fluent19.计算流体力学系统培训课2020年2月18日

ANSYSFluent计算流体系统培 课01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力运动和状态而引入的一个理想模型。是传动和气压传动的介质。计算流体力学（ComputationalFluidDynamic，CFD）是流体力01、绪论-Fluent计算流体力水利工程（都江堰，公元前270-256年，水利工程的丰碑 道路交通（高铁、磁悬浮 浦东国际机场-龙阳路）、汽车 01、绪论-Fluent计算流体力水利工程（都江堰，公元前270-256年，水利工程的丰碑01、绪论-Fluent计算流体力

01、绪论-Fluent计算流体力船舶工程 01、绪论-Fluent计算流体力道路交通（高铁、磁悬浮（浦东国际机场-龙阳路）、汽车等，包含车外01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力大型水利枢纽 01、绪论-Fluent计算流体力水电 01、绪论-Fluent计算流体力建模平台（Design后处理平台（CFD-01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力 01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力

输出量：XY方向速度、Z方向速度、压力、01、绪论-Fluent计算流体力vxvyvzvx、vy、vz分别是x、y、z方向上的速度矢是密x、y、z分别是总体笛卡尔t是时01、绪论-Fluent计算流体力vxvxvxvyvxvzvxg PRvxvxvx

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ez vx、vy、vz分别是x、y、z方向上的速度矢是密x、y、z分别是总体笛卡尔坐t是时e是有效粘gx、gy、gz是x、y、z方向上重力产生的加速度分Rx、Ry、Rz是分布式阻Tx、Ty、Tz分别是粘性损失

01、绪论-Fluent计算流体力P(,T01、绪论-Fluent计算流体力CTvCTvCTvCTp p p pKT0KT0KT0WvEkQx x y y z zvvx、vy、vz分别是x、y、zx、y、zWv粘性功QvEk01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力01、绪论-Fluent计算流体力02、流体计算建模方法举例（外流场、内流场使用ANSYS自带的建模软件进行建模（DesignModeler、Space03、网格划分及控物理场（CFD、局部网格控制-网格划分方法（Automatic、Tetrahedrons、HexDominantSweep、03、网格划分及控物理场（CFD、03、网格划分及控CurvatureSizeThecurvaturesizefunctionexaminescurvatureonedgesandfacesandcomputeselementsizesontheseentitiessuchthatthesizewillnotviolate umsizeorthecurvaturenormalangle,whichareeitherautomaticallycomputedbythemesherordefinedbytheuser.CurvatureNormalMaxFaceGrowth03、网格划分及控CurvatureNormal03、网格划分及控MaxFace03、网格划分及控Growth03、网格划分及控Theproximitysizefunctionallowsyoutospecifytheminimumnumberofelementlayerscreatedinregionsthatconstituteinthemodel.Forthepurposesofspecifyingaproximitysizefunction,a“gap”isdefinedinoneoftwoTheinternalvolumetricregionbetweentwoTheareabetweentwoopposingboundaryedgesofaNumCellsAcrossProximitySizeFunctionMaxFaceGrowth03、网格划分及控ProximitySizeFunction03、网格划分及控ProximitySizeFunction03、网格划分及控ProximitySizeFunction03、网格划分及控ProximityandCurvatureSize03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控SmoothTransition-Thisisthedefault.TheSmoothTransitionoptionusesthelocaltetrahedralsizetocomputeeachlocalinitialheightandtotalheightsothattherateofvolumechangeissmooth.Eachtrianglethatisbeinginflatedwillhaveaninitialheightthatiscomputedwithrespecttoitsarea,averagedatthenodes.Thismeansthatforauniformmesh,theinitialheightswillberoughlythesame,whileforavaryingmesh,theinitialheightswillvary.03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控03、网格划分及控5.网格质量、网格信息统04、流体计算材料参04、流体计算材料参流体和固体（固体主要做传热计算04、流体计算材料参04、流体计算材料参2.流体的基本材料参数（打开能量模型和湍流04、流体计算材料参 （恒定密度，不可压缩气体，流速小于0.3马赫04、流体计算材料参ideal-gas（选择理想气体模型会自动激活能量方程==PopRMwPop是操作压T是温度Mw是介质分子04、流体计算材料参==RTMw是介质分04、流体计算材料参04、流体计算材料参((0)g-(T0是流体的密度(常量T0操作温为热膨胀 n nnTn (TTnnT,(T,(T)=aaTa2123...a78T,(T)=bbTbT2123...b7804、流体计算材料参=aaTaT2...aT 04、流体计算材料参 K 00KK0ppp0参考压力（绝对压力0参考压力下的0绝对压力下的04、流体计算材料参04、流体计算材料参04、流体计算材料参04、流体计算材料参04、流体计算材料参CCR2(fifi是气体组分i的能量模式的数量（自由度04、流体计算材料参04、流体计算材料参04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参5.导热系04、流体计算材料参04、流体计算材料参04、流体计算材料参==BT是动力粘T04、流体计算材料参==T0 0TT0是参考温0是温度T0下的粘T04、流体计算材料参3=3=C1TTC1、C2是模型04、流体计算材料参==TT00 0 TT是静温04、流体计算材料参04、流体计算材料参05、边界条05、边界条 05、边界条 05、边界条质量 PPPP 1 LkL为压力损失系 05、边界条 05、边界条05、边界条05、边界条PPP 1 LkL为压力损失系05、边界条05、边界条 05、边界条05、边界条05、边界条剪切条件（无滑移壁面、指定滑移剪切应力05、边界条05、边界条X05、边界条05、边界条06、流体计算求解与收敛控制相关选项及求解及收 06、流体计算求解与收敛控制相关选项及06、流体计算06、流体计算求解与收敛控制相关选项及06、流体计算求解与收敛控制相关选项及隐式求解器：使用高斯-赛德尔迭代（Gauss–Seidelmethod）显式求解器：使用龙格－库塔法（Runge–Kuttamethods）06、流体计算求解与收敛控制相关选项及离散化Spatialdiscretization（插值）06、流体计算求解与收敛控制相关选项及2.SpatialGreen-GaussCell-精度同Green-GaussNode-Based06、流体计算求解与收敛控制相关选项及2.SpatialLinearBodyForceWeighted06、流体计算求解与收敛控制相关选项及SpatialFirst-OrderUpwindPowerLawThird-OrderMUSCL06、流体计算求解与收敛控制相关选项及，，06、流体计算求解与收敛控制相关选项及06、流体计算求解与收敛控制相关选项及 框06、流体计算求解与收敛控制相关选项及求解及收 07、流体计算后处Fluent自带后处理（云图、流线、矢量、剖面、通量报告、07、流体计算后处07、流体计算后处08、湍流计算-相关理论基础知08、湍流计算-相关理论基础知雷诺数R=eu是流体密雷诺数R=eu是流体密 08、湍流计算-相关理论基础知直接数值模拟从理论上来讲，湍流流动能够由数值方法求解N-S方程来模拟，能够求解得到尺寸频率，无需借助额外的模型。但是利用此方法进求解花费太大（其计算开销随雷诺数成几何倍数增长），因此在工程上的应用受到限制。目前在FLUENT中无法应用DNS大涡模拟由于流直接模拟计算开销过大，难以在工业上得到广泛应用，因此在直接模拟的基础上发展出了大涡模拟方法。该方法利用滤波对于大尺度的涡采用直接求解，而对于小尺度的涡则采用AS方法进行求解。该方法的计算消耗低于DS，但是对于大多数的实际应用来讲FLUENT软件中可以使用大涡模拟方法雷诺平均NS模雷诺平均NS模型（RANS）方法是工业流动计算中使用最为广泛的一种模型，其求解时间均值的纳维斯托克斯方程。在FLUENT软件中k-e模型、k-ω模型以及雷诺应力模型均为RANS模型分离涡模型分离涡模型是介于大涡模型与RANS模型之间的一种湍流模型。该模型通过比较湍流尺度与网格最大尺寸而自动决定使用大涡模型还RANS模型进行流求解08、湍流计算-相关理论基础知SSTk-ωSpalart-Allmaras(1eqn）SAk-epsilon(2种形式：标准k-e模型、RNGk-e模型以及Realizablek-e模型。5.k-omega(2eqn)k-ωFluent

Transitionk-kI-omega(3eqn)3方程转捩模型TransitionSST4eqn)4ReynoldsStress5eqn）DetachedEddySimulation(DES)分离涡模型Spalart-Allmar