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1、FLUENT入门教程,Fluent基础知识,FLUENT 软件是目前市场上最流行的CFD 软件，主要用于计算流体流动和传热。它提供的非结构网格生成程序，对相对复杂的几何结构网格生成非常有效。 利用FLUENT软件进行求解的步骤如下： （1）确定几何形状，生成计算网格； （2）选择求解器； （3）输入并检查网格；,（4）选择求解的方程：层流或湍流（或无粘流），化学组分或化学反应，传热模型等。确定其他需要的模型，如：风扇，热交换器，多孔介质等模型； （5）确定流体的材料物性； （6）确定边界类型及其边界条件； （7）条件计算控制参数； （8）流场初始化； （9）求解计算 （10）保存结果，进行后处

2、理等。,FLUENT划分网格的途径有两种：一种是用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT进行网格划分，另一种则是由其他的CAD软件完成造型工作，再导入GAMBIT中生成网格。还可以用其他网格生成软件生成与FLUENT兼容的网格用于FLUENT计算。可以用于造型工作的CAD软件包括I-DEAS、Pro/E、SolidWorks、Solidedge等。除了GAMBIT外，可以生成FLUENT网格的网格软件还有ICEMCFD、GridGen等等。,GAMBIT网格划分,GAMBIT软件是Fluent公司提供的前处理器软件，它包含功能较强的几何建模能力和强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等C

3、FD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT可以生成FLUENT6、FLUENT5.5、FIDAP、POLYFLOW等求解器所需要的网格。 用户可以直接使用Gambit软件建立复杂的实体模型，也可以从主流的CAD/CAE系统中直接读入数据。,计算流体力学的本质就是对控制方程在所规定的区域上进行点离散（如有限差分法）或区域离散（如有限元法与有限体积法），从而转变为在各网格点或子区域上定义的代数方程组（如果是非线性方程组通常还要进行线性化），然后用线性代数的方法迭代求解。网格生成是其中的一个关键步骤，当物体外形复杂程度较大时，网格生成技术将起到至关重要的作用。网格可分为两大类：结构网格和非结构网格。

4、Gambit软件高度自动化，可生成包括结构和非结构化的网格，也可以生成多种类型组成的混合网格。,结构网格就是网格拓扑相当于矩形域内均匀网格的网格。 优点：可以方便准确地处理边界条件，计算精度高，并且可以采用许多高效隐式算法和多重网格法，计算效率也较高。 缺点：对复杂外形的网格生成较难，甚至难以实现；即使生成多块结构网格，块与块之间的界面处理又十分复杂，因而在使用上受到限制。,非结构网格就是指这种网格单元和节点彼此没有固定的规律可循，其节点分布完全是任意的。 优点：（1）适合于复杂区域的网格划分，特别对奇性点的处理很简单； （2）其随机的数据结构更易于作网格自适应，以便更好地捕获流场的物理特性；

5、 （3）其生成过程不需求解任何方程。 因而这类网格目前使用较多。,菜单栏,命令面板,视图控制面板,命令解释窗,视图面板,命令显示窗,命令输入窗,实例讲解 问题描述： 冷水和热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入，在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管，最后流入大气。冷水入口温度为280K，入口速度为1m/s,热水入口速度为320k，入口速度为1m/s。,1. 利用GAMBIT建立混合器造型以及内部三维网格的划分 （1）启动GAMBIT并选定求解器FLUENT（5/6）,（2）创建混合器主体,（3）设置混合器的切向入流管 绘制入流管,将入流管移到混合器主体中部的边缘,将入流管以Z轴为轴

6、旋转180复制,（4）去掉小圆柱体与大圆柱体相交的多余部分，并将三个圆柱体联结成一个整体,（5）创建主体下部的圆锥,（6）创建出流小管 创建出流口小管,将其下移并与锥台相接,（7）将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合成一个整体 方法同第4步相同。,（8）对混合器内区域划分网格,（9）检查网格划分情况,（10）设置边界条件,（11）输出网格文件.(mesh),Fluent求解,FLUENT中有两种求解器，即分离求解器(segregated solver)和耦合求解器(coupled solver )。这两种求解器的求解对象是相同的，即它们所求解的控制方程均为描述质量守恒、动量守恒和能量守恒的

7、连续方程、动量方程和能量方程。在考虑湍流和化学反应时，还要加上湍流方程和化学组元方程。 它们都用有限体积法作为对计算对象进行离散求解的基础方法，,有限体积法的主要工作包括: (1)通过网格划分将空间区域分解成由离散的控制体组成的集合。 (2)在控制体上用积分形式构造离散变量的代数方程。 (3)将离散方程线化，然后通过求解线化方程获得变量的迭代解。 两种求解器的区别在于它们所使用的线化方法和求解离散方程的方法是不同的。,分离算法流程图,耦合算法流程图,使用求解器的基本步骤如下： （1）选择计算格式。在使用分离求解器时，选择压强插值格式。 （2）在使用分离求解器时，选择压强和速度的耦合方法。 （3

8、）在使用分离求解器时，选择多孔介质速度方法。 （4）选择用于计算导数的梯度选项。 （5）设置亚松弛因子。,（6）在使用耦合求解器时，选择使用FAS多重网格法。 （7）对所选用的模型和求解器进行细节设置。 （8）对流场进行初始化。 （9）选择求解过程监视器。 （10）开始迭代计算。 （11）如果计算不收敛，尝试改善收敛性的方法。,实例讲解 以该混合器的计算为例。 （1）检查网格并定义长度单位 读入网格文件,确定长度单位为cm,检查网格，确保最小体积为正值。 显示网格,（2）创建计算模型 设置求解器,启动能量方程,使用k 湍流模型,（3）设置流体的材料属性,点击Fluent Database按钮，

9、打开“Fluent Database Materials”,（4）设置边界条件 Define Boundary Conditions，打开“Boundary Conditions”对话框，设置如下：,（5）求解初始化,（6）设置监视器 Solve Monitors Residual，打开“Residual Monitors”对话框,（7）保存Case文件 操作：File Write Case （8）求解计算 操作：Solve Iterate 在Number of Iterations项填入200，点击Iterate开始计算。迭代97后，计算收敛，残差曲线图如下图。,（9）保存计算结果 操作：File Write Data,计算结果后处理,（1）读入Case和Data文件 操作：File Read Case&Data （2）创建等值面 创建一个Z4cm的平面，命名为surf1,创建一个x0的平面，命名为surf2,（3）绘制温度与压强分布图 绘制温度分布图 操作：Display Contours，打开“Contours”对话框,绘制垂直平面surf2上