Fluent，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。

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40  在處理高速空氣動力學問題時，采用哪種耦合求解器效果更好？為什么？   （#68）

高速空氣動力學問題也屬于可壓縮流動的范圍，在Fluent中原則上，使用Pressure-based和Density-based求解器都可以。從歷史根源上講，基于壓力的求解器以前主要用于不可壓縮流動和微可壓縮流動，而基于密度的求解器用于高速可壓縮流動。現在，兩種求解器都適用于從不可壓到高速可壓的很大范圍流動，但總的來講，當計算高速可壓縮流動時，基于密度的求解器還是比基于壓力的求解器更有優勢，因此，在使用Fluent計算高速可壓縮流動時，從理論上來講使用Density-based求解器應該會更合適。

也許有很多人對于Pressure-based和Density-based求解器的原理的認識還不夠深，在此稍微介紹一下：

求解Navier-Stokes方程的計算方法根據連續方程的處理方式，可以分為密度法和壓力法。不論是密度法還是壓力法，速度場都是由動量方程所控制，差別在壓力場的確定方法上，密度法是通過連續方程確定密度，再由狀態方程換算壓力，這一方法多用于可壓縮流動，作一定修正后，也可用于低馬赫數流動，而這一流動已被看做不可壓縮流，但此時精度及魯棒性都有所降低，對于湍流甚至會失去有效性。密度法的弱點正好是壓力法的長處，壓力法是通過壓力方程或壓力修正方程來獲得壓力場，由于其魯棒性及有效性，得以廣泛使用。該方法原是作為求解不可壓縮流動發展起來的，但也可以推廣到可壓縮流的計算上。這兩種方法在求解思路上也有所不同，密度法多用同步求解各變量，而壓力法則常為順序求解各變量。顯然順序求解的一個優勢是便于補充方程而無需修改算法程序。

Fluent用戶手冊上，對于可壓縮流動有以下需要注意的策略，在此就不再翻譯了，以免曲解原意。

Solution Strategies for Compressible Flows

The difficulties associated with solving compressible flows are a result of the high degree of coupling between the flow velocity, density, pressure, and energy. This coupling may lead to instabilities in the solution process and, therefore, may require special solution techniques in order to obtain a converged solution. In addition, the presence of shocks (discontinuities) in the flow introduces an additional stability problem during the calculation. Solution techniques that may be beneficial in compressible flow calculations include the following:

##(Pressure-based solver only) Initialize the flow to be near stagnation (i.e. velocity small but not zero, pressure to inlet total pressure, temperature to inlet total temperature). Turn off the energy equation for the first 50 iterations. Leave the energy under-relaxation at 1. Set the pressure under-relaxation to 0.4, and the momentum under-relaxation to 0.3. After the solution stabilizes and the energy equation has been turned on, increase the pressure under-relaxation to 0.7.

##Set reasonable limits for the temperature and pressure (in the Solution Limits panel) to avoid solution divergence, especially at the start of the calculation. If FLUENT prints messages about temperature or pressure being limited as the solution near convergence, the high or low computed values may be physical, and you will need to change the limits to allow these values.

##If required, begin the calculations using a reduced pressure ratio at the boundaries, increasing the pressure ratio gradually in order to reach the final desired operating condition. If the Mach number is low, you can also consider starting the compressible flow calculation from an incompressible flow solution (although the incompressible flow solution can in some cases be a rather poor initial guess for the compressible calculation).

##In some cases, computing an inviscid solution as a starting point may be helpful.

對于Fluent中，Pressure-based求解器中的格式，在其他的題目中已有相關的介紹，粘性項一般均使用中心差分格式，對流項的差分格式主要有：一階迎風格式，二階迎風格式，指數格式，QUICK格式，三階MUSCL格式。對于這些格式，在此不做詳談，請參考相關資料。

在Fluent中，對于Density-based求解器的格式，主要有兩種：一種是Roe通量差分分裂格式，另一種就是AUSM+格式（值得注意的是這兩種格式在Fluent6.3版本中都是不帶任何限制器，因此建議大家酌情考慮使用！）；因為本人沒有做過具體的高速氣動計算，在此只能從理論上介紹一下這兩種格式以及相關的一些CFD格式。

目前CFD常用的計算格式有：中心格式，迎風格式以及NND，TVD，ENO等格式。其中中心格式邏輯關系簡單，計算量小，但其分辨間斷是通過人工粘性在一定程度上抹平間斷而得到光滑解來實現的，不僅數值耗散大，而且包含經驗性參數。TVD格式與ENO格式構造復雜，計算量大，TVD格式因其構造機制可限制間斷附近的振蕩，但有較大的數值耗散，在非間斷的極值附近也會導致格式降為一階精度；ENO格式可達到基本無振蕩，一致二階精度，但在所有二階精度格式中其變量或通量插值的坡度最接近于零，故耗散仍比較大。迎風格式具有計算效率和間斷分辨率的綜合優勢，在一定限制條件下也可得到TVD性質，因而得到了廣泛應用。其中Van Leer格式與Roe格式是具有代表性，應用最成功的兩種迎風格式。Van Leer格式分裂形式簡單，計算效率高，但數值耗散比較大，格式提出之初作者就指出：即便對于精確的接觸間斷條件，仍然存在數值通量，從而抹平間斷，會導致顯著的粘性區計算誤差，而且通過簡單地加密網格或是使用高階差分并不能消除這種誤差。Roe格式具有間斷高分辨率，但當其通量Jacobian矩陣的特征值很小時，會違反熵條件，產生非物理解，故必須引入熵修正，但熵修正引入了額外耗散，而且熵修正依賴于求解的問題有多種形式，包含經驗性常數；在高馬赫數時，Roe格式還會出現所謂的紅玉現象，即在強激波后產生非物理的紊亂信號。AUSM+格式，是Liu M S于1993年提出并發展而成的新格式，從格式構造上講是Van Leer格式的一種發展改進，但從其耗散項分析，這是一種FVS（Flux Vector Splitting）與FDS（Flux Difference Splitting）的復合格式。AUSM+格式兼有Roe格式的間斷高分辨率和Van Leer格式的計算效率，而且克服了二者的缺點。它的數值耗散小，具有激波與接觸間斷的高分辨率，無需熵修正，計算量只與Van Leer格式相近，還有標量（如密度）的正值保持性。

總結一下這兩種格式：

Roe格式計算量大，需熵修正，這會引入額外的數值耗散；在高馬赫數時，還會產生紅玉現象；

AUSM+格式，對于激波，接觸間斷具有高分辨率，能夠精確描述激波，膨脹波，接觸間斷及其相互干擾的復雜波系；格式構造的內在機制使它具有標量耗散，計算效率高，數值耗散小，無需熵修正，且無紅玉現象的優點。

在Fluent中計算高速流動，建議采用AUSM+，在計算的初始，使用低階格式，如果要計算有粘且高馬赫數的流動，建議先從無粘低馬赫數算起作為初始值，之后加入粘性，慢慢提高馬赫數，一步步計算。另外，計算的過程中，CFL不能太大。

注：以上僅是這些算法的一些理論基礎，在作高速計算時，僅供一點兒參考；鑒于現有的版本中Density-Based Solver中的格式不帶任何限制器，建議大家謹慎使用；因此在計算高速問題，推薦依然使用Pressure-Based Solver；以期待Density-Based Solver中的格式提高之后再做考慮。 [align=right][color=#000066][此貼子已經被作者于2008-5-3 15:20:46編輯過][/color][/align]

41 近20多年來，用于超音速流動的湍流模型主要有哪些？各之間模型有什么不同？

42 超音速燃燒反應的模型有哪些？它們有什么特點？

43 FLUENT中常用的文件格式類型：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什么用處？  （#22）

在Gambit目錄中，有三個文件，分別是default_id.dbs，jou，trn文件，對Gambit運行save，將會在工作目錄下保存這三個文件：default_id.dbs，default_id.jou，default_id.trn。

jou文件是gambit命令記錄文件，可以通過運行jou文件來批處理gambit命令；
dbs文件是gambit默認的儲存幾何體和網格數據的文件；
trn文件是記錄gambit命令顯示窗（transcript）信息的文件；

msh文件可以在gambit劃分網格和設置好邊界條件之后export中選擇msh文件輸出格式，該文件可以被fluent求解器讀取。

Case文件包括網格，邊界條件，解的參數，用戶界面和圖形環境。

Data文件包含每個網格單元的流動值以及收斂的歷史紀錄（殘差值）。Fluent自動保存文件類型，默認為date和case文件

Profile文件邊界輪廓用于指定求解域的邊界區域的流動條件。例如，它們可以用于指定入口平面的速度場。

讀入輪廓文件，點擊菜單File/Read/Profile...彈出選擇文件對話框，你就可以讀入邊界輪廓文件了。

寫入輪廓文件，你也可以在指定邊界或者表面的條件上創建輪廓文件。例如：你可以在一個算例的出口條件中創建一個輪廓文件，然后在其它算例中讀入該輪廓文件，并使用出口輪廓作為新算例的入口輪廓。要寫一個輪廓文件，你需要使用Write Profile面板(Figure 1)，菜單：File/Write/Profile

44 在計算區域內的某一個面（2D）或一個體（3D）內定義體積熱源或組分質量源。如何把這個zone定義出來？而且這個zone仍然是流體流動的。  (#96)

在gambit中先將需要的zone定義出來，對于要隨流體流動我覺得這個可以用動網格來處理  在動網格設置界面 將這個隨流體流動的zone設置成剛體   這樣既可以作為zone不影響流體流通  也可以隨流體流動   只是其運動的udf不好定義  最好根據其流動規律編動網格udf

個人觀點  僅供參考

 

(#147) 兩種解決方法：
1.在gambit 定義幾何的時候就畫出來兩個體（或者面）。
在zone 定義的時候，兩個部分都定為fluid，fluent 不會把內部的邊界定義為wall，分別設定不同的zone 有不同的源項即可。

2.用udf 定義源項，不用劃分不同的zone，在udf 里面判斷不同的區域而給出的對應的源項。這種方法比較復雜，但是通用性好，可以給出自己定義的任意源項分布。

45 FLUENT進行化學反應計算時模型的選擇、求解器的選擇以及相關參數的設置需要哪些問題？用FLUENT如何進行化學反應的計算？

46  如何選擇單、雙精度解算器的選擇？   （#50）
Fluent的單雙精度求解器適合于所有的計算平臺，在大多數情況下，單精度求解器就能很好地滿足計算精度要求，且計算量小。

但在有些情況下推薦使用雙精度求解器：

1，  如果幾何體包含完全不同的尺度特征（如一個長而壁薄的管），用雙精度的；

2，  如果模型中存在通過小直徑管道相連的多個封閉區域，不同區域之間存在很大的壓差，用雙精度。

3，  對于有較高的熱傳導率的問題或對于有較大的長寬比的網格，用雙精度。

 

Single-Precision and Double-Precision Solvers

Both single-precision and double-precision versions of FLUENT are available on all computer platforms. For most cases, the single-precision solver will be sufficiently accurate, but certain types of problems may benefit from the use of a double-precision version. Several examples are listed below:

 

1.If your geometry has features of very disparate length scales (e.g., a very long, thin pipe), single-precision calculations may not be adequate to represent the node coordinates.

 

2.If your geometry involves multiple enclosures connected via small-diameter pipes (e.g., automotive manifolds), mean pressure levels in all but one of the zones can be quite large (since you can set only one global reference pressure location). Double-precision calculations may therefore be necessary to resolve the pressure differences that drive the flow, since these will typically be much smaller than the pressure levels.

 

3.For conjugate problems involving high thermal-conductivity ratios and/or high-aspect-ratio grids, convergence and/or accuracy may be impaired with the single-precision solver, due to inefficient transfer of boundary information

47  求解器為flunet5/6在設置邊界條件時，specify boundary types下的types中有三項關于interior，interface，internal設置，在什么情況下設置相應的條件？它們之間的區別是什么？interior好像是把邊界設置為內容默認的一部分；interface是兩個不同區域的邊界區，比如說離心泵的葉輪旋轉區和葉輪出口的交界面；internal；請問以上三種每個的功能？最好能舉一兩個例子說明一下，因為這三個都是內部條件吧，好像用的很多。   （#48）
interface,interior,internal boundary區別？

在Fluent中，Interface意思為“交接面”，主要用途有三個：多重坐標系模型中靜態區域與運動區域之間的交接面的定義；滑移網格交接處的交接面定義，例如：兩車交會，轉子與定子葉柵模型，等等，在Fluent中，interface的交接重合處默認為interior，非重合處默認為wall；非一致網格交接處，例如：上下網格網格間距不同等。

Interior意思為“內部的”，在Fluent中指計算區域。

Internal意思為“內部的”，比如說內能，內部放射率等，具體應用不太清楚。

 

注：以上是看幫助文件和論壇上的說法，下面是CFD-Online上的一些說法，僅供參考。

the interface condition is needed for connecting different grid in a model, non matching interface, sliding mesh interface, and so on.

Sliding mesh interface : use in the sliding mesh model, one part of the mesh will move regarding to the other.
Different grid interface : for connecting different kind of grid without transition. for exemple, hexa with tetra without pyramidal element. Fluent interpolate the result a mesh interface from one grid to the other.

Non matching interface : grid with diferent shape and/or with different position of their nodes. If you have the fluent tutorials take a look at the film cooling exemple.

 

the interior condition is usefull if you have surfaces in you model which are part of the fluid. If you don't use interior condition gambit can considerer them as wall.

 

the internal condition is quite the same as interior but it will be merge in the adjacent interiors in the final mesh if you use tgrid. I think that this condition is useless if you use gambit.

48  FLUENT并行計算中Flexlm如何對多個License的管理？   （#46）
  在FLEXlm LMTOOLS Utility-〉config services->service name里選好你要啟動的軟件的配備的service name，然后配置好下邊的path to the lmgrd.exe file和path to the license file，然后save service,轉到FLEXlm LMTOOLS Utility->config services-〉start/stop/reread下，選中要啟動的license，start server即可。

49 在“solver”中2D 、axisymmetric和axisymmetric swirl如何區別？對于2D和3D各有什么適用范圍？  （#37）

從字面的意思很好理解axisymmetric和axisymmetric swirl的差別：

axisymmetric：是軸對稱的意思，也就是關于一個坐標軸對稱，2D的axisymmetric問題仍為2D問題。

而axisymmetric swirl：是軸對稱旋轉的意思，就是一個區域關于一條坐標軸回轉所產生的區域，這產生的將是一個回轉體，是3D的問題。在Fluent中使用這個，是將一個3D的問題簡化為2D問題，減少計算量，需要注意的是，在Fluent中，回轉軸必須是x軸。

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