1、Fluent 经典帖第 1 页 共 78 页Fluent 问 题 集 锦问题 1: 如果体网格做好后,感觉质量不好 ,然后将体网格删除 ,在其面上重新作网格,结果发现网格都脱离面, 不再附体了,比其先前的网格质量更差了 . 原因: 删除体网格时，也许连同较低层次的网格都删除了.上面的脱离面可能是需要的体的面. 解决方法: 重新生成了面 ,在重新划分网格 问题 2: 在 gambit 下做一虚的曲面的网格 ,结果面上的网格线脱离曲面,由此产生的体网格出现负体积. 原因: 估计是曲面扭曲太严重造成的 解决方法: 可以试试分区域划分体网格, 先将曲面分成几个小面，生成各自的面网格，再划体网格。 问题
2、 3: 当好网格文件的时候，并检查了网格质量满足要求，但输出*.msh 时报错误. 原因: 应该不是网格数量和尺寸 .可能是在定义边界条件或 continuum type 时出了问题. 解决方法: 先把边界条件删除重新导出看行不行 .其二如果有两个几何信息重合在一起, 也可能出现上诉情况,将几何信息合并掉 . 问题 4: 当把两个面(其中一个实际是由若干小面组成,将若干小面定义为了 group 了)拼接在一起,也就是说两者之间有流体通过,两个面各属不同的体 ,网格导入到 fluent 时,使用 interface 时出现网格 check 的错误,将 interface 的边界条件删除, 就不会
3、发生网格检查的错误 .如何将两个面的网格相连. 原因: interface 后的两个体的交接面,fluent 以将其作为内部流体处理（非重叠部分默认为wall，合并后网格会在某些地方发生畸变，导致合并失败.也可能准备合并的两个面几何位置有误差, 应该准确的在同一几何位置 (合并的面大小相等时 ),在合并之前要合理分块。解决方法: 为了避免网格发生畸变(可能一个面上的网格跑到另外的面上了),可以一面网格粗,一面网格细,避免; 再者就是通过将一个面的网格直接映射到另一面上的,两个面默认为interior.也可以将网格拼接一起. 上述语言有些模糊不清,仅供参考 ,并希望高手批评指正 ,_Fluent
4、 经典帖第 2 页 共 78 页1、 关于 fluent 中流固耦合传热的讨论，见 http:/www.aoxue.org/cgi-bin/bbs/topic_show.cgi?id=17102 然后 fluent 把你下面的每一步操作记录下来，在你想记录结束的时候，file-write-stop journal ，对于下一个文件，file-read-journal-(那个记录文件） ，你原来的操作在新的 cas、dat 文件上从来一遍。计算中的疑问：turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+5 in cell *,
5、是说明什么？计算有问题了吗？是指在计算过程中 turbulent viscosity 超过了设定的阈值.如果实际中的确是超过的话, 可以在 solve-controls-limits 中调整. 更详细的说明请看帮助! 问：什么是旋流数？答：切向动量和轴向动量比. 强旋流动用混合长，K-e 模型都不行，反应不出强旋情况下的各向异型。用代数应力模型或者雷诺应力模型比较合适。 关于模拟湍流流场适用性的问题具体可以参考周力行的书。一般来说，混合长，K-e 模型（用的最广）算自由射流，剪切流，弱旋，无浮力流等等 各向异型不强的情况符合很好。对强旋流动，也可以采用修正后的 K-e 模型（有很多修正，对强旋
6、就找针对强旋修正的模型）用于生成流场的边界，已有了这根曲线上足够多点的坐标了。然后想用 CAD 做，完了再导入到 Gambit 里面，但是结果导入后发现曲线被分成了很多段，怎么让它连接成一根光滑的线呢？另外好像 CAD 里面只能导出 region，单单一根线怎么导出的？直接用 jou 文件导入 gambit,格式用 vertex create coordinate x y z 用 fortran 编, 把你每个点的坐标放到前面“ vertex create coordinate“命令后面 ,然后文件名字用.jou,最后用 gambit 运行 jou,然后扫描点生成曲线,肯定光滑 .关于湍流问题
7、的数值模拟目前工程中常用基于 Reynolds 平均的方法，用各种封闭方法来获得时均的控制方程，以求得工程上比较受关心的时均流场及湍动信息,但实际上在诸如化工、冶金、能源等诸多过Fluent 经典帖第 5 页 共 78 页程工业领域内常碰到的混合，扩散等等问题，时均模型在解释这些过程的物理机制时常常显得力不从心.DNS, LES 等方法，试图在空域和时域上都能更精确的贴近湍流过程,但以目前大众化的计算能力来看，用来分析工程实际似乎还是有较远的距离近期内这种矛盾如何更好地解决?这个问题，应该说关于湍流模拟的很多领域都存在。现在对于各领域的湍流模拟，有两条路：一是通过简化的模拟，包括简化的模型、边
8、界条件以及算法等，这样可以以较快的速度 较小的代价获得计算结果，仍然保持了数值模拟能获得详细信息的优点，但是这些简化的 方法一般都得基于高级的模拟技术或实验，适用性也需要认真考虑。但是由于现在高级模拟技术和实验技术的发展，现在的一些简化方法不像湍流模拟初期的简化模型了，应该是建立在高级技术上的简化方法，反映了人们 认识事物否定之否定的哲学观吧。因为，简化计算肯定是人们希望和喜欢的，尤其是对于实际的工程应用而言。二是刚好与 1 相反的路子，尽可能采用最先进的数值计算技术来模拟湍流，如 LES 甚至 DNS 等，并且对复杂形状的非结构化网格、有限元，算法中的多重网格，以及各类边界 条件和差分格式等
9、。可以说这是研究的必经之路，但的确对于分析工程实际不适用。 以上两条路就像太极的阴阳两面，看似矛盾，但也是相互补充的。我认为目前研究的一个路子可以是借助二认识一些细节，继而提炼简化模型和方法到一的层次，解决工程问题。 当然，这其中涉及到如何简化，如何适用具体情形等，这似乎已经超出了数值模拟所能解决的范畴，而应该是人们对事物本质的认识问题。常见问题 reversed flow in xx faces on pressure-outlet据我的了解，出现回流后影响不影响计算精度主要是看实际有没有回流。如果实际有回流，则计算出来的回流是确实存在的。则此时的回流参数应靠试验来确定。所谓的回流参数是指计
10、算中一旦出现回流，则从出口流回来的物理量（如组分）是多少！当实验中没有回流，而计算中出现回流时，要分成两种情况来讨论。在讨论这个以前，有必要将产生假回流的原因仔细说一下。产生假回流主要是由于不好的初始条件或是上次迭代的结果所计算的系数被代入使矩阵迭代而产生的结果。这样说，则可把问题分为两类。一类是计算中出现回流，而计算最后没有回流的，这样的话，可以将迭代中没有回流以后的任意步看作初始条件，这样设不设回流参数都是无所谓的。第二种问题是计算最后还有回流。这就可能是你边界条件或是物性什么的原因了，即使设置回流参数，结果也是不足取的。Fluent 经典帖第 6 页 共 78 页1. 单位的规定1）不管
11、你使用的是什么单位，下面这些必须使用 SI 单位Boundary profilesSource termsCustom field functionsData in externally created XY plot filesUser-defined functions2）如果你用与温度有关的多项式（分段多项式函数）定义一个材料的特性，那么注意方程中的温度单位是 K。2.网格中的单位一些生成网格的程序允许使用不同的单位，但是在导入到 fluent 中时，总是假设长度单位时 M。3.内置的单位系统fluent 提供四种单位 British，SI，CGS，默认，你可以在它们之间进行切换4.用户
12、定义单位如果你要使用混合单位或者使用 fluent 中没有提供的单位，那么你自己定义。1）改变量的单位fluent 允许你改变各个量的单位，这在你需要使用内置的单位系统，但又要改变某个量的单位时非常有用。例如你的问题要使用 SI 单位，但是几何尺寸是以英寸给出的，那么你就可以选择 SI，然后长度单位从 M 改成英寸。2）定义新的单位比例因子为 Thus the conversion factor should have the form SI units/custom units网格数与计算时间：网格数与计算时间是否存在一个大致关系答：计算时间和网格数，湍流模型，离散格式阶数等都有关系。一般每
13、十万个单元需要100M 内存，估计你计算 20 万左右的网格没有问题。我的体会是在 CPU 速度和内存两者中，计算速度和内存的关系更大。我试过同一个 case，换到一个其他配置相同、内存大 4 倍的机子上，计算速度感觉差不多增加了一个数量级。至于具体的计算时间没有统计过，给你一个参考数据吧：62 万网格，segregated solver，RSM 模型，一阶精度，机子配置是 P4 1.7G，512M DDR 内存，计算 100 步要 2 个小时。Fluent 经典帖第 7 页 共 78 页问题：如何在 tecplot9.0 的 3D 的图中, 作垂直于某一轴的平面?答：tecplot 里面是可
14、以的以 V7.5 为例子，在做出 3D 图后，做如下操作1) data-extract-slice 然后在其中做相应设置（切片的设置）2) data-delete zone 删除原来 3D 图像的 zone 剩下的即为切片的效果 data 中的 triangulate的作用好像是 tecplot 自动进行插值的命令例如你的数据文件如果不是按照 tecplot 要求的某些格式输入，那么你在使用 tecplot 的contour, streamtrace 等功能时会出错错误类型大概是 data out of region(大概是)这时你可以进行triangulate 然后生成一个新的 zone，对
15、新的 zone 即可进行上述不能进行的操作，这是个人使用的体会，不一定正确的：) 呵呵问题：请问 fluent 的计算精度问题？答：工程中一般用双精度格式就足够了，倒不光是为了收敛快，实际高精度格式计算的结果未必一定比二阶精度的好，尤其对于复杂的边界。所以 fluent 就提供了二阶精度，一般可以先用一阶精度算出大致的流场，再修改网格，换用二阶精度计算。说实话，因为是商业软件，当然不能用于科学研究用。记得刚开始用 fluent 的时候，为了测试，就拿后台阶模型来算，结果算得的再附点只有实验值的 60都不到，后来才知道，k-epsilon 模式本身就不适合计算这样的问题的：） 问题：什么是 CF
16、D？ 答：CFD 软件是计算流体力学（ Computational fluid Dynamics）软件的简称，是专门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件。通过 CFD 软件，可以分析并且显示发生在流场中的现象，在比较短的时间内，能预测性能，并通过改变各种参数，达到最佳设计效果。CFD 的数值模拟，能使我们更加深刻地理解问题产生的机理，为实验提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用。随着计算机硬件和软件技术的发展和数值计算方法的日趋成熟，出现了基于现有流动理论的商用 CFD 软件。商用 CFD 软件使许多不擅长 CFD 的其它专业研究人员能
17、够轻松地进行流动数值计算，从而使研究人员从编制繁杂、重复性的程序中解放出来，以更多的精力投入到考虑所计算的流动问题的物理本质、问题的提法、边界（初值）条件和计算结果的合理解释等重要方面，这样最佳地发挥了商用 CFD 软件开发人员和其它专业研究人员各自的智力优势，为解决实际工程问题开辟了道路。Fluent 经典帖第 8 页 共 78 页使用 CFD，你首先得建立你想研究的系统或装置的计算模型；然后将流体流动的物理特性应用到虚拟的计算模型，CFD 软件将输出你想要的流体动力性质。CFD 是一种高级的分析技术，它不仅可以预测流体的行为，同时还可以得到传质（如分离和溶解） ，传热，相变（如凝固和沸腾）
18、 ，化学反映（如燃烧） ，机械运动（涡轮机） ，以及相关结构的压力和变形（如风中桅杆的弯曲）等等的性质。之所以要使用 CFD，至少基于以下三点： 1，通常的系统是很难模型化的，而 CFD 的分析能够展示别的手段所不能揭示的系统的性质和现象，因为 CFD 对你的设计有很强的理解和可视能力。2，CFD 能够快速的给出你想要的结果，一旦你给定你的问题的参量；这样你才有可能在很短的时间内调整你设计的问题的参数，得到最好的优化结果。3，采用 CFD 是一种十分经济的做法。由于它的开发周期短，因此能节省大量的人力物力，使产品能更快的进入市场。CFD 软件概述CFD 软件通常有三种功能，分别着重用于：前端处
19、理（Preprocessing）,计算和结果数据生成（compute an result）以及后处理(Postprocessing).前端处理通常要生成计算模型所必需的数据，这一过程通常包括建模，数据录入（或者从 cad 中导入） ，生成网格等；做完了前处理后，CFD 的核心解释器（SOLVER）将根据具体的模型，完成相应的计算任务，并生成结果数据；后处理过程通常是对生成的结果数据进行组织和诠释，一般以直观可视的图形形式给出来。著名的 CFD 处理工具有以下一些：用于前处理： Gambit,Tgrid,GridPro,GridGen,ICEM CFD用于计算分析： Fluend,FIDAP,P
20、OLYFLOW用于后处理： Ensight,IBM Open Visulization Explorer,Field View,AVS提供综合的处理能力： Ansys，MAYA特殊领域的应用： Icepak,Airpak,Mixsim这些 CFD 软件功能强大，应用十分的广泛。在航天航空，环境污染，生物医学，电子技术等等各个领域，它们发挥了巨大的作用，世界上有越来越多的工程师更倾向于使用这些软件来完成自己的设计。FLUENTFLUENT 是目前国际上比较流行的商用 CFD 软件包，在美国的市场占有率为 60%。举Fluent 经典帖第 9 页 共 78 页凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业
21、均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括：燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。Fluent 的软件设计基于 CFD 软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，FLUENT 软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想，Fluent 开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化
22、学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。其各软件模块包括：GAMBIT专用的 CFD 前置处理器，FLUENT 系列产品皆采用 FLUENT 公司自行研发的 Gambit 前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力之前处理器，然后由 Fluent 进行求解。也可以用 ICEM CFD 进行前处理，由 TecPlot 进行后处理。Fluent5.4基于非结构化网格的通用 CFD 求解器，针对非结构性网格模型设计，是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的 CFD 软
23、件。可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流（rotating flow）及震波（shocks）等。在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果，并且对模型的快速建立及 shocks 处的格点调适都有相当好的效果。（目前是 6.0，含 turbo 模块）Fidap基于有限元方法的通用 CFD 求解器，为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件，是全球第一套使用有限元法于 CFD 领域的软件，其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。 FIDAP 本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。 对问题整个研究的程序，数据输入与输
24、出的协调及应用均极有效率。Polyflow针对粘弹性流动的专用 CFD 求解器，用有限元法仿真聚合物加工的 CFD 软件，主要应用于塑料射出成形机，挤型机和吹瓶机的模具设计。Mixsim针对搅拌混合问题的专用 CFD 软件，是一个专业化的前处理器，可建立搅拌槽及混合槽的几何模型，不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。它的图形人机接口和组件数据库，让工程师直接设定或挑选搅拌槽大小、底部形状、折流板之配置，叶轮的型式等等。MixSim 随即自动产生 3 维网络，并启动 FLUENT 做后续的模拟分析。Fluent 经典帖第 10 页 共 78 页Icepak专用的热控分析 CFD 软件，专门仿真电
25、子电机系统内部气流，温度分布的CFD 分析软件，特别是针对系统的散热问题作仿真分析，藉由模块化的设计快速建立模型。在 fluent 中，对同一个几何造型，如果既可以生成结构化网格，也可生成非结构化网格，当然前者要比后者的生成复杂的多，那么应该选择哪种网格，两者计算结果是否相同，哪个的计算结果更好些呢？另外，如果一个几何造型中既有结构化网格，也有非结构化网格，分块完成的，那么分别生成网格后，是否可以直接就调入 fluent 中计算，还是还有进行一些处理？一般来说，结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛，也更准确。但后者容易做。可以用 TGRID 把两种网格结合起来。影响精度主要是网格质量，和你
26、是用那种网格形式关系并不是很大，如果结构话网格的质量很差，结果同样不可靠，相对而言，结构话网格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。结构化网格据说计算速度快一些，但是网格划分需要技巧和耐心。呵呵，非结构化网格容易生成，但相对来说速度要差一些。不过应该影响最大的是网格质量和网格数。非结构化网格的最大优势便在于适应性强。在进行稳态计算时候，开始残差线是一直下降的，可是到后来各种残差线都显示为波形波动，是不是不收敛阿？有些复杂或流动环境恶劣情形下确实很难收敛。计算的精度（2 阶） ，网格太疏，网格质量太差，等都会使残差波动。经常遇到，一开始下降，然后出现波动，可以降低松弛系数，我的问题就能收敛，但如
27、果网格质量不好，是很难的。通常，计算非结构网格，如果问题比较复杂，会出现这种情况，建议作网格时多下些功夫1)coupled 是耦合的意思，指同能量方程一起求解，而 segrated 是动量方程、压力方程和能量方程分开单独求解，迭代求解。一般能用耦合的时候尽量用，精度高。而分段并行求解一般精度低。2)coupled solver 从 rampant 发展来的，是与 nasa 合作开发的，适合于计算高马赫数（跨音和超音） ，为了克服低速下 numeric stiffness，采用了 preconditioning 方法。couple implict 内存耗费大，一般为 segregated 的 1.5 倍以上，you need powerful computer!segregated solver 从 uns发展而来，是基于 simple 算法，更适合于亚音场计算，收敛速度快，内存少。
