fluent学习总结报告4Word下载.docx
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例如,可从数据库中将Water复制过来,然后在这个对话框中对其进行适当修改,water便成了当前求解器中可以使用的材料。
默认情况下,只有数据库中的air(空气)和aluminum(铝)出现在当前求解器中。
properties:
包含材料的各种属性,用以让用户确认或修改。
这些属性的范围因当前使用的计算模型不同而不同。
经常使用的条目包括Density(密度)、
(常压比热容)、Thermalconductivity(热传导系数)、Viscosity(粘度)等,用户可根据自己求解问题中的实际流体介质的物理特性输入相关参数。
注意有些属性可能是随温度或其他条件变化的,这时可借助profile文件来设置这些特性。
对于绝大多数属性,用户可选择它们随温度按polynomial(多项式)、piecewise-polynomial(分段线性)、piecewise-polynomial(分段多项式)或power-low(幂指数)等形式变化。
例如.假定Viscosity随温度呈分段线性方式变化,则可从图中
所示的Viscosity下拉列表中,选择piecewise-linear来替代当前的constant(常数),然后在弹出的对话框中,输入相关的系数即可。
Change/Create:
使用户在当前状态下所做的修改生效或创建一种新材料。
如果当前名称所指定的材料不存在,则创建它。
如果用户修改了材料属性,但没有改变其名称,FLUENT将用修改的属性直接更新材料。
Delete:
从当前计算模型的材料清单中删除所选定的材料。
在材料定义完成后,从Fluent中选择File/Write/Case命令,可将当前定义的材料全部保存到案例文件(*.cas)中。
8.设置边界条件
Define→boundary/
1.压力出口PressureInlet
◆ZoneName:
设置边界区域的名称。
◆GaugeTotalPressure:
设置入流口的总压
。
注意该值是相对于参考压力的相对压力。
∙
o
▪TotalTamperature:
设置入流口的总温度。
该项在用户激活能量模型后才出现。
▪Supersonic/InitialGaugePressure:
当进口的局部流动是超音速是,要求用户指定静压。
如果流速尾亚音速,FLUENT胡忽略Supersonic/InitialGaugePressure而由指定的驻点值来计算。
如果你打算使用压力进口边界条件来初始化计算,FLUENT会使用Supersonic/InitialGaugePressure与指定的驻点压力,根据等熵关系(对可压流动)或Bernoulli方程(对不可压流动),来计算压力初始值。
▪:
指采用什么样的方式来定义流动方向。
FLUENT提供了两种方式,NormalToBoundary(流动方向与进口边界垂直)与DirectionVector(方向矢量)。
▪CoordinateSystem:
▪X,Y,Z-ComponentofFlowDirection:
设置在进口边界上的流动方向。
该项当用户将Cartesian作为.CoordinateSystemr或者系统是二维非轴对称情况时出现·
◆TurbulenceSpecificationMethod:
指定使用哪种模型来输入湍流参数。
FLUENT给出的选项取决于当前使用的湍流模型。
在选择了某种湍流模型后,会出现相应的湍流参数项。
◆Turb.KineticEnergy与Turb.DissipatianRate:
指定边界上的湍动能k和湍动耗散率ε。
◆如果用户在还激活了其他计算模型(如多相流模型),在图中所示的PressureInlet一对话框中还会有其他项需要用户输入。
2)速度进口Velocity-inlet
oZoneName:
oVelocitySpecificationMethod:
设置定义进口速度的方式。
FLUENT提供了三种方式让用户定义进口速度:
MagnitudeandDirection(指定速度大小和方向)、Components(指定速度分量)和Magnitude,NormaltoBoundary(指定速度大小,方向垂直于边界)。
o:
说明速度是绝对值还是相对值。
选择Absolute表示速度为绝对值;
选择RelativetoAdjacentCellZone表示速度是相对于相邻单元区的值。
如果不使用运动参考系,这两个选项的效果一样。
oCoordinateSystem:
指定使用Cartesian(直角坐标系)、Cylindrical(柱坐标系)还是LocalCylindrical(局部柱坐标系)来输入速度值。
还选项只有在三维情况下,且将DirectionVector作为DirectionSpecificationMethod时才出现。
oXYZ-Velocity:
设置在边界上的速度矢量的分量。
该选项只有当用户将Component作为VelocitySpecificationMethod,且将Cartesian作为Coordinate时才出现。
oRadialTangentialAxial-Velocity:
该项只有当用户将Components作为VelocitySpecificationMethod.且将Cylindrical或LocalCylindrical作为Coordinate5ystern时,才出现。
oAxialRadialSwirl-Velocity:
该项只有对2D轴对称问题才出现。
oAngularVelocity:
为三维流动指定角速度l·
该项只有当将Components作为VelocitySpecificationMethod,将Cylindrical或LocalCylindrical作为CoordinateSystem时,才出现。
TurbulenceSpecificationMethod:
FLCTENT给出的选项取决当前使用的湍流模型。
在选择了某一选项后,会出现相应的湍流参数项。
Turb.KineticEnergy与Turb。
DissipationRate:
设置边界上的湍动能k和湍动耗散率ε。
Reynolds-Stress1SpecificationMethod:
决定使用哪种方法来指定边界仁的Reynolds应力。
该选项只当用户激活了RSM湍流模型时才出现。
此时,用户可以选择KorTurbulenceIntensity和Reynold-StressComponents两种方式之一。
前一种方式让用户给定湍动能k或湍流强度1,后一种方式是让用户直接输入Reynolds应力的各分量
3)质量进口(mass-flow-inlet)
∙MassFlowSpecificationMethod:
设置定义进口质量流量的方式。
FLUENT提供了三种方式让用户自定义进口流量质量,即MassFlowRate(进口边界上的质量流量)、MassFlux(单位面积上的质量流量)和MassFluxwithAverageMassFlux(单位面积上的质量通量及其平均值)。
MassFlow-Rate:
设置进口边界上总的质量流量,默认情况下单位为
该值被面积除后,得到进口边界上平均分布的单位面积上的质量流量。
∙MassFlux:
设置单位面积上的质量流量,默认情况下单位为
这种方式允许边界上不同位置处的质量流量不停同,但需要Profile文件来设置变化规律。
∙Direction:
∙Referencefrxxxxame:
∙CoordinateSystem:
∙X,Y,Z-ComponentofFlowDirection:
∙指定使用哪种模型来输入湍流参数。
∙Turb.KineticEnergy与Turb.DissipatianRate:
4)压力出口(pressure-outlet)
∙Gauge:
设置出口边界的静压。
∙RadialEquilibriumPressureDistribution:
打开径向平衡压力分布。
改选项出现于3D轴对称问题中。
∙BackflowDirectionSpecificationMethod:
设置定义出
口回流方向的方式。
FLUENT提供了三种方式,NormalToBoundary(垂直于边界)与DirectionVector(给定方向矢量)和FromNeighboringCell(来自相邻单元)。
∙BackflowCondition:
回流条件包含有总温(对能量计算有效)、湍流系数(对湍流计算有效)、组分质量份额(对组分计算有效)等。
∙TurbulenceSpecificationMethod:
∙Turb.KineticEnergy与Turb.DissipatianRate:
5)出流(outflow)
用户只需要给定所指的出流边界的流出权重(占总流出量的百分比)。
如果系统有一个出口,直接输入“1”即可
6)压力远场(pressure-far-field)
该对话框需要定义GaugePressure(静压)、Machnumber(Mach数)、X-Y-Z-ComponentofFlowDirection(流动方向的XYZ分量、Turb.KineticEnergy(湍动能k)turb.DissipatianRate(耗散率ε)。
7)壁面(wall)
壁面(wall)用于限定Solid和Fluid区域。
在粘性流动中,壁面处认为无滑移边界条件,但用户可以根据壁面边界区域的平移或转动来指定一个切向速度分量,或者通过指定剪切来模拟一个“滑移”壁面。
在流体和壁面之间的剪应力和热传导可根据流场内部的流动参数来计算。
Wall对话框输入包含6个选项卡。
其中,Thermal选项卡显示壁面的热边界条件(只在打开能量方程是可用),DPM选项卡显示壁面的离散边界条件(只在定义了离散项时可用),Momentum选项卡显示壁面的动量边界条件,Species选项卡显示壁面上的组分边界条件(只在激活组分运输方程时可用),Radiation选项卡显示DO辐射模型在壁面上的边界(只在使用DO辐射模型时可用),UDS选项卡显示用户自定义的标量值在壁面上的边界条件(只在用户在User-DefinedScalars对话框中定义了自定义标量时可用)。
现主要对Thermal及Momentum选项卡中的选项简单介绍一下。
∙AdjacentCellZone:
给出了与壁面相邻的单元区的名称。
∙ThermalCondition:
位于Thermal选项卡,让用户选择热边界条件类型:
HeatFlux(选择热通量)、Temperature(选择给定的壁面温度)、Convection(现在对流传热边界条件模型)、Radiation(选择外部辐射边界条件)、Mixed(选择对流与外部辐射边界条件)和Coupled(选择耦合的传热条件,只适用于在两区域间形成界面的壁面)。
∙MaterialName:
设置壁面材料的类型。
该项只有在壁面厚度不为零时出现。
∙WallMotion:
位于Momentum选项卡中,指定壁面是运动的还是静止的。
∙Motion:
对于运动的壁面,指定运动方式。
运动方式包括RelativetoAdjacentCellZone(相对于对话框指定的相邻单元区运动)、Absolute(以指定的绝对速度运动)、Translational(平移)、Rotational(转动)、Components(能够让用户指定壁面运动速度分量)、Speed(设置平移或转动的速度值,这取决于你在前面选择的平移还是转动)、Direction(设置平移速度的方向矢量,只在平移方式下存在)、Rotation-AxisOrigin(设置转轴原点的坐标,只在转动方式下出现)、Rotation-AxisDirection(设置转轴的方向矢量)、VelocityComponents(设置壁面运行的XY和Z速度分量,只在选定Components方式是出现)。
∙ShearCondition:
用于指定壁面上的剪切条件,包括NoSlip(无滑移,无需要输入任何其他信息)、SpecifiedShear指定零剪切或非零剪切,对运动的壁面无效)和MarangoniStress(指定由因温度引起的表面张力所导致的剪应力)
∙WallRoughness:
定义湍流计算中的壁面粗糙度,包括RoughnessHeight(粗糙度的厚度值
)及RoughnessConstant(粗糙度常数
}。
默认状态下,FLL7ENT假定粗糙度的厚度值
为零,表示壁面是光滑的。
对于均匀砂粒状的表面,可将砂粒高度取为
对于非均匀砂粒的表面,可用平均砂粒高度代替。
FLUENT默认的粗糙度常数
为0.5。
对于均匀砂粒状的表面,一般不需要调整这个值。
但对于非均匀砂粒的表面,如带有筋板或网眼的表面,可取
=0.5-1.0,目前
尚无准确计算方法。
∙Wall-Adhesive:
定义在壁面上相间的接触角度。
该项只在采用VDF模型计算带有自由界面的多相流时才出现。
8)流体(fluid)
与前面介绍的各种边界条件不同,流体(fluid)条件实际上并不是针对具体边界而言,而是一个单元组,即一个区域,因此称为流体区域条件。
所有激活的方程都要在这些单元上进行求解。
向流体区域输入的信息只是具有fluid类型的材料名称。
用户可从fluid类型的材料中选择。
如果模拟组分输运或燃烧,不必在这里选择材料类型,因为在用户激活组分模型时,SpeciesModel对话框会要求用户指定mixture类型的材料。
对于多相流模拟,也同样不在这里指定材料类型。
在设置流体区域时,允许设置热、质量、动量、湍动能、组分以及其他标量型变量的源项。
如果是运动区域,还需指明区域运动的方向和速度。
如果存在与流体区域相邻的旋转周期性边界,则需要指定旋转轴。
如果使用kε双方程模型或Spalart-Allmaras单方程模型来模拟湍流,可以选择将流体区域定义为层流区。
如果用DO模型模拟辐射,可以指定流体是否参加辐射。
设置流体区域的有关数据通过Fluid对话框输入。
Fluid对话框的主要条目包括以下内容。
∙ZoneName:
流体区域的名称。
默认名称是由FLUENT根据区域的性质自行给定的,用户可修改此名称。
MaterialName:
设置流体的材料。
下拉列表中包含己经装载到求解器中的所有材料的名称,供用户选择。
注意,材料是通过Materials对话框来定义的。
你可单击右侧的Edit接钮,打开Materials对话框,修改材料的属性(如密度等)。
如果模拟组分输运或多相流,将不会出现MaterialName列表。
∙SourceTerns:
让用户指定质量、动量、能量、湍动能、组分以及其他标量型变量的源项。
选中某个复选框后,将对话框展开,.让用户输入所希望的源项的值。
∙FixedValues将一个或多个变量在求解过程中保持定值,FLUENT不会去计算它们。
注意,只能使用分离式求解器时才能固定速度分量、温度和组分份额。
∙LaminarZone:
体区域内的湍流生成与湍动粘性计算。
只有当使用Κε或Spalart-Allmaras模型来模拟湍流时,才会出现该选项。
∙PorousZone:
表示该区域是多孔介质。
选中这个复选框后,会出现关于多孔介质的参数输入项。
∙MotionType:
运动方式。
FLUENT提供了3种方式:
stationary(该区域不是运动的)、MovingReferencefrxxxxame(按照某一参考系运动)、MovingMesh(该区域是滑移网格中的滑移区),当用户选择后两个选项时,对话框会进一步展开,让用户输入相关速度值。
∙Rotation-AxisOrigin:
指定流体区域的转动轴的原点。
该项只2D或3D非轴对称模型中出现。
∙Rotation-AxisDirection:
指定流体区域的转动轴的方向矢量。
如果转轴与Z轴相同,则可输入(001)。
该选项只出现在3D模型中。
∙RotationalVelocity:
指定运动参考系的转动速度。
∙TranslationalVelocity:
指定运动参考系的平移速度。
9)固体(solid)
同流体区域类似,固体区域也是一个单元组,只不过这组单元仅用来传热求解计算,不进行任何流动计算。
在设置固体区域时,允许设定热的体积源项或指定温度为定值,同事还可指定区域的运动方式。
如果存在与该区域相邻的旋转周期性边界,这需要指定旋转轴。
10)周期性(periodic)
周期性边界条件用于所计算的物理模型和所期待的流动的解具有周期性重复的情况。
可指定的周期形式:
Translational(平动)或Rotational(转动)。
如果使用耦合式求解器,还会出现PeriodicPressureJump文本框,用于设置穿过周期性边界的压力增加(或降低),即允许通过周期性平面具有压力降。
11)对称(Symmetry)
对称边界条件用于物理外形以及所期望的流动的解具有镜像特征的情况,也可用于描述粘性流动中的零滑移壁面。
12)内部边界(interior)
用于两个区域的界面处,将两个区域隔开。
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