fluent后处理.ppt

1、a,1,三维弯管流动数值模拟,a,2,弯管内单相（液）流模拟 管内流体为水，入口速度为10m/s，出口为自由流出口。,a,3,Fluent计算设置,1、定义网格。 2、定义求解模型。 3、定义边界条件。 4、初始化和计算。 5、显示云图。,a,4,1、定义网格,1）检查网格质量：网格的检查能力包括域的范围、体积的数据统计、网格拓扑和周期边界 2）定义网格单位,一般我们检查Minimum Volume的值是否大于0检查网格质量。若Minimum Volume值为负时，意味着存在一个或多个单元有不合适的连通性。（需修改网格）,长度单位的变换,特殊缩放比例设置,a,5,2、定义求解模型,1）选择求解

2、器 2）选择湍流模型 3）定义材料 4）定义工作条件,a,6,1）选择求解器,基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量，擅长求解不可压缩流体。,基于密度法的求解器，求解控制方程是矢量，求解可压缩流体,注意：相对速度只是适用于压力法求解器,a,7,2）选择湍流模型,由于这里例子用到的是湍流模型，其他模型就简单介绍。在模型设定中依次有：多相流模型、能量方程、湍流模型、辐射模型、热交换模型、组分模型、离散相模型、噪声模型、欧拉墙模型,a,8,2）选择湍流模型,为什么选择的是湍流模型？ 因为雷诺数为 ，所以选择湍流模型。这里我们选择是k-模型。,标准模型本身具有的稳定性、经济性和

3、较高的计算精度使之成为湍流模型中应用范围最广。它是通过求解湍流动能（k）方程和湍流扩散率（）方程，得到k和的解，然后计算湍流的粘度。,k-epslon方程常用的三种模型：标准k-e模型、RNG（重整化群）k-e模型、Realizable（现实）k-e模型。,我们为什么选用标准模型？ 由于标准模型是一个高雷诺数的模拟（ 这里的雷诺数 ），而RNG模型是在对近壁面区进行适当处理后计算低雷诺数效应。而Realizable模型是采用湍流公式，计算出来的值与真实湍流的雷诺应力一致。计算同时存在旋转和静止的流场。,a,9,2）选择湍流模型,a,10,3）定义材料,根据你所选定的流体物质去设定所需要的物性参

4、数,物性参数： 密度和分子量 粘度 比热 热传导系数 质量扩散系数 标准状态下的焓 分子动力论参数,a,11,4）定义工作条件,1、操作压强对于不可压理想气体流动和低马赫数可压流动来说的。 2、fluent总是使用表压计算，所以需要计算这类的问题操作压强设置为零，是表压和绝压相等。 3、如果密度为常数，或者密度是从温度的型函数中推导的，则不使用操作压强。默认为101325Pa,参考压力位置,a,12,3、定义边界条件,边界条件就是流场变量在计算边界上应该满足的数学物理条件。,在这个弯管中我们要定义流体域材料、入口、出口以及壁面。我们关键是定义后面三项。,a,13,定义入口,选择速度入口（Vel

5、ocity Inlet）仅仅适用于不可压缩流体，如果用于可压缩流体则可能导致非物质理解。,静压：如果入口流动是超声速的，或者你打算用压力入口边界条件来对解进行初始化，那么你必须指定静压(termed the Supersonic/Initial Gauge Pressure)。 只要流动是压声速的，FLUENT会忽略Supersonic/Initial Gauge Pressure，它是由指定的驻点值来计算的。如果你打算使用压力入口边界条件来初始化解域，Supersonic/Initial Gauge Pressure是与计算初始值的指定驻点压力相联系的，计算初始值的方法有各向同性关系式（对于

6、可压流）或者贝努力方程（对于不可压流）。因此，对于压声速入口，它是在关于入口马赫数（可压流）或者入口速度（不可压流）合理的估计之上设定的。,湍流动能方程k,扩散方程e,a,14,定义出口,如果在流场求解前，流场出口处的流动速度和压强是未知的，就可以选用出流边界条件，所以这里我们选择的是outflow型。,流量权重：如果出流边界只有一个或者流量在所有边界上均匀分配的，则不必修改，系统会自动将流量权重的值进行调整，以使得流量在各个出口上均匀分布。,a,15,定义壁面,在粘性流计算中，fluent使用无滑移条件作为默认设置。在壁面有平移或转动时，可定义切向速度分量作为边界条件。,a,16,4、初始化

7、和计算,1）定义求解器控制参数 2）初始化流场 3）定义收敛条件 4）迭代计算,a,17,1）定义求解器控制参数,选择是压强-速度关联算法,关联形式有三种：SIMPLE、SIMPLEC、PISO。常用SIMPLE格式，因为稳定性较好，用于定常流计算,离散格式,PISO:主要用于非定常计算，也可以用于定常，但是与以上两种相比并无速度优势。如果网格畸变较大也可用这形式。,a,18,2）初始化流场,我们设置是标准的初始化计算，定义入口为初始值进行全局初始化。,a,19,3）定义收敛条件,设置各个参数的收敛残差值为1e-4,勾选plot绘制残差曲线,a,20,4）迭代计算,迭代步数,报告间隔,a,21

8、,残差变化情况图,a,22,5、显示云图,速度云图,压力云图,a,23,云图的解释,速度矢量显示越靠近弯管处的二次流越明显，远离弯管，二次流逐渐减弱。,注：假如沿一边界的流动因受到横向压力的作用，产生了平行于边界的偏移，则靠近边界的流体层由于速度较小，就比离边界较远的流体层偏移得厉害，这就导致了叠加于主流之上的二次流。,a,24,湍流模型下不同类型模型的云图,1、RNG模型,a,25,2、Realizable模型,a,26,3、雷诺模型,a,27,显示轨迹线,轨迹线是被用来显示求解对象的质量微粒流。粒子由你在Surface菜单中定义的一个或多个表面中释放出来（参看为显示图形和数据产生表面）。现形或楔行面经常被使用（参考线形和楔形面）。（这里是定义壁面和Y轴中心切面）,a,28,入口轨迹线图,a,29,各位置速度矢量,进口,ios1,ios2,ios3,解释：速度矢量显示越靠近弯管处的二次流越明显，远离弯管，二次流逐渐减弱。,a,30,进口速度矢量,a,31,ios1速度矢量,进口速度矢量,a,32,ios2速度矢量,a,33,ios3速度矢量,a,34,进口速