FLUENT全攻略
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2005年3月5日
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2005年3月5日星期六 纪年学习雷锋四十二周年
FLUENT6.1全攻略
第一篇 FLUENT基础知识
第一章 FLUENT软件介绍
FLUENT软件是目前市场上最流行的CFD软件，它在美国的市场占有率达到60%。在我们进行的网上调查中发现，FLUENT在中国也是得到最广泛使用的CFD软件。因此，我们将在这本书中为大家全面介绍FLUENT的相关知识，希望能让您的CFD分析工作变得轻松起来。
用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。本章将概要地介绍FLUENT软件的以下几个方面：
（1）FLUENT软件的基本特点。
（2）FLUENT、GAMBIT、TECPLOT和EXCEED的安装和运行。
（3）FLUENT的用户界面。
（4）FLUENT如何读入和输出文件。
（5）FLUENT中使用的单位制。
（6）如何规划计算过程。
（5）FLUENT的基本算法。
1.1FLUENT软件概述
1.1.1网格划分技术
在使用商用CFD软件的工作中，大约有80%的时间是花费在网格划分上的，可以说网格划分能力的高低是决定工作效率的主要因素之一。FLUENT软件采用非结构网格与适应性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比，非结构网格划分便于处理复杂外形的网格划分，而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的流动，同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化，使得网格划分更加灵活、简便。
FLUENT划分网格的途径有两种：一种是用FLUENT提供的专用网格软件GAMBIT 进行网格划分，另一种则是由其他的CAD软件完成造型工作，再导入GAMBIT中生成网
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FLUENT6.1全攻略
格。还可以用其他网格生成软件生成与FLUENT兼容的网格用于FLUENT计算。可以用于造型工作的CAD软件包括I-DEAS、Pro/E、SolidWorks、Solidedge等。除了GAMBIT 外，可以生成FLUENT网格的网格软件还有ICEMCFD、GridGen等等。
FLUENT可以划分二维的三角形和四边形网格，三维的四面体网格、六面体网格、金字塔型网格、楔型网格，以及由上述网格类型构成的混合型网格。
1.1.2软件的灵活设置
FLUENT的内核部分是用C语言写成的，软件界面则是用LISP语言的一个分支Scheme 语言写成的。因为C语言在计算机资源的分配使用上非常灵活，所以FLUENT也在这方面拥有很大的灵活性，并可以在“客户/服务器”模式下进行网络计算。而LISP类型的语言允许高级用户通过编制宏和自定义函数改变软件的外观，使用户在使用中可以根据自己的喜好定制界面，这点是FLUENT软件的一个显著特色。
1.1.3软件的基本构成
FLUENT软件包中包括以下几个软件：
（1）FLUENT求解器——FLUENT软件的核心，所有计算在此完成。
（2）prePDF——FLUENT用PDF模型计算燃烧过程的预处理软件。
（3）GAMBIT——FLUENT提供的网格生成软件。
（4）TGRID——FLUENT用于从表面网格生成空间网格的软件。
（5）过滤器——或者叫翻译器，可以将其他CAD/CAE软件生成的网格文件变成能被FLUENT识别的网格文件。上述几种软件之间的关系如图1-1所示。
图1-1 FLUENT软件各组件之间的关系
GAMBIT即可以生成用于FLUENT计算的网格，也可以生成其他一些CAE软件的网
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FLUENT6.1全攻略
格。一旦网格文件被输入到FLUENT中，剩下的工作就由FLUENT完成。这些工作包括设定边界条件和物质属性、调整网格、进行计算、对结果进行后处理并显示结果等等。
1.1.4计算类型及应用领域
FLUENT可以计算的流动类型包括：
（1）任意复杂外形的二维/三维流动。
（2）可压、不可压流。
（3）定常、非定常流。
（4）无粘流、层流和湍流。
（5）牛顿、非牛顿流体流动。
（6）对流传热，包括自然对流和强迫对流。
（7）热传导和对流传热相耦合的传热计算。
（8）辐射传热计算。
（9）惯性（静止）坐标、非惯性（旋转）坐标下中的流场计算。
（10）多层次移动参考系问题，包括动网格界面和计算动子/静子相互干扰问题的混合面等问题。
（11）化学组元混合与反应计算，包括燃烧模型和表面凝结反应模型。
（12）源项体积任意变化的计算，源项类型包括热源、质量源、动量源、湍流源和化学组分源项等形式。
（13）颗粒、水滴和气泡等弥散相的轨迹计算，包括弥散相与连续项相耦合的计算。
（14）多孔介质流动计算。
（15）用一维模型计算风扇和换热器的性能。
（16）两相流，包括带空穴流动计算。
（17）复杂表面问题中带自由面流动的计算。
简而言之，FLUENT适用于各种复杂外形的可压和不可压流动计算。
1.1.5系统要求
硬件要求：
（1）CPU：采用Intel的奔腾系列或AMD的Athlon系列CPU。
（2）显示卡：分辨率为1024x768（或更高），颜色最低要求256色，推荐使用16位（或24位）真彩色。
（3）内存：最低128兆内存，推荐使用512兆以上的内存。
（4）鼠标：推荐使用三键鼠标，FLUENT中有些操作需要鼠标中键。
（5）光驱：最低需要CD-ROM，FLUENT需要光盘安装。
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