Fluent材料的案例
fluent模擬相變材料的問題，初始化的時候出現警告，后續計算一直不收斂
fluent模擬相變材料的問題，初始化的時候出現警告，后續計算一直不收斂
FLUENT材料模型中的NIST Real Gas模型
做了好幾年CFD工程師，最近才知道原來FLUENT的材料模型里面有這個NIST Real Gas模型，慚愧！這個材料模型給與常用制冷劑有關的仿真計算帶來了莫大的方便。下面簡單介紹一下這個模型的使用。
從事制冷、空調、壓縮機等行業的人對REFPROP這個制冷劑數據庫軟件應該都不陌生。REFPROP是Refrigerant Properties兩個單詞的縮寫，這個軟件是由美國國家標準技術研究所NIST（National Institute of Standards and Technology）開發的，軟件中包含了幾乎所有常用制冷劑（R600，R134a等等）的材料模型。所謂NIST Real Gas模型，就是從REFPROP7.0中導入的制冷劑材料模型。
REFPROP7.0中包含了39種純制冷劑熱動力學和傳輸特性信息，并且能提供這些制冷劑混合物的特性信息。下表是所有的材料名稱。
展開 Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能 ￥20
1、 建立模型
建立4m*3m*0.1m的聚氨酯傳熱模型如下：
三維模型
其中：
1、模型整體寬4m，高3m，厚0.47m，其中聚氨酯厚0.1m，煤/封閉墻厚度為4m；
2、聚氨酯內部溫度測點位于聚氨酯形心，外表面溫度測點位于外側面中心；
3、煤/封閉墻的溫度測點位于聚氨酯接觸面中心向己側0.05m；
4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測點。
2、 網格劃分
在保證一定的計算精度和適當的計算時間的前提下，對于單純的熔化/凝固傳熱模型，通過mesh對模型進行面網格劃分，面網格選用四邊形網格，最小網格尺度大小設置為 5mm，為保證聚氨酯與煤/封閉墻的接觸面處傳熱計算更準確，需對接觸面處網格進行加密處理，設置網格節點間距增長率為1.05，如下圖所示，由于模型結構規整，為保證體網格質量，體網格選用六面體結構型網格，模型劃分完產生面網格132100，體網格3450000。
網格及內部部分切面網格（六面體結構性網格）
對網格進行質量檢查如下：
網格質量檢查
經過檢查，網格的縱橫比、翹曲度和最大最小角度都符合要求，網格質量極好。
三、邊界設置
1、 煤/封閉墻外表面（裸露在空氣中）和底面設置為對流傳熱邊界，向外界環境散熱（convention wall），封閉墻外表面與空氣接觸，對流傳熱系數20，底面與大地接觸，對流傳熱系數100；
2、 聚氨酯外表面溫度較高且與空氣直接接觸，對流傳熱系數100，底面與大地接觸，對流傳熱系數100；
3、 聚氨酯與煤/封閉墻的接觸面設置為傳熱耦合面；
4、 環境溫度設定為20℃。
5、 聚氨酯反應生熱以內熱源形式定義函數UDF如下：
展開 FLUENT的材料問題
在材料面板設置了自己想要的材料，但是在材料選擇面板中不顯示，injection中的材料選擇面板也沒有，大牛們可否指導下小弟。
五十七、Fluent UDF自定義材料物性參數
材料屬性的設置
有兩種方式可以自定義材料的屬性參數，第一種材料下拉框選擇，第二種UDF自定義函數。
我們這次主要介紹第二種方式，通過UDF的方式自定義材料屬性。之前有兩篇文章介紹過UDF的基礎和UDF DEFINE _PROFILE宏
自定義材料屬性的define宏主要是DEFINE_PROPERTY，除此之外如果需要定義擴散系數，還需要使用DEFINE_DIFFUSIVITY宏。
擴散系數一般是打開組分輸運方程，或者使用UDS才需要定義。
2. DEFINE_PROPERTY宏的用法
我們詳細說說DEFINE_PROPERTY宏的使用，同時給出幾個例子
2.1 物性參數
DEFINE_PROPERTY宏可以定義的物性參數如下：
? density (as a function of temperature)：密度
? viscosity：粘度
? thermal conductivity：導熱系數
? absorption and scattering coefficients：吸收系數和散射系數
? laminar flame speed：層流火焰速度
? rate of strain：應變率
? frictional modulus (Eulerian model)：摩擦模量
? elasticity modulus (Eulerian model)：彈性模量
? heat transfer coefficient (Mixture model)：傳熱系數
? particle or droplet diameter (Mixture model)：液滴直徑
······················
注：
a.
展開 374-同軸深井地源熱泵（地埋管）換熱仿真 ￥12
在FLUENT材料庫中復制出流體介質水（water-liquid）。
分別定義huitian（鉆井回填材料）、pe（內套管材料）和sad（土壤）材料，并復制出FLUENT材料庫中的steel（外套管材料）。
定義流體介質為水。
在Zone conditions里面分別定義鉆井回填材料為huitian、內套管材料為pe、土壤材料為sad、外套管材料為steel。
在Boundary conditions里面分別定義入口、出口及壁面邊界。
定義入口的流量和溫度（冬季流量和溫度分別為0.346kg/s和5℃；夏季流量和溫度分別為0.260kg/s和35℃；）。
定義出口條件和回流溫度（冬季回流溫度為10℃；夏季為30℃；）。
定義底面邊界（溫度）為定溫21.3℃。
定義外圍邊界（溫度）為定溫21.3℃。
展開 ANSYS Fluent 管內相變化流動實例 附ANSYS Fluent UDF Manual下載
你可以從Fluent材料設置庫中搜尋到這些材料作為分析使用。
管內流動勾選表面張力模塊。
液態水變化至蒸氣的機制選擇Evaporation-Condensation模塊。Evaporation-Condensation可計算液態質量變化傳遞至氣態的模型，Lee Model已將水的相變化模型自帶導入ANSYS Fluent中，你可設置水的飽和溫度為373K，及沸騰溫度，或更詳細地設置環境飽和蒸汽壓力及飽和溫度的關系。
加熱壁面：本例模型為加速蒸發沸騰現象，給予一較高的熱通量做加熱用。
設置初始水量：ANSYS Fluent通過Patch功能對水量位置及大小做設置。
首先我們在Solution/Initialization中給予放入液態水之前的工況狀態，如溫度/壓力等狀態...
當點擊Initialize后，右側Patch便喚起可作設置；進行Patch前，需先對液態水的位置跟大小作設置后，才能Patch于指定區域。
在Domain/Adapt/Cell Registers/New/Region中，輸入我們要實現液態水體積的坐標位置。
通常我們會選擇采Inside來設置，輸入的X, Y, Z坐標范圍僅有在計算域內的才會建立出，因此，我們可大膽地把范圍設定在模型的極限坐標之外。
上述完成后，我們點擊Patch進行設置。
展開 ANSYS Fluent案例解析_共軛換熱
材料庫中調用；
▉ 建模、前處理
本案例模型比較規則，比較適合采用六面體網格；
可自行選擇自己喜歡的建模軟件和前處理方法進行模型的創建與前處理，或可直接采用我的模型，模型中流體區域fluid與管道固體區域pipe是完全節點合并的，模型文件會在篇章末尾進行分享；
分享中另附一篇該案例的網絡教程，其固體區域與流體區域未進行節點合并，而是選擇采用Interface進行數據交互；
▉ 模型導入
導入模型，進行check，主要不能出現負體積和負面積，依據需要設置Scale和Units(單位)，General界面其他保持默認即可_
▉ 模型選擇
開啟能量方程；
雙擊打開Viscous，選擇k-epsilon方程，其他保持默認；
▉ 賦予材料屬性
本次使用的流體材料為water-liquid，固體材料為steel，在Fluent Database中就有，可直接Copy(復制)出來使用；
分別將這兩種材料屬性賦予流體域和固體域；
▉ 邊界條件設置
設置入口為速度入口邊界條件；
設置出口為壓力出口邊界條件；
設置well_out的type為well，并對其進行熱邊界條件設置；
設置well_side的type為well，并對其進行熱邊界條件設置；
關于well_out
展開 【詳細FLUENT實例講座】90°彎管沖蝕計算
圖1-6創建粒子入射
圖1-7設置湍流彌散
Step4：Material設置
（1）點擊模型操作樹節點Materials
（2）鼠標雙擊右側面板材料列表項anthracite，進入材料編輯面板
（3）修改Name為sand，修改Density為1500
點擊按鈕Change/Create保存修改，在彈出的對話框中選擇Yes按鈕。
操作過程如圖1-8所示。
圖1-8
修改材料屬性
（4）點擊按鈕Fluent Database…，在FLUENT材料數據庫中尋找到材料water-liquid(h2o<l>)，點擊Copy按鈕將其拷貝到材料列表中。
（5）點擊Close按鈕關閉材料對話框。
Step 5：Cell Zone Conditions設置
（1）點擊模型操作樹節點Cell Zone Conditions，進入計算域設定面板。
（2）點擊Edit按鈕，進入設定對話框
（3）設定fluid的材料為water-liquid，如圖1-9所示。
圖1-9計算域設置
Step6：Boundary Conditions設置
點擊模型樹節點Boundary Conditons進入邊界條件設置面板。
1、inlet邊界設置
（1）設置Velocity Magnitude為10m/s
（2）設置Turbulence SpecificationMethod為Intensity and HydraulicDiameter
（3）設置Turbulence Intensity為5%
（4）設置Hydraulic Diameter為0.05
點擊OK按鈕關閉inlet邊界設置對話框。
2、outlet邊界設置
修改outlet邊界類型為outflow，其它參數保持默認。
展開 化學氣相沉積模擬
鼠標雙擊模型樹節點General，右側面板點擊按鈕Scale…彈出網格縮放對話框，如下圖所示，設置Mesh Was Created In為cm，點擊按鈕Scale縮放網格
點擊Close按鈕關閉對話框
2 模型設置
右鍵選擇模型樹節點Models > Energy，點擊彈出菜單項On開啟能量方程
鼠標雙擊模型樹節點Models > Species彈出設置對話框，如下圖所示，激活選項Species Transport，激活選項Volumetirc及Wall Surface，取消選項Heat of Surface Reactions，選中選項Mass Deposition Source，激活選項Diffusion Energy Source、Full Multicomponent Diffusion及Thermal Diffusion
3 定義材料屬性及化學反應
1、材料庫中添加材料
鼠標雙擊模型樹節點Materials > Fluid > air打開的對話框中點擊按鈕Fluent Database進入材料數據，從Fluent材料數據庫中添加如下表所示4種材料，并修改材料屬性。
創建沉積相組分（Ga_s及As_s）及固相組分（Ga及As），其材料參數如下表所示。
注：這里沉積相固相的材料定義時按流體材料屬性定義。
展開 Workbench fluent風力發電機組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
網格劃分與命名選擇
2.1 網格參數設置
雙擊mesh進入網格劃分模塊，先進行全局網格控制，進入ANSYS Fluent Meshing模塊，設置全局最大尺寸為5000 mm。
局部加密葉片表面網格：添加“Face Sizing”，設置尺寸為300 mm。若存在負體積網格，需調整局部尺寸或重新劃分。
2.2 命名選擇（Named Selections）
關鍵命名組定義
Inlet：選擇流體域前端面，指定為速度入口。
Outlet：選擇流體域后端面，指定為壓力出口。
Blade：隱藏其他部件后框選所有葉片表面，指定為固定溫度邊界。
Wall：選擇風機外表面，設為壁面。
命名沖突處理，若出現“Duplicate Named Selection”錯誤，需檢查名稱是否重復，并在模型樹中刪除冗余組。軟件會自動創建接觸，無需單獨設置即可，流場會自動識別為接觸面。
關閉該模塊進入fluent模塊，雙擊對應模塊即可進入流體模塊。
3. 求解設置與邊界條件
材料屬性與求解器配置
材料庫設置，在Fluent中雙擊空氣材料（Air），可以設置對應材料屬性。
展開 
ANSYS_Workbench-Fluent流固耦合溫度插值方法
自動創建流固耦合面，將在Fluent里自動設置為interface
劃分固體網格和流體網格因為是有限體積法，所以單元邊不帶中間節點Named selections命令分別創建lnlet，outlet和wllout.Wallout用來定義固體外表面與環境的對流換熱邊界條件
三
關閉Meshing窗口返回到project schematic界面，右擊Mesh→Tansfer Data To New→Fluent，將建立Fluent的分析項目。
此時mesh 后面變為閃電符號，需右擊它再點菜單中update
雙擊Setup，打開Fluent窗口，設置材料流相固相、激活能量方程、湍流模型、邊界條件等。進口流速1m/s，600k，出口pa，wallout定義對流換熱系數5，環境溫度300k。
右擊點update，閃電符號變為勾號
溫度云圖
四
關閉Fluent窗口，返回projectschematic界面，右擊B Fluent project/Solution→
Transfer data to new→static structural，出現新的C project，然后鼠標點擊A的Geometry并按住不放，拖放到C額Geometry上松鼠標，這樣出現連接線，A的Geometry可以傳遞到C中。
展開 基于ANSYS Workbech+Fluent的泥漿攪拌機流固耦合分析 ￥9.9
5、雙擊setup,進入Fluent求解器，這里按照下圖進行設置，其余保持默認即可。
6、進入Fluent求解界面，首先檢查CFD網格，看是否出現負體積，如果存在，需要重新回去劃分網格，如果沒有，繼續設置溫度單位。
7、設置流體計算類型，兩相混合還是單相計算，然后設置湍流模型類型。
8、設置流體域固體的材料并賦予屬性，如果材料庫已經存在的材料可以直接賦值，如果不存在需要自己建立新材料，通過Fluent data建立材料。
9、設置邊界條件，兩相流體進口類型，壓力進口？速度進口？質量流量進口？等、出口類型與耦合面、壁面的相關設置。這里的速度入口需要設置矢量速度，指定速度方向。
10、接著，設置求解方法、收斂因子，初始化，收斂步數進行求解。
11、查看結果，速度云圖，流場圖，壓強云圖，流線圖等。
12、接下來將通過流體計算的結果對結構的影響分析。
展開 Fluent實用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真
具體網格劃分如下圖所示：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/86354b51e088d1d7e3f99da5745cd145.png"></p><p><strong>4 FLUENT 設置</strong></p><p><strong>4.1 General設置與網格導入</strong></p><p>由于本文僅分析換熱管的整體換熱性能，因此僅需要進行穩態計算結果的討論，此處的設置比較簡單，勾選為穩態計算。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/c5d81aab5978711e26d1bb4c1de6b8f3.jpg"></p><p><br></p><p><strong>4.2 模型設置</strong></p><p>由于是換熱管計算，因此需要開啟能量方程。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/6da57791d88e5eaae404babc80cf8660.png"></p><p><strong>4.3 材料設置</strong></p><p>由于本模型包含流體和固體區域，因此需要對固體區域材料進行設置，此處選擇Fluent內置固體材料：銅。進行相關計算。
展開 [案例分析]基于Fluent 14.5離心泵內部流場數值模擬教程
圖11 網格光順
5、轉速單位設定
Fluent默認的角速度單位為rad/s，我國一般采用r/min，如果轉速為r/min則在General選項卡中點擊【Units..】按鈕進行設置，設置角速度單位為rpm（r/min），如圖所示：
圖12 設置轉速單位
6、設置運行環境（重力場）
在General選項卡中，勾選Gravity可選對話框，進行重力加速度設置。如圖所示：
圖13 設置重力
7、求解器設置
在General選項卡中設置求解器。本次教程采用定常模擬，因此設置為穩態、單元壓力梯度、絕對速度。如圖9所示
8、設置計算模型
點擊①Models按鈕，彈出Viscous Model設置對話框。選擇②k-epsilon選項并進入k-ε設置。本教程采用③標準k-ε模型，④標準壁面函數。如圖所示：
圖 14 設置計算模型
9、定義材料
Fluent默認流體材料只有air（空氣），因此需要添加清水或其他流體。點擊①Materials按鈕，在Materials選項卡中單擊②【Create/Edit...】按鈕，彈出創建/編輯材質對話框，單擊③【Fluent Database...】按鈕彈出Fluent材質數據庫對話框，在④Fluent Fluid Materials中找到water-liquid(h2o<l>)，并單擊⑤【Copy】按鈕完成對清水的添加。如圖所示：
圖15 定義材料
注意：如果對水有特殊的要求，還可以在在Create/Edit Materials對話框中對水進行物理狀態設置。
展開 