對于一些有幾何對稱的模型，如正方形、圓柱等，當物理邊界也是對稱時，其物理場也是對稱分布的。對于這樣的幾何模型，如果將整個計算域全部計算一遍固然能夠得到最終的數值解，但是會耗費大量的時間，因此，Fluent使用了2D Space來簡化這種模型的計算。

 

1. Fluent幾何模型                                                     

Fluent可以計算二維和三維幾何模型。二維模型可以是軸對稱圖形，對于這種圖形，我們可以只計算一部分，其他部分的物理場都與計算的部分一致，如計算域為圓，我們就可以只計算其中的1/4，如圖所示。

二維模型還可以表示三維模型，之前的文章中我們提到過，Fluent雖然可以計算二維模型，但其本質上還是在計算三維流場，其深度方向默認為1m，因此二維矩形實際上是三維的長方體。

 

同時二維模型還可以表示旋轉軸對稱的三維模型。如可以用一個矩形來表示圓柱，如果圓柱中的物理場只沿徑向和軸向發生變化，而與切向無關，那么圓柱的一個徑向切面就可以表示整個圓柱中物理場的分布。如果圓柱中的物理場沿徑向和軸向和切向都發生變化，也可以使用二維模型表達三維模型。

 

2. 2D Space使用                            

(1) 軸向、周向和徑向：

 

(2) axisymmetric 指的是三維方程中周向速度v=0，以及所有變量?/?θ=0. 只有u和w分量的動量方程。axisymmetric swirl 指的是三維方程中所有變量?/?θ=0，軸向速度v可以不等于0. 動量方程有u，v，w三個分量方程。至于對稱軸都應該設置為axis，意思即兩者都是三維圓柱在二維上的簡化，只不過axisymmetric 代表三維上流體不發生旋轉，而axisymmetric swirl表示流體在切向上發生了旋轉。這兩種情況都是在圓柱坐標系下進行計算的。此時x表示軸向，y表示徑向，y就是r。此時使用的計算方程是柱坐標形式的計算方程。

(3) axisymmetric 和axisymmetric swirl只有在二維模型時才可用，當模型是三維時，不可選擇這兩種

(4) 對于上述定義的所有柱狀坐標系，正的徑向速率是從旋轉軸沿徑向指向外，正的軸向速率是沿旋轉軸向量方向，正的切向速率是基于旋轉軸正向的右手法則規定。

  

(5) 回轉軸必須是x軸，且二維模型必須位于x軸上方，否則會出現負體積

(6) Planar是平面模型。

 

3. Axis 和symmetry 邊界條件                      

(1) Axis 和symmetry 邊界條件直接與2D Space的設置相關。

(2) Axis邊界條件必須是軸對稱圖形的中心線，當2D Space選擇為Axisymmetric 和Axisymmetric swirl，必須將對稱軸邊界選擇為Axis，而不能選擇其他的邊界類型，包含symmetry邊界。只對二維模型可用。

(3) symmetry邊界條件意為鏡像邊界條件，只有當模型鏡像對稱時，才可用此邊界條件。對導入模型為二維模型2D Space設置為Planar時，使用此邊界條件，計算模型仍為二維。導入模型為三維時，此邊界仍可使用。