐射。设置流体区域的有关数据通过Fluid对话框输入。Fluid对话框的主要条目包括以下内容。Zone Name流体区域的名称。默

30、认名称是由FLUENT根据区域的性质自行给定的,用户可修改此名称。FluidZone N力meFluid-13 Edit.Material Mame .卜Porous ZoneLsmln&r ZoneSource TermsFixed VcfutfiMntinn Porous Zone ReactionSource Terme Fixed ValuesRolalion-Axis OfiginMatiDD Type sutionaryOK H-p MaterialName:设置流体的材料。下拉列表中包含己经装载到求解器中的所 有材料的名称，供用户选择。注意，材料是通过Materials对话框来定义的。你可单击右侧的Edit接钮，打开Materials对话框，修 改材料的属性（如密度等）。如果模拟组分输运或多相流，将不会出 现 Material Name 列表。 Source Terns让用户指定质量、动量、能量、湍动能、组分以及其他标量型变量的源 项。选中某个复选框后，将对话框展开，.让用户输入所希望的源项的值。 Fixed Valuesa一个或多个变量在求解过程中保持定值，FLUENT会去计算它们。注意，只能使用分离式求解器时才能固定速度分 量、温度和组分份额。 Laminar Zone体区域内的湍流生成与湍动粘性计算。只有当使