fluent入門一般問題（七）

奈文摩爾

2020年1月4日 15:16

Fluent，并非我原創但是沒找到出處，給大家做個參考。

66 在計算煤粉燃燒時遇到這樣的問題：
Warning: volatile + combustible fraction for lignite is greater than 1.0shell conduction zones 如何解決？

67 FLUENT控制方程是無因次的還是有因次的？如果是無因次的，怎么無因次的？

68 做飛機設計時，經常計算一些翼型，可是經常出現計算出來的阻力是負值，出現負值究竟是什么原因，是網格的問題還是計算參數設置的問題？ (#71)
如果這個問題對于某個人經常出現的話，那就比較奇怪了，阻力是負值，難道就是傳說中的前緣吸力現身？呵呵，只是開個玩笑：），估計肯定是計算錯了或者是設置錯了。在飛機翼型氣動里面，阻力主要有兩種成份：壓差阻力和摩擦阻力。應該是正值的。

排除是計算過程的其他問題，我覺得在使用Fluent進行這方面的計算時，需要注意兩個方面：

1.參考值的設置，也就是Report->Reference Values...

這些參考值，是用來計算Re，以及升力，阻力，力矩系數所要用到的。如果設置不當，即使計算過程是對的，所得到的升阻力等系數也是不對的。對于2D翼型仿真計算，比較容易出錯的就是里面的Area該寫什么，單位是平方米，這里應該填寫翼型的弦長（Chord Length），The area here is actually area per unit depth；就是每單位展長的面積。

2.在監視力的時候，關于力的矢量方向設置，Solve->Monitor->Force...

這個矢量方向千萬不要小看，不能填錯，填錯了就可能出現阻力是負值的錯誤，Fluent之前的版本所附帶的例子，關于NACA0012翼型的計算中，這里的矢量就設置錯了，受錯誤例子的影響，韓占忠那本書中三角形翼型的那個例子也設置錯誤，在書的第112頁的第6步的第（7）小步就設置錯誤，升力系數的力方向矢量，應該是X=-0.087155，Y=0.996195；前面他也寫到要注意：要確保阻力和升力分別與來流平行和垂直，那么這兩個力矢量肯定是垂直的了，那么這兩個矢量的點乘就肯定等于零了；所幸的是，在Fluent6.3版本的例子中，這個錯誤已經改正過來了。

69 FLUENT中的Turbulent intensify是如何定義的？該值應該是小于等于100%，可是我的計算中該值達到400%，不知為何？

70 邊界條件中湍流強度怎么設置：入口邊界條件中的湍流強度和出口邊界條件中的回流湍流強度怎么設置？是取默認值10%嗎？（#135）
不同的模型需要設置不同的湍流參數。有的需要根據你已知的條件設置！

對于邊界條件中湍流強度I設置，I是可以通過計算得出來的，其中u^，和u分別為湍流脈動速度和平均速度，Re_DH為按水力直徑D_H計算得到的Reynolds數，Reynolds數可以通過速度，水力直徑D_H以及運動黏度得出。

I=u^，/ =0.16（Re_DH）^-1/8

對于出口邊界條件中的回流湍流強度，我覺得也是這樣。希望不同觀點的批評指正！

yjs808補充：

關于邊界條件中湍流量的設置，我覺得Fluent User's Guide的7.2.2 Determining Turbulence Parameters里講的很好，大家最好能看看。

湍流強度 I 的設置要分兩種情況的，一種是內部流動，比如說管流，等等，這種情況下，可以使用上面給出的那個公式進行計算；另一種是外部流動，也就是外部繞流，比如說機翼繞流，這個時候就不能使用那個公式計算I了，如果是模擬風洞中機翼繞流情況，湍流強度要結合風洞的具體特征指定，一般的低湍流度風洞，I能低至0.05%。

特征長度尺度 L 也分為好幾種情況，手冊上講述的很清楚，我就不再重復了。

對于湍流量的設置，請大家予以重視，因為這對計算影響比較大，設置不合適，可能會導致計算發散；另外，如果設置的不接近真實情況，結果也會相差較大。

71 關于Injection中的Total Flow rate：injection 選surface，此時選了好幾個面（面積不一定完全相同，但顆粒的入口速度相同），那Total Flow Rate 是指幾個面的總流量還是某一個面的啊？只能處理完全相同的面嗎？ (#160)
Key：“面射流源”Injection中的Total Flow rate（總質量流率）為從所定義的面上噴射的總流率，即為某一指定面的總流率，而不是所有面的流率之和。若需要處理幾個大小不同的面射流源，可通過定義好的噴射顆粒的面積之間的比例來縮放每一個面射流源的質量流率。為此，可在Point Properties下選定Flow Rate By Face Area選項即可。

72 FLUENT中能不能做插值：在ansys中的模型節點坐標和FLUENT中模型的節點坐標不一致，能不能在FLUENT中對所需要的ansys的節點進行插值？

73 在模擬氣固兩相流時，斯托克斯假設是什么？dpm模型中的粒子流是指什么？

74 大概需要劃分100萬個左右的單元，且只計算穩態流動，請問這樣的問題PC機上算的了嗎？如果能算至少需要怎樣的計算機配置呢？ (#76)
答：一般來說，按照1000個節點對1MB內存這樣預估就差不多了，只計算穩態流動，pc機應該差不多了，不過因為一般的pc機可能在連續計算5、6天之后就出現浮點運算錯誤，所以如果計算不是很復雜，采用的求解器和湍流模型不是太好計算資源，應該還是可以的。

如果使用pc機計算，建議至少采用2GB內存，主板最好固態電容，不易爆漿，電源最好功率大典，應該差不多了，現在流行四核cpu的，可以考慮使用四核的，這樣的配置下來也不比服務器差多少。

75 在FLUENT中粘壓力應該屬于壓力還是粘性力？

76 GAMBIT劃分三維網格后，怎樣知道結點數？如何知道總生成多少網格（整個模型）？ (#78) (#153)

答：1. 可以利用Gambit網格中的summarize命令就可以得到所畫的網格的詳細信息，包括某一個體的網格信息和總共的網格信息。

2. 也可以將網格讀入Fluent后，通過grid->info->size來看。

3.也可導入fluent中check grid 一下

77 在FLUENT的后處理中可以顯示一個管道的。某個標量的。圓截面平均值沿管道軸線（中心線）的變化曲線嗎？何顯示空間某一點的數值呀（比如某一點溫度）？（#138）
答：可以。先創建一條ling（中心線），然后在xyplot中生成曲線

這樣顯示的是該標量在中心線上的數值分布吧，不是截面平均值。

正確的方法應該是輸入命令畫曲線

命令輸入狀態下直接按回車

>plot
>c-a-a (就是circum-average-axial)
再空按回車顯示可以選擇的值（從溫度到nusselt數應有盡有）

比如輸入>temp (溫度)

>100 (軸向數據點個數)

>filename.txt （文件名，隨便取）

>no （不知道什么，order point）

然后在plot－file里選擇輸出就可以了

另定義空間點的方法為surface－point，輸入點的坐標或者直接在網格上標記，然后就能在后處理時看到這個點的選項了。

78 如何求解密閉容器中溫度升高引起的壓力升高（氦在一段直徑為20mm，長度為100mm的圓管內。初始溫度為5.5K；然后設置一側管壁溫度為定溫70K加熱。5.5-10K之間，氦的膨脹系數>0.17。）？ 79 VOF計算時，出現錯誤:
Error: Too many (4258) VOF sub-timesteps. The velocity field is probably diverging. Pleasecheck the solution, and reduce the time-step if necessary.
Error Object: ()
該怎么改？采用的時間步長并不大，改小也還是這個錯誤.

80 如何在gambit中輸入cad和Pro/e的圖形？如何將FLUNET的結果EXPORT成ANSYS的文件？（#123）
答：autocad需要將圖形轉化為sat格式，pro/e可以將文件轉化為igse或者stp格式。在fluent的flie/export 中可以選擇導出ansys格式的文件

81 入口和出口處的k和epsilon值怎么設置？ (#161)
Key：Fluent User Guide中介紹:

k=1.5*(u_avg*I)^2;其中，u_avg為流動的平均速度；I為湍流強度，按下式近似計算：I=0.16*(Re_DH)^(-1/8)。

epsilon=C_mu^(3/4)*k^(3/2)/l;其中，C_mu為湍流模型中指定的經驗常數（近似為0.09）；k按上式計算；l為湍流尺度，按下式計算：l=0.07L；L為可按水力學直徑近似計算。

82 是否能用UDF自定義NOx的生成率：燃料NOx的生成，FLUENT中自帶的模型外，怎么用過自己UDF定義的模型呢？主要就是添加NOx輸運方程中的源項。UDF的幫助文件中有個例子，就是計算熱力NOx的，請問怎么樣用它來計算燃料NOx，文獻中的NOx生成率大多是用質量分數定義的，而UDF中的例子用的卻是摩爾濃度啊，請問如何轉換啊？

83 如何獲得混合流體中每個cell上的各組分的摩爾分數？一混合氣體在氣道中流動，要獲得每個cell中的每個物質的摩爾分數，應當用什么宏啊?比如要獲得混合氣體每cell的壓力，可用C_P(c,t)，可每個物質的摩爾分數該如何獲得呢？

84 用FLUENT打開以前做好的case，也能顯示流場，但是用鼠標中鍵點擊放大的時候出現錯誤，不停地顯示下面信息
Error: Floating point error: invalid number
Error Object: ()
如果試著關閉流場窗口，就不停地顯示下面的信息：
Error message from graphics function Show_Selection_Source:
Can't 'Show' - the 'locater' has been deleted
這個問題是什么原因引起的？如何解決？

85 組分定義：請問氣道中流體為氫氣和氮氣，該流體定義時，該定義成混和氣體呢，還是多相氣體？ (#162)
Key：要看計算的目的是什么。一般計算，可定義成混合氣體；若涉及到組分計算，要定義成多相氣體。

86 Interface后不能初始化：兩網格之間采用INTERFACE，為何在FLUNET初始化時提示：Couldn’tallocate fine level coefficient matrix！是什么原因？ (#170)
答：一般Interface用于網格劃分不相同的交接處，通常在gambit 建模時，將其邊界條件設為wall，之后在導入fluent時，將其邊界條件修改為interface，

此外，別忘了將其兩兩定義為grid interface

87 courant數：在模擬高壓的流場的時候,迭代的時候總是自動減小其數值，這是什么原因造成的，為什么？怎么修改？ (#75)
這是流場的壓力梯度較大，Fluent自身逐步降低時間步長，防止計算發散。我一般的處理辦法是：先將邊界條件上的壓力設置較低點，使得壓力梯度較小一點，等到收斂的感覺差不多，在這個基礎上，逐漸把壓力增大，這樣就不容易發散。

88 在模擬計算過程中出現定義的步長不同，結果就不同。這個現象與fluent模擬時出現的“網格數不同，結果也不同”現象相似，請問這種一般問題出在哪里？是累計誤差的原因嗎？ (#170)
答：fluent 在求解微分方程組時，也是采用迭代求解的過程，如果步長“很大”的，其求解的精度就低了，所以一般在沒有明顯參考的前提下，可以試著采用不同的步長去計算，直到其結果跟步長沒有明顯關系時，可將其視為理想步長。而網格數也是同樣道理，假如在某個區域存在很大梯度的話，而你的網格又分的很粗的話，結果肯定會大相徑庭，這就需要一定的經驗。

89 如何在FLUENT6.1.22 在win32 rshd 集群上搭建并行平臺？

90 在FLUENT中tmerge與fuse的區別是什么？

91 計算中出現：
Error:>(great-than):invalid argument[2]:wrong type[not a number]
Error Object:nan
是什么意思？還有計算中出現：
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+05 in 1069 cells
有人說只要Solve-control-limits增大可消除，但是這樣做不影響計算結果嗎？因為幫助上說是不合理才作限制的？

92 關于wall邊界條件的設定：在設定wall類型的邊界面的時候，有些時候可供選擇是：（1）設定熱流密度；（2）設定溫度；（3）Couple；有時候卻是有五個的選擇的：（1）熱流密度；（2）設定溫度；（3）對流換熱（convection）,（4）radiation；（5）mixed。選擇couple的，可是在第二種情況的時候，卻沒有這個選項，因為是對流換熱的問題，如果選擇（convection），又要設置什么（free stream）的溫度，這些怎么設置呢？

93 粒子軌跡數與粒子流率有關系嗎？如果粒子按直徑分級，而每個入射點有幾組粒子入射（為了模擬粒子的湍流擴散），每組粒子、不同直徑的粒子與質量流率有什么關系呢？離散相的質量流率是如何分配到入射的粒子中去的？比如有N個粒子擊中某壁面，如何由這N個粒子的特征（如粒子直徑，質量流率，粒子速度等）得出與總的粒子質量流率之間的關系呢？（比如這幾個粒子的質量占總的離散項流率的多少）

fluent入門一般問題（七）的圖1