fluent经典问题.docx

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fluent经典问题

∙37在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？

湍流参数的定义方法有哪些？

各自有什么不同？

速度入口的边界条件适用于不可压流动，需要给定进口速度以及需要计算的所有标量值。

速度入口边界条件不适合可压缩流动，否则入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动。

关于湍流参数的定义方法，根据所选择的湍流模型的不同有不同的湍流参数组合，具体可以参考Fluent用户手册的相关章节，也可以参考王福军的书《计算流体动力学分析—CFD软件原理与应用》的第214-216页，也可以参考本版的帖子：

38在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？

如何得到速度矢量图？

如何得到流线？

这些都可以用tecplot来处理将fluent计算的date和case文件倒入到tecplot中断面可以做切片

速度矢量图流线图直接就可以选择相应选项来查看

39分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？

分析两种求解器在计算效率与精度方面的区别。

分离式求解器以前主要用于不可压缩流动和微可压流动，而耦合式求解器用于高速可压流动。

现在，两种求解器都适用于从不可压到高速可压的很大范围的流动，但总的来讲，当计算高速可压流动时，耦合式求解器比分离式求解器更有优势。

Fluent默认使用分离式求解器，但是，对于高速可压流动，由强体积力（如浮力或者旋转力）导致的强耦合流动，或者在非常精细的网格上求解的流动，需要考虑耦合式求解器。

耦合式求解器耦合了流动和能量方程，常常很快便可以收敛。

耦合式求解器所需要的内存约是分离式求解器的1.5到2倍，选择时可以根据这一情况来权衡利弊。

在需要耦合隐式的时候，如果计算机内存不够，就可以采用分离式或耦合显式。

耦合显式虽然也耦合了流动和能量方程，但是它还是比耦合隐式需要的内存少，当然它的收敛性也相应差一些。

需要注意的是，在分离式求解器中提供的几个物理模型，在耦合式求解器中是没有的。

这些物理模型包括：

流体体积模型（VOF），多项混合模型，欧拉混合模型，PDF燃烧模型，预混合燃烧模型，部分预混合燃烧模型，烟灰和NOx模型，Rosseland辐射模型，熔化和凝固等相变模型，指定质量流量的周期流动模型，周期性热传导模型和壳传导模型等。

而下列物理模型只在耦合式求解器中有效，在分离式求解器中无效：

理想气体模型，用户定义的理想气体模型，NIST理想气体模型，非反射边界条件和用于层流火焰的化学模型

40在处理高速空气动力学问题时，采用哪种耦合求解器效果更好？

为什么？

  （#68）

43FLUENT中常用的文件格式类型：

dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用处？

在Gambit目录中，有三个文件，分别是default_id.dbs，jou，trn文件，对Gambit运行save，将会在工作目录下保存这三个文件：

default_id.dbs，default_id.jou，default_id.trn。

jou文件是gambit命令记录文件，可以通过运行jou文件来批处理gambit命令；

dbs文件是gambit默认的储存几何体和网格数据的文件；

trn文件是记录gambit命令显示窗（transcript）信息的文件；

msh文件可以在gambit划分网格和设置好边界条件之后export中选择msh文件输出格式，该文件可以被fluent求解器读取。

Case文件包括网格，边界条件，解的参数，用户界面和图形环境。

Data文件包含每个网格单元的流动值以及收敛的历史纪录（残差值）。

Fluent自动保存文件类型，默认为date和case文件

Profile文件边界轮廓用于指定求解域的边界区域的流动条件。

例如，它们可以用于指定入口平面的速度场。

读入轮廓文件，点击菜单File/Read/Profile...弹出选择文件对话框，你就可以读入边界轮廓文件了。

写入轮廓文件，你也可以在指定边界或者表面的条件上创建轮廓文件。

例如：

你可以在一个算例的出口条件中创建一个轮廓文件，然后在其它算例中读入该轮廓文件，并使用出口轮廓作为新算例的入口轮廓。

要写一个轮廓文件，你需要使用WriteProfile面板（Figure1），菜单：

File/Write/Profile...

44在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。

如何把这个zone定义出来？

而且这个zone仍然是流体流动的。

在gambit中先将需要的zone定义出来，对于要随流体流动我觉得这个可以用动网格来处理在动网格设置界面将这个随流体流动的zone设置成刚体  这样既可以作为zone不影响流体流通也可以随流体流动  只是其运动的udf不好定义最好根据其流动规律编动网格udf

46如何选择单、双精度解算器的选择？

Fluent的单双精度求解器适合于所有的计算平台，在大多数情况下，单精度求解器就能很好地满足计算精度要求，且计算量小。

但在有些情况下推荐使用双精度求解器：

1，如果几何体包含完全不同的尺度特征（如一个长而壁薄的管），用双精度的；

2，如果模型中存在通过小直径管道相连的多个封闭区域，不同区域之间存在很大的压差，用双精度。

3，对于有较高的热传导率的问题或对于有较大的长宽比的网格，用双精度。

47求解器为flunet5/6在设置边界条件时，specifyboundarytypes下的types中有三项关于interior，interface，internal设置，在什么情况下设置相应的条件？

它们之间的区别是什么？

interior好像是把边界设置为内容默认的一部分；interface是两个不同区域的边界区，比如说离心泵的叶轮旋转区和叶轮出口的交界面；internal；请问以上三种每个的功能？

最好能举一两个例子说明一下，因为这三个都是内部条件吧，好像用的很多。

在Fluent中，Interface意思为“交接面”，主要用途有三个：

多重坐标系模型中静态区域与运动区域之间的交接面的定义；滑移网格交接处的交接面定义，例如：

两车交会，转子与定子叶栅模型，等等，在Fluent中，interface的交接重合处默认为interior，非重合处默认为wall；非一致网格交接处，例如：

上下网格网格间距不同等。

Interior意思为“内部的”，在Fluent中指计算区域。

Internal意思为“内部的”，比如说内能，内部放射率等，具体应用不太清楚。

48FLUENT并行计算中Flexlm如何对多个License的管理？

在FLEXlmLMTOOLSUtility-〉configservices->servicename里选好你要启动的软件的配备的servicename，然后配置好下边的pathtothelmgrd.exefile和pathtothelicensefile，然后saveservice,转到FLEXlmLMTOOLSUtility->configservices-〉start/stop/reread下，选中要启动的license，startserver即可。

49在“solver”中2D、axisymmetric和axisymmetricswirl如何区别？

对于2D和3D各有什么适用范围？

从字面的意思很好理解axisymmetric和axisymmetricswirl的差别：

axisymmetric：

是轴对称的意思，也就是关于一个坐标轴对称，2D的axisymmetric问题仍为2D问题。

而axisymmetricswirl：

是轴对称旋转的意思，就是一个区域关于一条坐标轴回转所产生的区域，这产生的将是一个回转体，是3D的问题。

在Fluent中使用这个，是将一个3D的问题简化为2D问题，减少计算量，需要注意的是，在Fluent中，回转轴必须是x轴。

50在设置速度边界条件时，提到了“Velocityformulation（Absolute和Relative）”都是指的动量方程的相对速度表示和绝对速度表示，这两个速度如何理解？

在定义速度入口边界条件时，ReferenceFrame中有Absolute和RelativetoAdjacentCellZone的选项，关于这个，Fluent用户手册上是这样写的：

“Ifthecellzoneadjacenttothevelocityinletismoving,youcanchoosetospecifyrelativeorabsolutevelocitiesbyselectingRelativetoAdjacentCellZoneorAbsoluteintheReferenceFramedrop-downlist.Iftheadjacentcellzoneisnotmoving,AbsoluteandRelativetoAdjacentCellZonewillbeequivalent,soyouneednotvisitthelist.”

如果速度入口处的单元在计算的过程中有运动发生的情况（如果你使用了运动参考系或者滑移网格），你可以选择使用指定相对于邻近单元区域的速度或在参考坐标系中的绝对速度来定于入口处的速度；如果速度入口处的相邻单元在计算过程中没有发生运动，那么这两种方法所定义的速度是等价的。

Notethatiftheadjacentcellzoneisnotmoving,theabsoluteandrelativeoptionsareequivalent.

这个问题好像问的不是特别清楚，在Fluent6.3中，问题出现的这个Velocityformulation（Absolute和Relative）设置，应该是设置求解器时出现的选项，在使用Pressure-based的求解器时，Fluent允许用户定义的速度形式有绝对的和相对的，使用相对的速度形式是为了在Fluent中使用运动参考系以及滑移网格方便定义速度，关于这两个速度的理解很简单，可以参考上面的说明；如果使用Density-based的求解器，这个求解器的算法只允许统一使用绝对的速度形式。

51对于出口有回流的问题，在出口应该选用什么样的边界条件（压力出口边界条件、质量出口边界条件等）计算效果会更好？

给定流动出口的静压。

对于有回流的出口，压力出口边界条件比质量出口边界条件边界条件更容易收敛。

   压力出口边界条件压力根据内部流动计算结果给定。

其它量都是根据内部流动外推出边界条件。

该边界条件可以处理出口有回流问题，合理的给定出口回流条件，有利于解决有回流出口问题的收敛困难问题。

出口回流条件需要给定：

回流总温（如果有能量方程），湍流参数（湍流计算），回流组分质量分数（有限速率模型模拟组分输运），混合物质量分数及其方差（PDF计算燃烧）。

如果有回流出现，给的表压将视为总压，所以不必给出回流压力。

回流流动方向与出口边界垂直。

52对于不同求解器，离散格式的选择应注意哪些细节？

实际计算中一阶迎风差分与二阶迎风差分有什么异同？

离散格式对求解器性能的影响

控制方程的扩散项一般采用中心差分格式离散，而对流项则可采用多种不同的格式进行离散。

Fluent允许用户为对流项选择不同的离散格式（注意：

粘性项总是自动地使用二阶精度的离散格式）。

默认情况下，当使用分离式求解器时，所有方程中的对流项均用一阶迎风格式离散；当使用耦合式求解器时，流动方程使用二阶精度格式，其他方程使用一阶精度格式进行离散。

此外，当选择分离式求解器时，用户还可为压力选择插值方式。

当流动与网格对齐时，如使用四边形或六面体网格模拟层流流动，使用一阶精度离散格式是可以接受的。

但当流动斜穿网格线时，一阶精度格式将产生明显的离散误差（数值扩散）。

因此，对于2D三角形及3D四面体网格，注意使用二阶精度格式，特别是对复杂流动更是如此。

一般来讲，在一阶精度格式下容易收敛，但精度较差。

有时，为了加快计算速度，可先在一阶精度格式下计算，然后再转到二阶精度格式下计算。

如果使用二阶精度格式遇到难于收敛的情况，则可考虑改换一阶精度格式。

对于转动及有旋流的计算，在使用四边形及六面体网格式，具有三阶精度的QUICK格式可能产生比二阶精度更好的结果。

但是，一般情况下，用二阶精度就已足够，即使使用QUICK格式，结果也不一定好。

乘方格式（Power-lawScheme）一般产生与一阶精度格式相同精度的结果。

中心差分格式一般只用于大涡模拟，而且要求网格很细的情况。

53对于FLUENT的耦合解算器，对时间步进格式的主要控制是Courant数（CFL），那么Courant数对计算结果有何影响？

courantnumber实际上是指时间步长和空间步长的相对关系，系统自动减小courant数，这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域，当局部的流速过大或者压差过大时出错，把局部的网格加密再试一下。

在Fluent中，用courantnumber来调节计算的稳定性与收敛性。

一般来说，随着courantnumber的从小到大的变化，收敛速度逐渐加快，但是稳定性逐渐降低。

所以具体的问题，在计算的过程中，最好是把courantnumber从小开始设置，看看迭代残差的收敛情况，如果收敛速度较慢而且比较稳定的话，可以适当的增加courantnumber的大小，根据自己具体的问题，找出一个比较合适的courantnumber，让收敛速度能够足够的快，而且能够保持它的稳定性。

54在分离求解器中，FLUENT提供了压力速度耦和的三种方法：

SIMPLE，SIMPLEC及PISO，它们的应用有什么不同？

在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默认是SIMPLE算法，但是对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的亚松驰迭代时，具体介绍如下：

对于相对简单的问题（如：

没有附加模型激活的层流流动），其收敛性已经被压力速度耦合所限制，你通常可以用SIMPLEC算法很快得到收敛解。

在SIMPLEC中，压力校正亚松驰因子通常设为1.0，它有助于收敛。

但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致不稳定。

对于所有的过渡流动计算，强烈推荐使用PISO算法邻近校正。

它允许你使用大的时间步，而且对于动量和压力都可以使用亚松驰因子1.0。

对于定常状态问题，具有邻近校正的PISO并不会比具有较好的亚松驰因子的SIMPLE或SIMPLEC好。

对于具有较大扭曲网格上的定常状态和过渡计算推荐使用PISO倾斜校正。

当你使用PISO邻近校正时，对所有方程都推荐使用亚松驰因子为1.0或者接近1.0。

如果你只对高度扭曲的网格使用PISO倾斜校正，请设定动量和压力的亚松驰因子之和为1.0比如：

压力亚松驰因子0.3，动量亚松驰因子0.7）。

如果你同时使用PISO的两种校正方法，推荐参阅PISO邻近校正中所用的方法

55对于大多数情况，在选择选择压力插值格式时，标准格式已经足够了，但是对于特定的某些模型使用其它格式有什么特别的要求？

压力插值方式的列表只在使用Pressure-based求解器中出现。

一般情况下可选择Standard；对于含有高回旋数的流动，高Rayleigh数的自然对流，高速旋转流动，多孔介质流动，高曲率计算区域等流动情况，选择PRESTO格式；对于可压缩流动，选择SecondOrder；当然也可以选择SecondOrder以提高精度；对于含有大体力的流动，选择BodyForceWeighted。

注意：

SecondOrder格式不可以用于多孔介质；在使用VOF和Mixture多相流模型时，只能使用PRESTO或BodyForceWeighted格式。

关于压力插值格式的详细内容，请参考Fluent用户手册。

56计算流体力学中在设定初始条件和边界条件的时候总是要先选择一组湍流参数，并给出其初值。

如何选择并给出这些初值呢？

有什么经验公式或者别的好的办法吗？

由于回答之中包含一些参数的计算公式，为了更好地解释这个问题，请参考附件中的文档，文档取自流体中文网翻译整理的《FLUENT全攻略》，在此表示感谢。

边界条件中湍流参数的定义：

57讨论在数值模拟过程中采用四面体网格计算效果好，还是采用六面体网格更妙呢？

在2D中，FLUENT可以使用三角形和四边形单元以及它们的混合单元所构成的网格。

在3D中，它可以使用四面体，六面体，棱锥，和楔形单元所构成的网格。

选择那种类型的单元取决于你的应用。

当选择网格类型的时候，应当考虑以下问题：

      设置时间（setuptime）

      计算成本（computationalexpense）

      数值耗散（numericaldiffusion）

1.设置时间

   在工程实践中，许多流动问题都涉及到比较复杂的几何形状。

一般来说，对于这样的问题，建立结构或多块（是由四边形或六面体元素组成的）网格是极其耗费时间的。

所以对于复杂几何形状的问题，设置网格的时间是使用三角形或四面体单元的非结构网格的主要动机。

然而，如果所使用的几何相对比较简单，那么使用哪种网格在设置时间方面可能不会有明显的节省。

   如果你已经有了一个建立好的结构代码的网格，例如FLUENT4，很明显，在FLUENT中使用这个网格比重新再生成一个网格要节省时间。

这也许是你在FLUENT模拟中使用四边形或六面体单元的一个非常强的动机。

注意，对于从其它代码导入结构网格，包括FLUENT4，FLUENT有一个筛选的范围。

2.计算成本

   当几何比较复杂或流程的长度尺度的范围比较大的时候，可以创建是一个三角形/四面体网格，因为它与由四边形/六面体元素所组成的且与之等价的网格比较起来，单元要少的多。

这是因为一个三角形/四面体网格允许单元群集在被选择的流动区域中，而结构四边形/六面体网格一般会把单元强加到所不需要的区域中。

对于中等复杂几何，非结构四边形/六面体网格能构提供许多三角形/四面体网格所能提供的优越条件。

   在一些情形下使用四边形/六面体元素是比较经济的，四边形/六面体元素的一个特点是它们允许一个比三角形/四面体单元大的多的纵横比。

一个三角形/四面体单元中的一个大的纵横比总是会影响单元的偏斜（skewness），而这不是所希望的，因为它可能妨碍计算的精确与收敛。

所以，如果你有一个相对简单的几何，在这个几何中流动与几何形状吻合的很好，例如一个瘦长管道，你可以运用一个高纵横比的四边形/六面体单元的网格。

这个网格拥有的单元可能比三角形/四面体少的多。

3.数值耗散

   在多维情形中，一个错误的主要来源是数值耗散，术语也为伪耗散（falsediffusion）。

之所以称为“伪耗散”是因为耗散不是一个真实现象，而是它对一个流动计算的影响近似于增加真实耗散系数的影响。

   关于数值耗散的观点有：

   当真实耗散小，即情形出现对流受控时（即本身物理耗散比较小时），数值的耗散是最值得注意的。

   关于流体流动的所有实际的数值设计包括有限数量的数值耗散。

这是因为数值耗散起于切断错误，而切断错误是一个表达离散形式的流体流动方程的结果。

   用于FLUENT中的二阶离散方案有助于减小数值耗散对解的影响。

   数值耗散的总数反过来与网格的分解有关。

因此，处理数值耗散的一个方法是改进网格。

   当流动与网格相吻一致时，数值耗散减到最小。

   最后这一点与网格的选择非常有关。

很明显，如果你选择一个三角形/四面体网格，那么流动与网格总不能一致。

另一方面，如果你使用一个四边形/六面体网格，这种情况也可能会发生，但对于复杂的流动则不会。

在一个简单流动中，例如过一长管道的流动，你可以依靠一个四边形/六面体网格以尽可能的降低数值的耗散。

在这种情形，使用一个四边形/六面体网格可能有些有利条件，因为与使用一个三角形/四面体单元比起来，你将能够使用比较少的单元而得到一个更好的解。

59在UDF中compiled型的执行方式和interpreted型的执行方式有什么不同？

编译型UDF：

采用与FLUENT本身执行命令相同的方式构建的。

采用一个称为Makefile的脚本来引导c编译器构造一个当地目标编码库（目标编码库包含有将高级c语言源代码转换为机器语言。

）这个共享库在运行时通过“动态加载”过程载入到FLUENT中。

目标库特指那些使用的计算机体系结构，和运行的特殊FLUENT版本。

因此，FLUENT版本升级，计算机操作系统改变以及在另一台不同类型的计算机上运行时，这个库必须进行重构。

编译型UDF通过用户界面将原代码进行编译，分为两个过程。

这两个过程是：

访问编译UDF面板，从源文件第一次构建共享库的目标文件中；然后加载共享库到FLUENT中。

采用与FLUENT本身执行命令相同的方式构建的。

采用一个称为Makefile的脚本来引导c编译器构造一个当地目标编码库（目标编码库包含有将高级c语言源代码转换为机器语言。

）这个共享库在运行时通过“动态加载”过程载入到FLUENT中。

目标库特指那些使用的计算机体系结构，和运行的特殊FLUENT版本。

因此，FLUENT版本升级，计算机操作系统改变以及在另一台不同类型的计算机上运行时，这个库必须进行重构。

编译型UDF通过用户界面将原代码进行编译，分为两个过程。

这两个过程是：

访问编译UDF面板，从源文件第一次构建共享库的目标文件中；然后加载共享库到FLUENT中。

解释型UDF：

解释型UDF同样也是通过图形用户界面解释原代码，却只有单一过程。

这一过程伴随着运行，包含对解释型UDF面板的访问，这一面板位于源文件中的解释函数。

在FLUENT内部，源代码通过c编译器被编译为即时的、体系结构独立的机器语言。

UDF调用时，机器编码通过内部模拟器或者解释器执行。

额外层次的代码导致操作不利,但是允许解释型UDF在不同计算结构，操作系统和FLUENT版本上很容易实现共享。

如果迭代速度成为焦点时，解释型UDF可以不用修改就用编译编码直接运行。

解释型UDF使用的解释器不需要有标准的c编译器的所有功能。

特别是解释型UDF不含有下列C程序语言部分:

goto语句声明；无ANSI-C语法原形；没有直接数据结构引用；局部结构的声明；联合函数指针；函数阵列；

解释型UDF与编译型UDF的区别：

在解释型与编译型UDF之间的主要的不同之处是很重要的，例如当你想在UDF中引进新的数据结构时。

解释型不能通过直接数据引用获得FLUENT解算器的数据;只能间接的通过FLUENT预先提供的宏来获取数据。

具体请参考第7章。

在解释型与编译型UDF之间的主要的不同之处是很重要的，例如当你想在UDF中引进新的数据结构时。

解释型不能通过直接数据引用获得FLUENT解算器的数据;只能间接的通过FLUENT预先提供的宏来获取数据。

具体请参考第7章。

总结一下，当选择写解释型或者编译型UDF