FLUENT流体与传热教程难点笔记

更新时间:2023-05-18 15:40:52 阅读: 评论:0

《FLUENT流体分析及仿真实用教程》
朱红钧 林元华 谢龙汉
人民邮电出版社
不拘一格的近义词水的动力粘度为0.001003 kg/(m*s),密度为998.2 kg/m^3
proj intervals 径向划分间隔数
fluent手册推荐:对于瞬态问题,PISO算法有明显的优势;而对于稳态问题,可能选SIMPLE或SIMPLEC算法更适合。
plot图形窗口中的图形,按ctrl+d,回到默认视图的位置和大小。
scale文本框中的数值是指矢量被放大的倍数,既有向线段的长短;skip文本框的数值可以改变矢量的密集程度,数值越大密集度越低。
请教有关“壁厚设置”的一个小问题
向各位请教一个关于壁厚设置的问题:
若案例为圆管内流动,管子内径径为50mm,壁厚为4mm,即外径为58mm(内外径均指直径),在建立几何模型时,忽略了壁面,使用内径做参数画出了圆柱体,生成网格并导入fluent中后,在设置wall边界条件时,有一个thickness选项,该填写多少? 谢谢!
如果是以外径画出的圆柱体模型呢,thickness又该填写多少?谢谢!
答:就是4mm。
流动计算域就是流体流动的区域,不能“以外径画出的圆柱体模型”。(论坛上说的)
四、湍流模型:
一般认为,无聊湍流运动多么复杂,非稳态的连续性方程和N-S方程对于湍流的瞬时运动都仍然适用。
常见的湍流模型:
1.  k-e 模型 (各向同性的湍流粘度来计算湍流应力)
早安精美图片1)标准K-e模型,在湍动能k方程的基础上,引入了一个      湍动能耗散率e的方程,形成了k-e双方程模型。
2)重组化群k-e模型(RNG k-e 模型)
3)可实现k-e模型(Realizable k-e 模型)
2.  RSM 模型,雷诺应力模型(RSM 模型)就是求解雷诺应力张量的各个分量的输运方程。
3.  LES 模型,假设流动的几何和边界条件决定了大涡的特性,而流动特性主要在大涡中体现,小涡受几何和边界条件的影响较小,并且各向同性,所以计算时直接求解大涡,这种方法就是大涡模型(LES 模型)。定常流动时的湍流模型对话框里找不到,因为大涡模型是非定常流动的模型模拟。
五、热传递:
1 热传导(导热)
2 热对流
3 热辐射
热辐射模型有5种:
1 离散换热模型(DTRM)
2 P-1 模型
3 Rosland 辐射模型
女生长相9种类型4 表面辐射模型(S2S)
5 离散坐标辐射模型(DO)
选择辐射模型的标准主要有:面发
1 光学厚度: 光学厚度远大于1时,最好选用P-1和Rosland模型;光学厚度大于3时,选用Rosland模型;对于更高的光学厚度,推荐使用DO模型和二阶离散格式;DTRM和DO模型对于任何光学厚度都适应;对于光学厚度小于1的则只能使用DTRM和DO模型。
2 散射率和发射率: P-1、Rosland和DO模型
都可以计算散射问题,而DTRM
则忽略了散射的影响。
3 颗粒效应: 只能使用P-1和DO模型计算气体与颗粒间的辐射换热。
4 半透明介质与镜面边界: 只能使用DO模型。
5 非灰体辐射: 只能使用DO模型。
6 局部热源问题: 推荐使用DO模型,如果采用足够多的射线数目,还可以采用DTRM模型。
汉字王国
7 封闭腔内没有参与性辐射介质的情况: S2S模型最适用。
8 外辐射问题: 如果要考虑计算区域外部的辐射问题,那么,在模型边界定义时要使用外部辐射边界条件。如果不关心计算区域内部的辐射,仅考虑外部辐射的影响,只需要用户在边界定义的时候使用外部辐射边界条件即可。
六、非定常流动:
对于三维模型中的大涡模拟(LES)和离散涡模拟(DES),因其本身需要在时间上进行统计,所以只能用非定常流动进行模拟。
Max Iterations per Time Step 关系到问题的收敛性。一个时间步所占用的最大迭代次数要适中,尽可能的加快问题的收敛速度。
注意:时间步长的设置是根据最大可能速度和网格单元的尺度来决定的,本例中网格单元0.1m,最大可能速度10m/s,故选0.01s。(t=s/v)
fluent默认Max Iterations per Time Step为20,改为40是为了保证每个迭代步的收敛性。
七、多相流模型:
基于欧拉-欧拉方法的多相流模型主要有:
1 VOF 模型  (Volume of Fluid)
2 Mixture 模型  (混合模型)
3 Euler 模型    (欧拉模型)
见教材《FLUENT入门与进阶教程》154页
三种欧拉多相流模型选择原则:
见教材《FLUENT入门与进阶教程》157页
多相流模型选择的基本原则:
通常先决定采用何种最能符合实际流动的模式,然后根据以下模型来选取最佳的模型,包括选择含有气泡、液滴和粒子的流动模型。
对于体积分数小于10%的气泡、液滴和粒子
实例:溃坝,多相流模型,非定常流动。vof模型。注意:时间步长的设置是根据最大可能速度和网格单元的尺度来决定的,本例中网格单元0.1m,最大可能速度10m/s,故选0.01s。(t=s/v)
实例:油水两相流弯管流动模拟。定常流动,湍流k-e(realizable)。含水率为20%。注意:混合模型和欧拉模型都是用于流动中分散相的体积分数超过10%的情形。
八、转动模型:
1 动参考系模型
2 滑移模型
3 动网格模型
动参考系(MRF)模型、混合平面模型、滑动网格模型。
MRF模型和混合平面模型可用于定常流动的计算。
MRF模型是最简单的,也是最经济和最常用的。
MRF模型:当边界上流动区域几乎均与混合时,比较适宜。但要精确模拟叶轮片的瞬态问题时就无能为力了,可以求助滑动网格法。
滑动网格模型是在动参考系(MRF)模型和混合平面模型的基础上发
展起来的,用于描述计算区域的运动。如会车、转子运动、分机运动等。
与MRF模型最大的区别:可以处理非定常问题。
网格分界面
内部区域
壁面区域  周期区域mac序列号查询
与MRF模型不同的是滑动网格模型需要定义分界面。interface type:周期性问题选择Periodic,若分界面位于固体和流体区域,则选择Coupled。
动网格模型  unsteady
流动既可以是明确的运动,也可以是未知的运动。
3种动网格运动的方法来更新变形区域内德体网格:
1 弹性光顺法 smoothing2 动态层技术 layering
3 局部网格重构法 remeshing
提供了六自由度(6 DOF)求解器(重力和加速度)来计算物体的位置和姿态。
Define——Dynamic Mesh——Parameters
remeshing里的must improve skewness 必须改善扭曲
九、组分输运与化学反应模型:
模拟反应的模型:
1 通用有限速率模型
2 非预混燃烧模型
3 预混燃烧模型
4 部分预混燃烧模型
5 PDF输运方程模型
通用有限速率模型是最通用的模型,其计算反应速度以下有三种方法:
卡梅拉的故事1 层流Arrhenius速度表达式计算
层流有限速率模型 (Laminar Finite-Rate)
该模型使用Arrhenius公式计算化学源项,忽略湍流脉动的影响。因此对于层流或化学反应相对缓慢的湍流燃烧是准确的,对于高度非线性的湍流火焰一般是不精确的。
2 从Magnusn和Hjertager的漩涡耗散模型计算
涡耗散模型 (Eddy-Dissipation)
在涡耗散模型中,每个反应都有同样的湍流速率,因而模型只用于单步或双步总包反应。该模型不能预测化学动力学控制的物质,如自由基。如果希望考虑湍流流动中的多步化学动力学机理,可以使用EDC模型。
3 从EDC模型计算 (EDC)
EDC(涡-耗散-概念)模型是涡耗散模型的扩展。
EDC模型能够在湍流反应流动中考虑详细的化学反应机理,但消耗的内存较多,时间长,所以通常在快速化学反应假定无效的情况下才使用该模型,如快速熄灭火焰中缓慢的CO烧尽、选择性非催化还原中的NO转化等问题。
Species Transport 组分输运模型
full buoyancy effects 考虑全浮力影响
定义边界条件时,定义边界条件时质量分数最大的组分不用定义(因此在边界条件的species里也不显示),其质量通过1减去其他组分求得。
在新浪网一篇博客里看到的:
Pressure-Bad Solver是Fluent的优势,它是基于压力法的求解器,使用的是压力修正算法,求解的控制方程是标量形式的,擅长求解不可压缩流动,对于可压流动也可以求解;Fluent 6.3以前的版本求解器,只有Segregated Solver和Coupled Solver,其实也就
是Pressure-Bad Solver的两种处理方法;
Density-Bad Solver是Fluent 6.3新发展出来的,它是基于密度法的求
解器,求解的控制方程是矢量形式的,主要离散格式有Roe,AUSM+,该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力,但目前格式没有添加任何限制器,因此还不太完善;它只有Coupled的算法;对于低速问题,他们是使用Preconditioning方法来处理,使之也能够计算低速问题。
Density-Bad Solver下肯定是没有SIMPLEC,PISO这些选项的,因为这些都是压力修正算法,不会在这种类型的求解器中出现的;一般还是使用Pressure-Bad Solver解决问题。
pressure bad OR density bad
刚看了一些关于压力基和密度基的介绍,在这里简单总结一些,希望对大家有用。
1,pressure bad 求解方法在求解不可压流体时,如果我们联立求解从动量方程和连续性方程离散
得到的代数方程组,可以直接得到各速度分量及相应的压力值,但是要占用大量的计算内存,这一方法已可以在Fluent6.3中实现,所需内存为分离算法的1.5-2倍,同时Fluent6.3中的压力基耦合求解器也很适合求解带有激波的高速空气动力问题(可压流体),这是一个新变化。本人也在尝试用这个模型模拟一些噪声问题。
2,density bad求解方法是针对可压流体设计的,因而更适合于可压流场的计算。以速度分量、密度(密度基)作为基本变量,压力则由状态方程求解。
[求助]gambit里面的图像为保存,下次如何打开?
你先打开一个好的.dbs,然后再open你要打开的那个,就可以了。如果不成,多试几次。我的经常出现这样的问题,就是这样解决的。
PRESTO!算法适用于有大压力梯度的旋转流动。
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