Fluent入门基础培训.ppt
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1、Fluent基础主要内容n发展历史n基本功能n软件结构及常用文件类型n安装方法(基于版本)n基本概念n求解器的选择n离散格式n初始化n边界条件的设定n可用的参考资料发展历史n1975年谢菲尔德大学(UK)开发了Tempestn1983年美国的流体技术服务公司creature推出fluentn1988年FluentInc.成立n1995年收购最大对手FDI公司(FIDAP)n1997年收购Polyflow公司(粘弹性和聚合物流动模拟)n2006年被ANSYS收购在被ANSYS收购后为版本2009年6月发布版本2010年底发布版本2011年底发布版本基本功能(1)n可压缩与不可压缩流动问题;n稳态
2、和瞬态流动问题;n无粘流、层流及湍流问题;n牛顿流体及非牛顿流体;n对流换热问题(包括自然对流和混合对流);n导热与对流换热耦合问题;n辐射换热;n惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟;基本功能(2)n多运动坐标系下的流动问题;n化学组分混合与反应;n可以处理热量、质量、动量和化学组分的源项;n用Lagrangian轨道模型模拟稀疏相(颗粒,水滴,气泡等);n多孔介质流动;n一维风扇、热交换器性能计算;n两相流问题;n复杂表面形状下的自由面流动。软件结构及常用文件类型(1)nFLUENT包应该包括以下几个部分:1.FLUENT解法器2.prePDF,用于模拟PDF燃烧过程3.GAMBIT,
3、网格生成4.TGrid,额外的处理器,用于从现有的边界网格生成体网格。5.Filters(Translators),转换其它程序生成的网格,用于FLUENT计算。可以接口的程序包括:ANSYS,I-DEAS,NASTRAN,PATRAN等。软件结构及常用文件类型(2)GAMBIT设置几何形状生成2D或3D网格其它软件包,如CAD,CAE等FLUENT网格输入及调整物理模型边界条件流体物性确定计算结果后处理TGrid2D三角网格3D四面体网格2D和3D混合网格prePDFPDF查表2D或3D网格几何形状或网格PDF程序网格边界和(或)体网格边界网格基本程序结构示意图软件结构及常用文件类型(3)n
4、FLUENT软件文件类型:.jou文件:日志文档,可以编辑运行。.dbs文件:Gambit工作文件,若想修改网格,可以打开进行再编辑,可以打开进行再编辑。.msh文件:Gambit输出的网格文件。.cas文件:.msh文件经过Fluent处理后得到的文件。.dat文件:FLUENT计算数据结果的数据文件。安装方法nFluent最初只支持UNIX操作系统,面向高端用户。随着Windows的普及,Fluent也开始支持Windows系统。但其前处理软件Gambit仍然需要在UNIX系统下运行。所以在安装Gambit前,要安装一个模拟UNIX系统的软件Exceed。n基于的软件安装及破解方法:1.安
5、装之前,时间调整到2005年;2.先装exceed(安装文件在X:Exceed.v9.0ExceedSETUP),再装gambit,最后装fluent;3.按照提示,复制相应的许可证license到fluent和gambit的目录里;4.设置初始环境;5.设置完初始环境之后,把时间调整过来,重启电脑!基本概念(1)n理想与实际流体:根据是否考虑流体的粘性,可将流体分为理想流体和实际流体。n可压缩流体与不可压缩流体:根据流体压缩性的大小,可将流体分为可压缩流体与不可压缩流体。密度随压强变化大且不可视为常数的为可压缩流体,反之,称为不可压缩流体。正常情况下,液体和低速气体(50m/s)可视为不可压
6、缩流体。n牛顿流体和非牛顿流体:根据流体是否满足牛顿内摩擦定律,可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。符合牛顿内摩擦定律,也就是切应力与速度梯度成正比的流体为牛顿流体。水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体;非牛顿流体:油漆、稀润滑脂、高分子溶液、乳化液、淀粉糊、石灰浆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等。基本概念(2)n层流和湍流:层流是流体运动规则,各部分分层流动互不掺混,质点的轨线是光滑的,而且流动稳定。湍流的特征则完全相反,流体运动极不规则,各部分激烈掺混,质点的轨线杂乱无章,而且流场极不稳定。这两种截然不同的运动形态在一定条件下可以相互转化。n可用雷诺数进
7、行判定。雷诺数是流体惯性力与黏性力比值的量度,它是一个无量纲量。雷诺数较小时,黏滞力对流场的影响大于惯性力,流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性力对流场的影响大于黏滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的紊流流场。基本概念(3)n定常流动和非定常流动:以时间为标准,根据流体流动的物理量(如速度、压力、温度等)是否随时间变化,将流动分为定常与非定常两大类。当流动的物理量不随时间变化,为定常流动;反之称为非定常流动。许多流体机械在起动或关机时的流体流动一般是非定常流动,而正常运转时可看作是定常流动。基本概念(4)n亚音速
8、流动与超音速流动:当气流速度很大,或者流场压力变化很大时,流体就受到了压缩性的影响。n马赫数是流体速度与当地音速之比值,而音速在不同高度、温度等状态下又有不同数值,因此无法将Ma的数值换算为固定的km/hr或mph等单位。Ma1时,为亚音速流动;Ma1,超音速流动。基本概念(5)n热传导及扩散:当流体中存在温度差时,温度高的地方将向温度低的地方传送热量,这种现象称为热传导。同样地,当流体混合物中存在组元的浓度差时,浓度高的地方将向浓度低的地方输送该组元的物质,这种现象称为扩散。理想流体忽略了粘性,即忽略了分子运动的动量输运性质,因此在理想流体中也不应考虑质量和能量输运性质扩散和热传导,因为它们
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