Fluent求解模型的案例
利用fluent3D求解器進(jìn)行求解
步驟1啟動(dòng)fluent并選擇求解器3D
步驟2檢查網(wǎng)格并定義長(zhǎng)度單位
1．讀入網(wǎng)格文件（下圖為讀入的圖示）
2．確定單位長(zhǎng)度為cm
3.檢查網(wǎng)格
4.顯示網(wǎng)格
步驟2創(chuàng)建計(jì)算模型
1. 設(shè)置求解器
2.啟動(dòng)能量方程
2. 使用湍流模型
步驟3設(shè)置流體的材料屬性
步驟4設(shè)置邊界條件
1. 設(shè)置入口1的邊界條件
2.設(shè)置入口2的邊界條件
2. 設(shè)置出流口的邊界條件
步驟5：求解初始化
步驟6：設(shè)置監(jiān)視器
步驟7：保存case和data文件
步驟8：求解計(jì)算
殘差曲線圖
出口速度監(jiān)控圖
三． 計(jì)算結(jié)果的后處理
步驟1：創(chuàng)建等（坐標(biāo)）值面
1. 創(chuàng)建一個(gè)z=4cm的平面，命名為surf-1
2. 創(chuàng)建一個(gè)x=0的平面，命名為surf-2
步驟2：繪制溫度與壓強(qiáng)分布圖
1. 繪制溫度分布圖
2.繪制壁面上的溫度分布
3.繪制垂直平面surf-2上的壓力分布
步驟3：繪制速度矢量
1. 顯示在surf-1上的速度矢量
2..顯示在surf-2上的速度矢量圖
以上則是對(duì)本模型的詳細(xì)步驟講解，希望能給新手帶幫助！
話說(shuō)為什么從word復(fù)制圖片會(huì)失效?
展開(kāi) 在求解多物理場(chǎng)模型時(shí)，你應(yīng)該選擇全耦合還是分步求解？ 附多物理場(chǎng)耦合模型及數(shù)值模擬導(dǎo)論下載
“全耦合”特征中使用的迭代求解器。
“分離步驟”特征中使用的直接求解器。
下載地址：多物理場(chǎng)耦合模型及數(shù)值模擬導(dǎo)論
fluent中的壓力求解器和密度求解器
兩種數(shù)值方法：
1.基于壓力求解器：適用于低速、不可壓縮流體。
原理：首先由動(dòng)量方程求速度場(chǎng)，繼而由壓力方程進(jìn)行修正使得速度場(chǎng)滿足連續(xù)性條件。由于壓力方程來(lái)源于連續(xù)性方程和動(dòng)量方程，從而保證流場(chǎng)的模擬同時(shí)滿足質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒。
分類：分離求解器—順序求解每個(gè)變量的控制方程，此算法內(nèi)存效率非常高(離散方程只在一個(gè)時(shí)刻需要占用內(nèi)存)，收斂速度相對(duì)較慢，因?yàn)榉匠桃浴怦睢绞?em>求解。對(duì)燃燒、多相流問(wèn)題更加有效。
耦合求解器—內(nèi)存使用量是分離算法的1.5～2倍，收斂速度提高5～10倍。可以和所有動(dòng)網(wǎng)格、多相流、燃燒、和化學(xué)反應(yīng)模型兼容，收斂速度遠(yuǎn)高于基于密度的求解器。
2.基于密度求解器：適用于高速、可壓縮流體。
原理：直接求解瞬態(tài)N-S方程(此方程理論上是絕對(duì)穩(wěn)定的)，將穩(wěn)態(tài)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為時(shí)間推進(jìn)的瞬態(tài)問(wèn)題，由給定的初場(chǎng)時(shí)間推進(jìn)到收斂的穩(wěn)態(tài)解，即時(shí)間推進(jìn)法。適用于求解亞音速、高超音速等的強(qiáng)可壓縮問(wèn)題。
展開(kāi) 用多面體網(wǎng)格劃分壓縮機(jī)渦輪，再通過(guò)fluent進(jìn)行求解（case文件中包含fluent所有設(shè)置信息） ￥15
渦輪網(wǎng)格
壓力云圖
速度云圖
Fluent伴隨求解優(yōu)化方法介紹
伴隨求解器可用于計(jì)算一個(gè)工程量對(duì)所有輸入的導(dǎo)數(shù)，包括流動(dòng)幾何，因此可以用于指導(dǎo)計(jì)算域內(nèi)任意幾何特征的智能設(shè)計(jì)修改，實(shí)現(xiàn)形狀優(yōu)化。
ANSYS Fluent的伴隨求解器，提供了一個(gè)基于梯度的優(yōu)化器，可以自動(dòng)創(chuàng)建一系列的設(shè)計(jì)迭代，用于形狀優(yōu)化和湍流模型優(yōu)化。對(duì)于形狀優(yōu)化，網(wǎng)格會(huì)自動(dòng)變形到最優(yōu)形狀，以滿足多個(gè)工作條件下的多個(gè)目標(biāo)。
圖1 梯度優(yōu)化器工作流程
伴隨方法理論簡(jiǎn)介
1、數(shù)學(xué)背景
Fluent求解常規(guī)流場(chǎng)，具有一定的輸入量，所有輸入變量的集合用c（可以看做多維向量）表示，這些輸入量可以是網(wǎng)格、材料屬性、邊界條件、源項(xiàng)等。流場(chǎng)解如速度和壓力作為輸出，用q表示，通常我們會(huì)評(píng)估一個(gè)或多個(gè)感興趣的標(biāo)量，稱為可觀察量圖片，NS方程的殘差圖片。要知道每個(gè)輸入變量對(duì)觀察量的影響，用伴隨解以敏感性場(chǎng)的形式給出相應(yīng)信息，即圖片。
圖2 伴隨敏感性示例
2、求解過(guò)程
圖3 伴隨求解過(guò)程
ANSYS Fluent伴隨求解器介紹
1、支持的物理模型
? 網(wǎng)格：求解器支持所有網(wǎng)格類型，包括六面體、四面體、楔形單元、多面體。
? CFD求解器：穩(wěn)態(tài)，壓力基求解器，包括分離和耦合求解器。
? 物理模型：支持不可壓縮、可壓縮、能量方程、層流和湍流（k-ε, k-ω, GEKO）、MRF。
? 材料：支持常屬性固體和流體、理想氣體。
? 域類型：支持流體域、多孔介質(zhì)。
展開(kāi) 在線的超算Fluent求解
Fluent的計(jì)算量大和不收斂時(shí)常困擾著CFDer，如果國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)（天河二號(hào)等）的計(jì)算資源可以很方便為CFDer所用，豈不是很爽！也為這炎炎夏日帶來(lái)一絲絲涼風(fēng)。接下來(lái)小編就給大家介紹一個(gè)可以在線隨時(shí)隨地都使用超算的仿真平臺(tái)。
登陸平臺(tái)
登陸平臺(tái)后進(jìn)入任務(wù)列表頁(yè)面。
新建任務(wù)
輸入文件
只需要選擇輸入文件、軟件設(shè)置和求解設(shè)置即可提交fluent的求解。輸入文件可以從本地上傳和從云端選擇。
軟件設(shè)置，選擇Fluent和輸入求解的命令行
設(shè)置cpu核數(shù)
點(diǎn)擊提交即可開(kāi)始求解
運(yùn)行求解
可以查看到實(shí)時(shí)的進(jìn)度、日志和運(yùn)行的時(shí)間。
運(yùn)行完成后可以看到本次的花費(fèi)
查看運(yùn)行結(jié)果
可以在線查看也可以下載
轉(zhuǎn)自EASYCAE云計(jì)算平臺(tái)
展開(kāi) FLUENT求解器基礎(chǔ)
是FLUENT在計(jì)算表壓（靜壓）時(shí)的參考值。
3， 求解過(guò)程概覽：
選擇求解器
初始化
檢測(cè)收斂性：穩(wěn)定性（設(shè)置松弛因子或者courant number， 時(shí)間步長(zhǎng))，加速收斂？？？？
精度：網(wǎng)格無(wú)關(guān)性（加密網(wǎng)格看結(jié)果是否改變），網(wǎng)格自適應(yīng)性
FLUENT中有兩種求解器： 壓力基和密度基。
壓力基求解器以動(dòng)量和壓力為基本變量。兩種算法：1，分離求解器：動(dòng)量方程和壓力修正逐個(gè)求解。 2， 耦合式求解器（PBCS)：壓力和動(dòng)量方程同時(shí)求解。
密度基耦合求解器一種算法：同時(shí)求解動(dòng)量，能量，質(zhì)量和組分方程組。通過(guò)狀態(tài)方程得到壓力，其他標(biāo)量通過(guò)分離方式求解。
DBCS 可以按隱式或者顯式方式求解：1，隱式采用Gauss-Seidel迭代求解所有變量。2，顯式采用多步R-K顯式時(shí)間積分法。
如何選擇求解器？？？？？？
1，壓力基耦合求解器（PBCS)適合于大多數(shù)單向流，比分離求解器性能更好。但是 : 1, 不能用于多相流（歐拉),周期質(zhì)量流和NITA。2，比分離式多用1.5-2倍內(nèi)存。
2，密度基求解器適用于密度，動(dòng)量，能量，組分間強(qiáng)烈耦合的情況。（如超高音速流動(dòng)，伴有燃燒的高度可壓流動(dòng)）
隱式方法一般優(yōu)于顯式，因?yàn)轱@式對(duì)時(shí)間步有嚴(yán)格限制。
顯式方法一般用于流動(dòng)時(shí)間尺度和聲學(xué)時(shí)間尺度相當(dāng)?shù)那闆r。（如高馬赫數(shù)激波的傳播）
展開(kāi) ansys2021齒輪潤(rùn)滑Fluent求解 ￥50
本案例詳細(xì)講述了齒輪箱油潤(rùn)滑的建模仿真方法。
ANSYS Workbench16.2 如何將求解后的有限元模型導(dǎo)出幾何模型
本文用2種方法將求解后在荷載的作用下發(fā)生變形后的有限元模型 使用FE模塊和MAPDL模塊互相搭配
提取變形后幾何模型（X-T格式）的方法
截圖比較多 就坐成了PDF進(jìn)行的演示
項(xiàng)目文件和模型.rar
一共60個(gè)截圖 共計(jì)26頁(yè)
另外一個(gè)壓縮包是16.2保存的項(xiàng)目文件和本案例所用的模型文件
ANSYS Workbench 16.2 如何將求解后的有限元模型導(dǎo)出幾何模型.pdf
[問(wèn)題討論]Fluent求解方法的選擇
1．非耦合求解 ( Segregated )
2．耦合隱式求解 ( Coupled Implicit )
3．耦合顯式求解 ( Coupled Explicit )
非耦合求解方法主要用于不可壓縮或壓縮性不強(qiáng)的流體流動(dòng)。耦合求解則可以用在高速可壓縮流動(dòng)。FLUENT默認(rèn)設(shè)置是非耦合求解，但對(duì)于高速可壓流動(dòng)，有強(qiáng)的體積力（浮力或離心力）的流動(dòng)，求解問(wèn)題時(shí)網(wǎng)格要比較密，建議采用耦合隱式求解方法，可以耦合求解能量和動(dòng)量方程，能比較快地得到收斂解。缺點(diǎn)是需要的內(nèi)存比較大（是非耦合求解迭代時(shí)間的1.5-2倍）。如果必須要耦合求解，但是你的機(jī)器內(nèi)存不夠，這時(shí)候可以考慮用耦合顯式解法器求解問(wèn)題。該解法器也耦合了動(dòng)量，能量及組分方程，但內(nèi)存卻比隱式求解方法小。缺點(diǎn)是收斂時(shí)間比較長(zhǎng)。
這里需要指出的是非耦合求解的一些模型在耦合求解解法器里并不都有。耦合解法器沒(méi)有的模型包括：多相流模型，混合分?jǐn)?shù)/PDF燃燒模型，預(yù)混燃燒模型，污染物生成模型，相變模型，Rosseland輻射模型，確定質(zhì)量流率的周期性流動(dòng)模型及周期性換熱模型等。
隱式( Implicit )：對(duì)于給定變量，單元內(nèi)的未知值用鄰近單元的已知和未知值計(jì)算得出。因此，每一個(gè)未知值會(huì)在不止一個(gè)方程中出現(xiàn)，這些方程必須同時(shí)解來(lái)給出未知量。
顯式( Explicit )：對(duì)于給定變量，每一個(gè)單元內(nèi)的未知量用只包含已知量的關(guān)系式計(jì)算得到。因此未知量只在一個(gè)方程中出現(xiàn)，而且每一個(gè)單元內(nèi)的未知量的方程只需解一次就可以給出未知量的值。
一階迎風(fēng)格式( First Order Upwind )：當(dāng)需要一階精度時(shí)，我們假定描述單元內(nèi)變量平均值的單元中心變量就是整個(gè)單元內(nèi)各個(gè)變量的值，而且單元表面的量等于單元內(nèi)的量。因此，當(dāng)選擇一階迎風(fēng)格式時(shí)，表面值被設(shè)定等于迎風(fēng)單元的單元中心值。
展開(kāi) FLUENT中的求解器、算法和離散方法
FLUENT中的求解器、算法和離散方法作為一個(gè)非科班出身的CFD工程師，一開(kāi)始常常被CFD軟件里各種概念搞的暈頭轉(zhuǎn)向。最近終于靜下心來(lái)看了看CFD理論的書，理清了一些概念。就此寫一遍博文，順便整理一下所學(xué)內(nèi)容。I 求解器：FLUENT中求解器的選擇在如下圖所示界面中設(shè)置：
FLUENT中的求解器主要是按照是否聯(lián)立求解各控制方程來(lái)區(qū)分的，詳見(jiàn)下圖：
II 算法：算法是求解時(shí)的策略，即按照什么樣的方式和步驟進(jìn)行求解。FLUENT中算法的選擇在如下圖所示的界面中設(shè)置：
這里簡(jiǎn)單介紹一下SIMPLE、SIMPLEC、PISO等算法的基本思想和適用范圍。SIMPLE算法：基本思想如前面講求解器的那張圖中解釋分離式求解器的例子所示的一樣，這里再貼一遍：1.假設(shè)初始?jí)毫?chǎng)分布。2.利用壓力場(chǎng)求解動(dòng)量方程，得到速度場(chǎng)。3.利用速度場(chǎng)求解連續(xù)性方程，使壓力場(chǎng)得到修正。4.根據(jù)需要，求解湍流方程及其他方程5.判斷但前計(jì)算是否收斂。若不收斂，返回第二步。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，SIMPLE算法就是分兩步走：第一步預(yù)測(cè)，第二步修正，即預(yù)測(cè)－修正。SIMPLC算法：是對(duì)SIMPLE算法的一種改進(jìn)，其計(jì)算步驟與SIMPLE算法相同，只是壓力修正項(xiàng)中的一些系數(shù)不同，可以加快迭代過(guò)程的收斂。PISO算法：比SIMPLE算法增加了一個(gè)修正步，即分三步：第一步預(yù)測(cè)，第二步修正得到一個(gè)修正的場(chǎng)分布，第三步在第二步基礎(chǔ)上在進(jìn)行一側(cè)修正。即預(yù)測(cè)－修正－修正。PISO算法在求解瞬態(tài)問(wèn)題時(shí)有明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題可能SIMPLE或SIMPLEC更合適。如果你實(shí)在不知道該如何選擇，就保持FLUENT的默認(rèn)選項(xiàng)好了。因?yàn)槟J(rèn)選項(xiàng)可以很好解決70％以上的問(wèn)題，而且對(duì)于大部分出了問(wèn)題的計(jì)算來(lái)說(shuō)，也很少是因?yàn)樗惴ㄟx擇不恰當(dāng)所致。
展開(kāi) 
用Fluent求解水平圓柱的相變過(guò)程
孔巧玲，馬捷
7 }8 z& v z' s+ ]上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，200030* G/ |3 _/ f: T5 r9 q+ e1 J
qiaolingkong@sjtu.edu.cn1 \' P% D/ d7 F+ u# u
; Z9 S9 Z$ w+ y( O x5 [+ T
摘要：本文介紹了相變過(guò)程的理論基礎(chǔ)，用fluent軟件計(jì)算了不同直徑的相變過(guò)程，考慮自然對(duì)流與不考慮自然對(duì)流對(duì)相變過(guò)程的影響。圓柱的直徑越小，相變所需的時(shí)間就越短；在熔化過(guò)程中，自然對(duì)流的影響不可忽略；石蠟是混合物，相變發(fā)生在一個(gè)溫度范圍，相變溫度隨時(shí)間變化曲線不為直線。6 o7 f" p/ q7
展開(kāi) FLUENT求解初始化及一階歐拉方
FLUENT要求所有的求解變量有初值。
- 更真實(shí)的初值能提高收斂穩(wěn)定性性，加速收斂過(guò)程。（因此如果收斂過(guò)慢或者收斂曲線波動(dòng)太大，可能要考慮初值是否合理）
- 也可以在特定區(qū)域?qū)μ囟ㄗ兞繂为?dú)賦值
FMG初始化方法：
Full MultiGrid (FMG)能用來(lái)創(chuàng)建更好的初場(chǎng)。
- FMG對(duì)包括大的壓力梯度和速度梯度的復(fù)雜流動(dòng)有用。
- 在粗網(wǎng)格級(jí)別上求解一階歐拉方程。
- 可用于壓力基或者密度基求解器，但限于穩(wěn)態(tài)問(wèn)題。
一階歐拉方程是什么？？？
忽略流體的粘性和可壓縮性，連續(xù)方程和NS方程可以簡(jiǎn)化為：
上述四個(gè)方程包含有4個(gè)未知數(shù)，因此方程組是封閉的。由于忽略了流體的可壓縮性，因此流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和熱力學(xué)問(wèn)題可分開(kāi)來(lái)解。連續(xù)方程和動(dòng)量方程不再需要和能量方程聯(lián)立求解。但是壓強(qiáng)和速度依舊耦合在一起。
由于忽略了粘性項(xiàng)，歐拉方程比NS方程低了一階。
展開(kāi) ANSYS FLUENT 多相流模型 附ANSYS Fluent Customization
FLUENT中的多相流模型
ANSYS FLUENT 提供了豐富的多相流模型，被廣泛應(yīng)用于能源化工、環(huán)境工程、冶金礦山、汽車、航空航天、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)：
? Lagrangian Dispersed Phase Model (DPM)
? Volume of Fluid model (VOF)
? Eulerian Model
? Mixture Model
DPM模型：追蹤離散顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，如噴霧干燥爐、煤粉爐、液體燃料噴霧燃燒等，顆粒噴入后，可以和連續(xù)相間進(jìn)行熱量、質(zhì)量和動(dòng)量的傳遞；
FLUENT中引入的DDPM模型和EDM模型，更有效的考慮了顆粒間的相互碰撞和彈性力等因素，能很好的模擬密相顆粒流。
VOF模型：直接追蹤相界面，用于模擬自由表面流/分層流的流動(dòng)，如：容器內(nèi)液面震蕩、波浪的沖擊、堰流、噴注破碎等；
FLUENT中引入的造波模型，可定義淺水波到較深的水波，包括一階波到五階波等非線性波，用戶可輸入不同的波形；
歐拉模型：對(duì)每一相求解動(dòng)量方程和連續(xù)性方程，并通過(guò)相間作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)相間耦合，能夠求解相間的曳力、升力、虛擬質(zhì)量力、湍流耗散力、相間傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等，能夠有效的模擬多相分離與相間混合，如：流化床反應(yīng)器、氣泡床反應(yīng)器、污水處理等；
FLUENT中引入的PBM模型可以模擬顆粒相間的聚并、破碎、生長(zhǎng)、成核等現(xiàn)象，同時(shí)可以模擬顆粒相的粒徑分布；
Mixture模型：歐拉模型的簡(jiǎn)化，屬于FLUENT多相流模型中較為簡(jiǎn)單的模型，多數(shù)情況下可以作為歐拉模型的替代。如：氣泡流、攪拌器等。
展開(kāi) Ansys Fluent 提交并行求解作業(yè)到Slurm系統(tǒng)的介紹 | HPC
目前，Ansys軟件也支持使用Slurm來(lái)完成并行求解作業(yè)的任務(wù)提交和管理，本文介紹Ansys Fluent 2023R1版本并行求解作業(yè)提交到Slurm系統(tǒng)的相關(guān)操作。
一. Ansys RSM方式提交
1、首先在Linux集群管理節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)Ansys RSM Launcher服務(wù)。
2、打開(kāi)Windows端的“RSM Configuration 2023 R1”配置工具，完成Slurm資源的添加配置。
3、打開(kāi)Windows端的“RSM Cluster Monitoring 2023 R1”工具，可以看到剛配置完成的Slurm隊(duì)列的資源狀態(tài)：2個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)（node1和node2），每節(jié)點(diǎn)8個(gè)CPU Core。
4、在Ansys Workbench中打開(kāi)Ansys Fluent測(cè)試算例，并按圖示1~4步驟的操作說(shuō)明，完成Fluent作業(yè)的遠(yuǎn)程提交。如果項(xiàng)目中有多個(gè)待分析任務(wù)的話，建議使用右鍵菜單的Update選項(xiàng)，來(lái)準(zhǔn)確定位要提交求解的分析任務(wù)。
5、打開(kāi)“Job Monitor”工具，查看運(yùn)行中的作業(yè)狀態(tài)。
6、Linux管理節(jié)點(diǎn)上，我們也可以通過(guò)squeue命令查看運(yùn)行中的Slurm作業(yè)的狀態(tài)。
7、計(jì)算完成后，計(jì)算結(jié)果自動(dòng)傳回Windows主機(jī)上的項(xiàng)目文件目錄，我們?cè)诒镜赝瓿珊筇幚砉ぷ鳌?/span>
展開(kāi) 