Fluent二維計算的案例
如何在集群環境中使用fluent計算——fluent并行計算初步（超小白入門，老鳥略過：
現在國內的開放式機群環境越來越多，許多都部署了fluent（大好事），不過還是有許多人不太清楚如何利用這些有用的資源。這里結合我所在單位的情況做一個簡單的介紹，其他的機群環境大同小異。
1、
什么是機群？有什么特點？
機群又叫集群，當然就是許多的計算機（廢話），因為機器太多了，又需要協同工作，所以需要按照一定的方式來管理，管理的結構形式叫做拓撲（這個不用管）。機群使用的電腦是刀片（又薄又長的機箱）形式（為了便于插入機柜），一個刀片一般稱為一個節點。
一般而言，機群會分為三種節點：管理節點（若干臺），編譯節點（若干臺），計算節點（其余全部）。這三種節點的配置略有不同（廢話），管理節點主要用來存儲使用機群的用戶的信息，如名字，密碼，可以使用機器數的權限，用戶狀態等等；編譯節點一般用來預查程序故障，用戶的程序先在這里試運行，查看是否與系統兼容等；計算節點用來直接計算其他節點提供來的程序。
就配置而言，管理節點和編譯節點一般相同，會部署軟件環境；計算節點只會部署簡單的必要運行文件。計算機點之間會采用高速交換機，速度可達幾十GB/s，如IB等；計算節點與編譯、登陸節點之間采用普通的萬兆交換機。
2、
如何使用機群？
機群中一般采用linux操作系統來操作（多用戶情況下效率高），用戶會通過遠程登錄軟件（如xshell）來登錄到登陸節點進行個人的操作（一般會通過VPN網絡加密數據傳輸）。
Linux集群將程序任務分解發送到計算節點上時，是通過LSF作業調度系統（也有其他的，如PBS等）來實現的，這個系統的作用是使整個機群負載均衡，便于管理，所以我們使用fluent也要通過這個系統。在成熟的集群中，用戶登錄之后，默認便可以使用作業調度系統了。
展開 水中上升的氣泡，使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件 ￥10
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件。
FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
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FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
01
案例介紹
翼型型號RAE2822，馬赫數0.75，SST k-w湍流模型。壓力遠場條件，遠場距離物面約15倍弦長。需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖。
02
網格情況
03
主要仿真設置
1、穩態計算
2、SST k-w湍流模型
3、壓力遠場
4、初始化計算
殘差曲線（收斂）
04
基本結果
速度云圖疊加流線圖
壓力云圖
表面壓力分布曲線
使用ANSYS WORKBENCH19.2中的ICEM 和FLUENT分別作網格劃分和流場仿真，網格使用結構網格。
展開 二維穩態滲流的計算
問題描述：
如何在 PLAXIS 2D 中計算如下所示的二維穩態滲流問題？如何定義該問題的滲流邊界條件？
解答：
利用 PLAXIS 2D 計算如上所示的“純”穩態滲流問題，用戶可在初始階段選擇【Flow only】的計算類型和【Steady state groundwater flow】的孔壓計算類型。除此之外，該滲流問題的邊界條件可采用以下方法定義：
第一，模型中部的防滲墻應采用 界 面 單 元 而非閉合（Closed）的滲流邊界條件進行定義，后者僅適用于模型的外部邊界。利用界面單元模擬模型內部的不透水線時，用戶應在土體和界面材料的【界面】選項卡中設置橫向透水性（Cross permeability）為“不透水（Impermeable）”。同時，用戶還應注意在穩態滲流計算中勾選界面的【Active in flow】選項，否則無法激活界面的“防滲”性能。
“純”滲流問題不計算土體的變形和應力，故用戶可忽略地基以上的水閘且下部防滲墻（9m）也無需指定材料數據集，直接基于線段創建正界面或負界面即可，當然也可以同時創建正負界面。
第二，模型底部的不透水邊界既可以在【結構】模式中創建滲流邊界條件為【Closed】，也可以在計算階段的模型瀏覽器中激活模型底部的滲流邊界條件為【Closed】，后者在操作上更加簡便快捷，但與前者無本質區別。
事實上，PLAXIS 默認的【模型條件＞滲流邊界＞BoundaryYmin：Closed】即滿足不透水要求，用戶無需其余操作。需要注意的是，創建或激活的滲流邊界條件具有比模型條件更高的優先級。也就是說，當二者出現沖突時，以前者為準。
第三，模型的左側和右側是人為的截斷斷面，計算中也近似按不透水邊界處理。具體操作與底部邊界無異，此處不再贅述。
展開 
STAR-CCM+計算二維翼型氣動性能
本算例以NACA65(1)-212翼型為例，簡單介紹使用STAR-CCM+進行二維翼型氣動性能計算的一般步驟。
二
計算流程
大多數情況下，翼型的氣動性能計算采用二維網格模型。二維網格能夠滿足計算的需求，同時又不至于消耗過多的計算資源，一定程度上提高計算的效率。STAR-CCM+雖然支持對二維網格模型的求解，但不支持導入二維幾何實體，也無法直接生成二維網格，但可以實現三維網格到二維網格的轉換。本算例利用STAR-CCM+三維網格轉換成二維網格的功能，現在STAR-CCM+中生成三維的翼型繞流網格，再將該三維網格轉換成二維網格，最后利用二維網格進行求解。
1、建立翼型幾何
右鍵單擊模型樹中幾何下的3D-CAD 模型，選擇新建，在3D設計模式中建立三維翼型實體。右鍵點擊3D-CAD Model 1，選擇導入>3D 曲線，選擇翼型數據文件。翼型數據必須為.CSV格式文件，且各行數據為以下形式：
每行依次為各數據點的x、y、z三點坐標，中間以英文半角逗號分隔。
展開 免費二維有限元分析軟件ADONIS計算步驟
initial("sxx",-30e6)initial("syy",-30e6)initial("szz",-30e6)
8 計算設置
計算設置在很大程度上影響著有限元分析的結果。下圖比較了ADONIS與Phase2的計算設置。
solve()
9 結果顯示
ADONIS提供了位移，應力，應變，孔隙壓力的等值線圖。
10 與Phase2比較
ADONIS計算的最大位移量是2.48cm;
Phase2計算的最大位移量是2.09cm.
結果數據可以輸出為VTK文件，從而產生印刷質量的高質量圖形。
展開 [問題討論]基于ICEM和FLUENT的二維圓柱繞流嵌套網格實例
網絡上關于嵌套網格的的內容大多數是關于直接利用軟件進行計算的過程，而對于前處理過程中的網格生成過程并沒有什么描述，其實這種技術已經在學術界流傳已久，只是用的都是自己的程序算法，今天，我們來使用商用軟件ICEM來進行嵌套網格的劃分，并用Fluent進行計算。
之所以稱之為嵌套網格，即多重網格相互重疊，組合成的一組網格。這里存在兩套或者兩套以上的網格相互重疊，目前支持嵌套網格的求解器的有Fluent17.0以上版本，OPENFORM最新的版本。具體的求解技術大致為：求解器識別嵌套網格邊界，對被組分網格遮蔽的背景網格部分進行“挖洞”，具體的描述大家可以參考文獻[1]，至于網格生成思路請大家參考文獻[2]，下面進入主題。
本文的研究對象為二位圓柱繞流，Re=20，此時圓柱表面流動認為層流，會在圓柱背風面形成一對穩定的弗普爾旋渦，如下圖。這部的計算內容對比參考文獻[3].
首先介紹網格生成思路：(1) 生成包裹圓柱的組分網格；(2) 生成外流場域的背景網格；(3) 組合網格進行計算。
首先生成內部包裹圓柱的網格，為了簡單我們選擇了簡單的的正方形網格：
對上面左邊的圓柱劃分O-block，并進行相應的關聯，將正方形周圍的part名稱改為overset，方便在Fluent中進行改變邊界條件，成為右邊的圖，并生成網格，之后，將網格轉換成非結構網格。保存網格為inner.uns文件，特別注意，只用進行到這一步就好了，不必轉換成.msh文件，特別注意。
然后劃分外流場網格，這里要注意兩組網格的坐標系要一致，即組裝起來之后，圓柱要在流體域的中間。
展開 FLUENT多相流案例之五：基于歐拉模型的二維均勻流化床仿真 ￥299
Fluent軟件的歐拉模型為研究含復雜相間遷移的固體顆粒流動提供了重要的建模工具。盡管歐拉模型對相關物理進行了嚴格的數學描述，但模型中使用的阻力定律在本質上仍然是半經驗的。因此，正確地預測顆粒床由于界面阻力和物體力之間的平衡而處于懸浮狀態的臨界或最小流態化條件是至關重要的。本算例的以UDF的形式定義該關系式，有兩個DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY函數，僅列出部分截圖。
流化過程動畫
收費文件列表
噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網格劃分到fluent計算的全部文件 ￥30
噴嘴霧化仿真，fluent的DPM方法，從幾何模型到網格劃分到fluent計算的全部文件
ANSYS Workbench 計算二維軸對稱結構電場的視頻
ANSYS Workbench模塊中對于電場的計算現在只能計算電流傳導場。今天為大家貢獻一個自己制作的二維軸對稱結構的電場計算視頻，為大家提供參考。 模型也比較簡單，初入門的朋友們可以用來學習。希望大家可以提出寶貴的批評意見。(其實本人對于經典模塊較為熟悉，但是由于本人只會APDL不用GUI，導致了無法錄制視頻。所以只能貼一個WB版本的了。)
1 模型：
模型為來自于靜電除塵中裝置中的帶電部分。結構上為內外雙層金屬圓環，內層的環為1000V高電位，外層環為0V地電位。完整的三維模型圖見2樓”三維結構“
由于模型軸對稱，載荷軸對稱，因此可以簡化為二維軸對稱問題的求解。一般三維問題嫩郭建華成二維問題，則瑩盡量簡化。三維計算中由于網格不一定嚴格規整，計算精度也許會降低。
模型是用AutoCAD建立，然后生成面域，輸出為SAT格式的文件。
然后打開workbench，把Electrica模塊拖拽過來，導入之前的sat文件。
在導入workbench中之后進行了簡單的處理。二維軸對稱計算的時候一定要注意，模型對稱軸必須是Y軸，而且模型必須全部在X的正半軸才可以。同時，由于金屬是等電位的，內部沒有電流流過，所以可以不建立實體模型，有外輪廓就可以了。所以最后的二維模型其實就只有空氣了。
見2樓”二維模型“
視頻里我的空氣建立的有些大了，當初隨手畫的。電場計算的時候空氣域一定要建立的足夠大才可以保證電場的精度的，本人一般建立為5-8倍的最大外徑，當然，這個具體的尺寸有興趣的朋友們可以去驗證一下的。
2 材料參數：
添加材料“air”，定義電阻率1e20。
3 網格
圓環的部分，尤其是內層圓環的部分網格要平滑，因為高電位的尖角形狀會造成電場集中。
展開 一文讀懂Fluent并行計算，三大技術提升計算效率新境界！
作為流體仿真軟件的“頂流”，Fluent被學生、工程師及科研人員廣泛使用。隨著技術的不斷進步，Ansys工程師們致力于優化底層的并行算法，以提升其計算性能，使用戶體驗飛一般的計算速度。
在Ansys Fluent中，盡管工程師已經針對并行算法進行了充分優化，但在實際應用中，還有其他方法可以進一步提高計算性能。本文闡述了Fluent并行計算的基本原理，同時探討通過AVX2指令集加速、GPU加速以及超線程等技術手段來提高計算效率。
01 什么是Fluent并行計算
Fluent的并行求解器通過協同運作多個進程來計算大型問題，這些進程既可以在同一臺機器上運行，也可以在網絡中的不同設備上運行。
并行求解器將計算域分為多個區域（圖1），將各數據分區分配至不同的計算進程（稱為計算節點，圖2），每個計算節點都在其專屬數據集上同步執行同一程序。主進程（或稱為主機）不包含網格單元、面或節點（除非使用 DPM 共享內存模型），其主要職責是解析 Cortex（負責用戶界面和圖形相關功能的 Fluent 進程）發送的指令，并將這些指令（及數據）傳遞給某一計算進程，再由該計算進程將其分發至其他計算進程。
圖1:計算區域分區
圖2：分區網格邊界
計算節點負責存儲并執行部分網格的計算任務，而位于分區邊界的單層重疊單元格層則負責跨分區邊界的通信（圖2）。盡管單元格和面被分割，但網格中的所有域和線程在每個計算節點上均存在鏡像（圖3）。線程以鏈接列表的形式存儲，和串行求解器保持一致。計算節點可在大規模并行計算機、多CPU 工作站或具備相同或多工作站組成的網絡 上實現。
展開 
FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算
在FLUENT動網格案例之十六：基于Fluent重生成算法的懸臂梁振動的雙向流固耦合仿真分析中，使用udf求解流固耦合系統中固體區域運動控制方程，并將計算得到的邊界運動位移以動網格形式更新流場的邊界條件，從而實現雙向流固耦合仿真。其實，在最新的Fluent19中，線彈性求解模塊已經是內嵌模塊，建立并求解流固耦合問題可以更加方便，只要定義固體材料區域及其邊界條件，按照正常的CFD仿真流程就能同時獲得結構最終位移和流場壓力及速度分布。
固體區域設置
流固耦合界面設置
仿真計算結果
文件列表
展開 二維DFN計算RQD的修正方法---軟件問題還是方法有誤？
1 引言
在【答復同學提問---如何在離散斷裂網絡DFN中計算RQD指標】中描述了在二維DFN中計算RQD的方法和步驟，當時由于時間倉促，沒有仔細檢查代碼，回頭驗證時才發現這個代碼不能正確計算出RQD值，出錯原因不在那段代碼的思路和算法，而是UDEC軟件本身引起的數據問題。本文首先討論了出現的這個百思不得其解的問題，然后給出了一種臨時解決辦法。
2 出現的問題
計算RQD的基本思路為：(1)求出鉆孔線與DFN的交點；(2) 計算交點之間的長度，包括鉆孔起點與終點；(3) 累加兩點之間距離大于0.1m的長度, 然后除以鉆孔線總長度即可得到RQD值。
按照這種思路，后一點的坐標順序減去前一個點的坐標，就可得到兩點之間的距離。然而問題就出現在這兒，交點坐標本應該按照從左到右的順序依次排列，但在某些點不知什么原因出現了順序顛倒，至今沒有查找出出現這個問題的原因。開始以為是UDEC軟件的問題，結果在PFC中測試發現存在同樣的問題。具體問題表現在：
(1) 斷裂數N=20時，有1個交點，鉆孔坐標值域[-1,0.26,1]，Ok;
(2) 斷裂數N=30時，有3個交點，鉆孔坐標值域[-1,-0.46,0.11,0.27,1], OK;
(3) 斷裂數N=40時，有5個交點，鉆孔坐標值域[-1,-0.54,-0.21,-0.46, 0.11,0.27,1]; 開始出現問題了，-0.46本來應該排在-0.21的前面，這樣才能進行正確的順序遞減，但不清楚軟件為啥把這個順序顛倒了；
(4) 斷裂數N=80時，有9個交點，鉆孔坐標值域為
[-1,-0.82,-0.61,-0.53,
-0.21,-0.46,
0.11,0.26,
0.85,0.72,1]
可以看出，在這種情形下，出現了兩處順序排列顛倒的地方。
展開 基于ABAQUS計算二維情況下缺陷結構的圍線積分
問題描述
本文給出了四個示例用于驗證ABAQUS對圍線積分的計算能力，并與部分對應解析解進行了對比。第一個示例是在模式I加載下的線彈性，平面應變，雙邊裂縫試樣，Bowie（1964）為其應力強度因子提供了一系列解析解;第二個是軸對稱試樣，帶有幣型裂紋;第三個是模式I加載下的單邊裂縫試樣;第四個是雙材料試樣，沿兩個材料之間的界面具有界面裂縫。對于第一種情況，還使用三維模型，在厚度方向上具有一層單元，以驗證軟件計算J積分作為沿裂紋前沿的位置的函數的能力。在這種情況下，J積分沿裂縫前沿應該是恒定的，即與從二維平面應變分析獲得的值相同。另外，子模型技術用于演示如何在裂紋尖端周圍獲得更準確的結果。基于傳統的有限元方法研究了所有四個實例。此外，還基于擴展有限元方法（XFEM）研究了第一和第三示例。
模擬說明 | 雙邊裂縫試樣模型
幾何模型與網格劃分
第一個例子的幾何結構如圖2所示，平面應變結構是板的一部分，在其中心線處有對稱的邊緣裂縫，其寬度為板的一半。通過施加到試樣頂部和底部表面的均勻拉力實現模式I加載。 當使用常規有限元方法時，由于關于于x =0和y =0的對稱性，可以僅取模擬板的右上象限進行模擬計算，四分之一模型的網格如圖3所示。在全模型裂縫的情況下，左側和右側圍線積分在Abaqus/CAE中定義，如圖4所示，裂紋擴展的法線或q向量可用于定義裂紋擴展方向。
展開 FLUENT動網格案例之十八：基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算 ￥9
基于Fluent19的雙流固耦合仿真計算
在FLUENT動網格案例之十七：基于Fluent19的單向流固耦合仿真計算中，介紹了基于FLUENT19線彈性求解模塊的單向流固耦合仿真內容。其實，雙向流固耦合的仿真也能在FLUENT19完全實現。本算例為管道內垂直襟翼在湍流激勵下的變形計算，并且啟用FLUENT的結構模型來模擬由于流體流動而導致的襟翼變形。由于襟翼的變形量足夠大，必須采用雙向流固耦合(FSI)仿真方法。也就是說，流體的流動影響結構的變形，反過來，結構的變形也嚴重影響流體的流動狀態。本算例中Fluent將執行所有的結構計算(而不是使用單獨的結構程序)，并耦合流場仿真計算，因而是雙向流固耦合仿真。界面區域局部網格
固體區域設置和流固耦合界面設置與單向耦合是完全一致的
增加的為動網格設置(也就是結構變形對流場的反饋作用以動網格算法實現的動邊界體現）
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