7/5/20041CFD-FVM
FLUENT6.0 的使用
能源与环境工程中心
哈尔滨工业大学
7/5/20042CFD-FVM
Fluent 简介
? 主流的 CFD软件之一
? 主要用来计算复杂几何形状的流动和换热
问题
? 其数学模型的组成主要是以纳维 -斯托克斯
方程与各种湍流模型为主体
? 再加上多相流模型、热辐射模型、化学组分的
输运、燃烧与化学反应流模型等,
? 大多数附加的模型是在主体方程组上补充一些
附加源项、附加输运方程与关系式,
7/5/20043CFD-FVM
7/5/20044CFD-FVM
求解器
? FlowWizard，针对设计工程师使用
? FIDAP，基于有限元方法
? Polyflow，针对粘弹性流动的
? MixSim，针对搅拌混合的专用
? AirPak，强大的通风系统分析
? IcePak，专业的电子热分析
? Qfin，专门针对散热器优化
? 针对各种复杂流动的物理现象，
FLUENT软件采用的不同的数值解
法，以期在计算速度、稳定性和精
度等方面达到优化组合，
? 形成多种解算器，可根据实际应用
选择恰当的求解器
7/5/20045CFD-FVM
7/5/20046CFD-FVM
产生 FLUENT所需要的网格
? gambit
? Tgrid：
在已知边界网格（由 GAMBIT或者第三方 CAD/CAE软件产生的）
产生三角网格，四面体网格或者混合网格，
? 用其他软件（ ANSYS）
gambit单独的完整的 CFD前处理器
? 建立几何体和导入几何体
? 生成网格
? 检查网格质量
? 设置边界类型和介质类型
7/5/20047CFD-FVM
Boundary layers
? 在边界处
? 对 2D问题，附着在 edges
? 对 3D问题，附着在 faces
7/5/20048CFD-FVM
? 线网格划分
7/5/20049CFD-FVM
面网格
7/5/200410CFD-FVM
面网格
7/5/200411CFD-FVM
体网格
7/5/200412CFD-FVM
体网格
? Hex/Wedge,Cooper
? Tet/Hybrid,TGrid
7/5/200413CFD-FVM
顶点类型
E
E E
S S
S
C C C
R R
? End (E)
?0 < Default Angle < 120
?zero internal grid lines
? Side (S)
?120 < Default Angle < 216
?one internal grid line
? Corner (C)
?216 < Default Angle < 309
?two internal grid lines
? Reverse (R)
?309 < Default Angle < 360
?three internal grid lines
7/5/200414CFD-FVM
? Formula for map scheme:
4*End+N*Side
? Formula for submap scheme:
4*End+ L*Side + M*(E+C) + N* (2*E+R)
E
SS
E
S
EE
S
Map,4*End + 4*Side
E
EE
E
C
EE
C
Default
7/5/200415CFD-FVM
? How to Make a Volume Cooperable
Manually change the vertex types on the side faces so
they are mappable and/or submappable
E
E
S
S
S
S
E
E
E
E E
C
Example,manually change the
vertex types
7/5/200416CFD-FVM
网格划分
? 网格生成质量对计算精度与稳定性影响极
大。
? 在几何形状复杂的区域上要生成好的网格
相当困难
? Meshing grid number
grid quality
? 超过 90％的精力要用在生成合适的网格上
7/5/200417CFD-FVM
策略
? Boundary layers
? Pre-meshing
? Sizing functions
? 为降低离散误差，减
少单元数量，最好使
用 hex(六面体网格 )
? 对形状复杂的几何体
可分解成几个简单几
何体再用六面体网格
7/5/200418CFD-FVM
? Gambit可读入其它 CFD软件生成的图形
? 也可读入 autocad proE等 cad软件生成的图形
? CAD中创建的图形要输出为,sat文件，要满
足一定的条件。
? 对于二维图形来说，它必须是一个 region，也就
是说要求是一个联通域。
? 对于三维图形而言，要求其是一个 ASCI body
7/5/200419CFD-FVM
? 由于各软件设置的最小识别尺寸不同，
导入后的几何体可能会出现：
? 不完整、有缝隙的几何体
? 有一些 CFD分析时不需要的一些细小的几何结构
? 清理过程主要采用 gambit中的虚几何操作。
unconnected real edges/faces connected virtual edges/faces
Edge Splits
Example:
7/5/200420CFD-FVM
? Gambit中有三类几何体：
? Real:
? Virtual:
根据一个或多个实体 (real，称为宿主 )来确定其几何描述
? Faceted geometry(有小面的几何体 ):
象 virtual 一样处理
? 一些实几何操作对虚几何体不能正常使用
7/5/200421CFD-FVM
多相流动
? Multiphase flow in fluent
? 同一物质，不同的相 (气、液、固 )
? 不同的物质相同的相（水和油）
? 整个流体系统分为主相和多个次相
? 主相看成是连续介质
? 次相离散分布在 连续相中
7/5/200422CFD-FVM
? Multiphase models
? Dispersed phase model (DPM)：拉格朗日离散相模型
? 粒子 /液滴 /气泡在定常和非定常流动中的粒子轨迹
? 动量、热和质量与流体之间的耦合
? 液滴的蒸发和沸腾，湿颗粒的干燥
? Mixture model,N种组分的混合模型
? 求解混合物的动量方程，通过确定相对速度来描述离散相
? Eulerian multiphase flow model:欧拉多相流模型
? 针对于 N 种固体颗粒的气－固流和液－固流的粒子相模型
? 对各相求解动量和连续方程
? Volume of fluid model (VOF),VOF 多相流模型
? 气－液流动或液－液流动，不同组分之间互不相容
? 自由表面问题，包括表面张力和壁面接触角的影响 (不混溶的
流体之间有明显的分界面
7/5/200423CFD-FVM
Radiation
? Surface to surface (S2S),模拟封闭体内辐射传输，
不考虑参与性介质的辐射
? Rosseland：扩散近似法，当光学厚度 (衰减系数 *
几何光学长度 )大于 3时使用。
? P1：考虑散射，适于光学厚的介质
? Discrete transfer (DTRM),不考虑散射,精确，适
于光学薄的介质
? Discrete ordinates (DOM),考虑散射,精确，适于
光学薄的介质
7/5/200424CFD-FVM
化学反应和燃烧
? Species transport,不考虑化学反应的组分传输，通
过求解组分传输方程
? Non-premixed combustion (无预混的燃烧模型 ),燃
料和氧化剂分别从不同入口流入反应区
? Premixed combustion (预混的燃烧模型 ),反应物在
进入反应区前进行混合
? Partially premixed combustion (部分预混的燃烧模
型 )
7/5/200425CFD-FVM
Solidification/melting model
? 可以求解在某一温度或一定温度范围内
有凝固或融化发生的流动过程
? 纯金属或二元合金的液 /固凝固 /融化过程
? 连续浇铸的铸造过程
? 凝固材料与壁面的接触热阻
7/5/200426CFD-FVM
Pollutant formation(污染物的形成过程 )
? 氧化氮（ NO,NO2,N2O）
? 只能采用 segregated solver
? 可以与预混燃烧模型同时使用
? 燃烧系统中烟灰形成过程的模拟
? 只能采用 segregated solver
? 可以与预混燃烧模型同时使用
? 可以考虑烟灰的辐射吸收作用
? 只能对湍流流动进行模拟
7/5/200427CFD-FVM
共同传热（ Conjugate heat transfer）
? 流体自然对流，耦合固体
导热
? 耦合边界条件：用在璧面
边界，区分两种介质
7/5/200428CFD-FVM
Moving zones
?计算流动问题：
? 旋转部件：叶轮机械
? 移动或转动的表面：火车会车
7/5/200429CFD-FVM
Moving zones
? 方法
? Single reference frame (SRF),整个计算区域都在
旋转坐标系内
? Multiple reference frame (MRF),选定的区域在旋
转坐标系内
? Mixing plane (MPM),在旋转和静止区域的交界
面使用混合平面来考虑相邻区域的影响，如多
级的叶轮机械
? Sliding mesh (SMM),用网格移动算法来考虑特
定区域的运动
7/5/200430CFD-FVM
User defined functions (UDF)
? 链接在求解器上的用户自己编制的 C语言程序
? UDF的 主要 应用：
? 定义边界条件、源项、物性
? 壁面热流
? 初始化
? 在计算中加入用户定义的标量传输方程，例如：
在计算流场时可以计算磁场或电场
7/5/200431CFD-FVM
? Inviscid
? Laminar
? Reynolds时均方程方法：
? 湍流粘性系数法
? Reynolds应力方程法
? Large Eddy Simulation （ only 3D）
7/5/200432CFD-FVM
? Spalart-Allmaras：一方程模型
? 不适于自由剪切流动、分离流动，多用于外流，如航空航天问题。准 2D问
题，如翼型绕流
? Standard ?-?:
? 应用最为广泛的湍流模型，高 Re数模型，不适于分离流动，
? RNG (renormalization group重正规化群 )?-?：
? 考虑了旋流、低雷诺数的作用，
? 适于自由剪切流动。主要应用于旋转机械，主要用于旋转坐标系下的流动
问题
? Realizable ?-?,
? 主要用于射流、大分离、回流等问题
? Standard ?-?,
? 适于剪切流动，低、高 Re数均可
? SST (shear-stress transport ) ?-?：
? 对近壁和远场都适用，对 剪切流动的处理不如 Standard ?-?
? Reynolds Stress,
? 可以计算各向异性旋涡,难于收敛，适于计算弯曲流道、强的旋涡或旋转
7/5/200433CFD-FVM
近壁处理及第一个网格的位置
? ?-?和 RSM适用于离开壁面一定
距离的湍流区域
? 两种方法：
? 壁面函数法
? Standard wall functions
? Non-equilibrium wall functions
大的压力梯度和非平衡流动
? Enhanced wall functions
? 近壁模型法
? S-A和 ?-?模型
??? yy w /??
3 00~30??y
1??y
7/5/200434CFD-FVM
Recommended Settings for Operating Pressure
D e n s i ty
R e l a t io n s hi p
M a c h Nu m b er
Regime
O p e r a ti n g
P r e s s ur e
Ideal Gas Law
0 or
Mean Flow Pressure
Mean Flow Pressure
Profile Function
of Temperature
Incompressible not used
Constant Incompressible not used
Incompressible
Ideal Gas Law
Incompressible Mean Flow Pressure
Operating pressure:
?不可压理想流体,? = Poperating/RT
?低马赫数可压流体：舍入误差
高马赫数，习惯上使用绝对压力,Pop=0
7/5/200435CFD-FVM
Flow inlet and exit boundaries:
? General,
Pressure inlet 给定流动入口的总压和其他标量
Pressure outlet 给定出口处的静压
? Incompressible,
Velocity inlet 给定入口处的流速和其他标量
Outflow 对于出口处流速和压力不知道的情况
不能与 pressure outlet一起用
? Compressible flows,
Mass flow inlet 规定入口的质量流量
Pressure far-field 无穷远处的自由流条件
? Special,
Inlet vent,outlet vent,指定损失系数
intake fan,exhaust fan，指定压力跳跃
7/5/200436CFD-FVM
? wall,symmetry,periodic,axis
? Internal cell zones:
fluid,solid (porous is a type of fluid zone)
? Internal face boundaries,
引入流动参数阶梯变化
fan,radiator,porous jump,wall,interior
7/5/200437CFD-FVM
Segregated Solver Coupled Solver
7/5/200438CFD-FVM
FLUENT offers a number of interpolation schemes:
? First-Order Upwind Scheme
? easiest to converge,only first order accurate.
? Power Law Scheme
? more accurate than first-order for flows when Recell< 5 (typ,low Re
flows).
? Second-Order Upwind Scheme
? uses larger ‘stencil’ for 2nd order accuracy,essential with tri/tet
mesh or when flow is not aligned with grid; slower convergence
? Quadratic Upwind Interpolation (QUICK)
? applies to quad/hex and hyrbid meshes (not applied to tri’s),useful
for rotating/swirling flows,3rd order accurate on uniform mesh.
7/5/200439CFD-FVM
Pressure-Velocity Coupling
? SIMPLE
? default scheme,robust
? SIMPLEC
? Allows faster convergence for simple problems (e.g.,
laminar flows with no physical models employed).
? PISO
? useful for unsteady flow problems or for meshes
containing cells with higher than average skew.
7/5/200440CFD-FVM
FLUENT interpolation schemes for Face Pressure:
? Standard
? default scheme; reduced accuracy for flows exhibiting large surface-
normal pressure gradients near boundaries.
? Linear
? use when other options result in convergence difficulties or unphysical
behavior.
? Second-Order
? use for compressible flows; not to be used with porous media,jump,fans,
etc,or VOF/Mixture multiphase models.
? Body Force Weighted
? use when body forces are large,e.g.,high Ra natural convection or highly
swirling flows.
? PRESTO!
? use on highly swirling flows,flows involving porous media,or strongly
curved domains.
7/5/200441CFD-FVM
?得到可靠的 CFD数据 (对 fluent而言 )
? 正确选择物理模型和边界条件
? 高质量的网格
? 一般纵高比不超过 5,1（除边界层网格外）
? 相邻网格的 grading最好不要超过 1.2
7/5/200442CFD-FVM
?提高精度：
? 采用 2阶离散格式
? 确定解是不依赖于网格的
采用自适应网格来改进网格
Original mesh Mesh after pressure gradient adaption
7/5/200443CFD-FVM
?任何 CFD计算结果都要进行检验
? 应用计算流体力学理论
? 应用实验数据
? 其他 CFD数据
?高质量的 CFD模拟结果是建立在
对流体机理的正确理解
7/5/200444CFD-FVM
参考
1,流体中文网,http://cfluid.imcas.net/cgi-bin/LB5000/leoboard.cgi
2,傲雪论坛,http://www.wjjhn.com
3,清华大学 BBS
4,北京海基公司
5,Fluent 帮助文件
FLUENT6.0 的使用
能源与环境工程中心
哈尔滨工业大学
7/5/20042CFD-FVM
Fluent 简介
? 主流的 CFD软件之一
? 主要用来计算复杂几何形状的流动和换热
问题
? 其数学模型的组成主要是以纳维 -斯托克斯
方程与各种湍流模型为主体
? 再加上多相流模型、热辐射模型、化学组分的
输运、燃烧与化学反应流模型等,
? 大多数附加的模型是在主体方程组上补充一些
附加源项、附加输运方程与关系式,
7/5/20043CFD-FVM
7/5/20044CFD-FVM
求解器
? FlowWizard，针对设计工程师使用
? FIDAP，基于有限元方法
? Polyflow，针对粘弹性流动的
? MixSim，针对搅拌混合的专用
? AirPak，强大的通风系统分析
? IcePak，专业的电子热分析
? Qfin，专门针对散热器优化
? 针对各种复杂流动的物理现象，
FLUENT软件采用的不同的数值解
法，以期在计算速度、稳定性和精
度等方面达到优化组合，
? 形成多种解算器，可根据实际应用
选择恰当的求解器
7/5/20045CFD-FVM
7/5/20046CFD-FVM
产生 FLUENT所需要的网格
? gambit
? Tgrid：
在已知边界网格（由 GAMBIT或者第三方 CAD/CAE软件产生的）
产生三角网格，四面体网格或者混合网格，
? 用其他软件（ ANSYS）
gambit单独的完整的 CFD前处理器
? 建立几何体和导入几何体
? 生成网格
? 检查网格质量
? 设置边界类型和介质类型
7/5/20047CFD-FVM
Boundary layers
? 在边界处
? 对 2D问题，附着在 edges
? 对 3D问题，附着在 faces
7/5/20048CFD-FVM
? 线网格划分
7/5/20049CFD-FVM
面网格
7/5/200410CFD-FVM
面网格
7/5/200411CFD-FVM
体网格
7/5/200412CFD-FVM
体网格
? Hex/Wedge,Cooper
? Tet/Hybrid,TGrid
7/5/200413CFD-FVM
顶点类型
E
E E
S S
S
C C C
R R
? End (E)
?0 < Default Angle < 120
?zero internal grid lines
? Side (S)
?120 < Default Angle < 216
?one internal grid line
? Corner (C)
?216 < Default Angle < 309
?two internal grid lines
? Reverse (R)
?309 < Default Angle < 360
?three internal grid lines
7/5/200414CFD-FVM
? Formula for map scheme:
4*End+N*Side
? Formula for submap scheme:
4*End+ L*Side + M*(E+C) + N* (2*E+R)
E
SS
E
S
EE
S
Map,4*End + 4*Side
E
EE
E
C
EE
C
Default
7/5/200415CFD-FVM
? How to Make a Volume Cooperable
Manually change the vertex types on the side faces so
they are mappable and/or submappable
E
E
S
S
S
S
E
E
E
E E
C
Example,manually change the
vertex types
7/5/200416CFD-FVM
网格划分
? 网格生成质量对计算精度与稳定性影响极
大。
? 在几何形状复杂的区域上要生成好的网格
相当困难
? Meshing grid number
grid quality
? 超过 90％的精力要用在生成合适的网格上
7/5/200417CFD-FVM
策略
? Boundary layers
? Pre-meshing
? Sizing functions
? 为降低离散误差，减
少单元数量，最好使
用 hex(六面体网格 )
? 对形状复杂的几何体
可分解成几个简单几
何体再用六面体网格
7/5/200418CFD-FVM
? Gambit可读入其它 CFD软件生成的图形
? 也可读入 autocad proE等 cad软件生成的图形
? CAD中创建的图形要输出为,sat文件，要满
足一定的条件。
? 对于二维图形来说，它必须是一个 region，也就
是说要求是一个联通域。
? 对于三维图形而言，要求其是一个 ASCI body
7/5/200419CFD-FVM
? 由于各软件设置的最小识别尺寸不同，
导入后的几何体可能会出现：
? 不完整、有缝隙的几何体
? 有一些 CFD分析时不需要的一些细小的几何结构
? 清理过程主要采用 gambit中的虚几何操作。
unconnected real edges/faces connected virtual edges/faces
Edge Splits
Example:
7/5/200420CFD-FVM
? Gambit中有三类几何体：
? Real:
? Virtual:
根据一个或多个实体 (real，称为宿主 )来确定其几何描述
? Faceted geometry(有小面的几何体 ):
象 virtual 一样处理
? 一些实几何操作对虚几何体不能正常使用
7/5/200421CFD-FVM
多相流动
? Multiphase flow in fluent
? 同一物质，不同的相 (气、液、固 )
? 不同的物质相同的相（水和油）
? 整个流体系统分为主相和多个次相
? 主相看成是连续介质
? 次相离散分布在 连续相中
7/5/200422CFD-FVM
? Multiphase models
? Dispersed phase model (DPM)：拉格朗日离散相模型
? 粒子 /液滴 /气泡在定常和非定常流动中的粒子轨迹
? 动量、热和质量与流体之间的耦合
? 液滴的蒸发和沸腾，湿颗粒的干燥
? Mixture model,N种组分的混合模型
? 求解混合物的动量方程，通过确定相对速度来描述离散相
? Eulerian multiphase flow model:欧拉多相流模型
? 针对于 N 种固体颗粒的气－固流和液－固流的粒子相模型
? 对各相求解动量和连续方程
? Volume of fluid model (VOF),VOF 多相流模型
? 气－液流动或液－液流动，不同组分之间互不相容
? 自由表面问题，包括表面张力和壁面接触角的影响 (不混溶的
流体之间有明显的分界面
7/5/200423CFD-FVM
Radiation
? Surface to surface (S2S),模拟封闭体内辐射传输，
不考虑参与性介质的辐射
? Rosseland：扩散近似法，当光学厚度 (衰减系数 *
几何光学长度 )大于 3时使用。
? P1：考虑散射，适于光学厚的介质
? Discrete transfer (DTRM),不考虑散射,精确，适
于光学薄的介质
? Discrete ordinates (DOM),考虑散射,精确，适于
光学薄的介质
7/5/200424CFD-FVM
化学反应和燃烧
? Species transport,不考虑化学反应的组分传输，通
过求解组分传输方程
? Non-premixed combustion (无预混的燃烧模型 ),燃
料和氧化剂分别从不同入口流入反应区
? Premixed combustion (预混的燃烧模型 ),反应物在
进入反应区前进行混合
? Partially premixed combustion (部分预混的燃烧模
型 )
7/5/200425CFD-FVM
Solidification/melting model
? 可以求解在某一温度或一定温度范围内
有凝固或融化发生的流动过程
? 纯金属或二元合金的液 /固凝固 /融化过程
? 连续浇铸的铸造过程
? 凝固材料与壁面的接触热阻
7/5/200426CFD-FVM
Pollutant formation(污染物的形成过程 )
? 氧化氮（ NO,NO2,N2O）
? 只能采用 segregated solver
? 可以与预混燃烧模型同时使用
? 燃烧系统中烟灰形成过程的模拟
? 只能采用 segregated solver
? 可以与预混燃烧模型同时使用
? 可以考虑烟灰的辐射吸收作用
? 只能对湍流流动进行模拟
7/5/200427CFD-FVM
共同传热（ Conjugate heat transfer）
? 流体自然对流，耦合固体
导热
? 耦合边界条件：用在璧面
边界，区分两种介质
7/5/200428CFD-FVM
Moving zones
?计算流动问题：
? 旋转部件：叶轮机械
? 移动或转动的表面：火车会车
7/5/200429CFD-FVM
Moving zones
? 方法
? Single reference frame (SRF),整个计算区域都在
旋转坐标系内
? Multiple reference frame (MRF),选定的区域在旋
转坐标系内
? Mixing plane (MPM),在旋转和静止区域的交界
面使用混合平面来考虑相邻区域的影响，如多
级的叶轮机械
? Sliding mesh (SMM),用网格移动算法来考虑特
定区域的运动
7/5/200430CFD-FVM
User defined functions (UDF)
? 链接在求解器上的用户自己编制的 C语言程序
? UDF的 主要 应用：
? 定义边界条件、源项、物性
? 壁面热流
? 初始化
? 在计算中加入用户定义的标量传输方程，例如：
在计算流场时可以计算磁场或电场
7/5/200431CFD-FVM
? Inviscid
? Laminar
? Reynolds时均方程方法：
? 湍流粘性系数法
? Reynolds应力方程法
? Large Eddy Simulation （ only 3D）
7/5/200432CFD-FVM
? Spalart-Allmaras：一方程模型
? 不适于自由剪切流动、分离流动，多用于外流，如航空航天问题。准 2D问
题，如翼型绕流
? Standard ?-?:
? 应用最为广泛的湍流模型，高 Re数模型，不适于分离流动，
? RNG (renormalization group重正规化群 )?-?：
? 考虑了旋流、低雷诺数的作用，
? 适于自由剪切流动。主要应用于旋转机械，主要用于旋转坐标系下的流动
问题
? Realizable ?-?,
? 主要用于射流、大分离、回流等问题
? Standard ?-?,
? 适于剪切流动，低、高 Re数均可
? SST (shear-stress transport ) ?-?：
? 对近壁和远场都适用，对 剪切流动的处理不如 Standard ?-?
? Reynolds Stress,
? 可以计算各向异性旋涡,难于收敛，适于计算弯曲流道、强的旋涡或旋转
7/5/200433CFD-FVM
近壁处理及第一个网格的位置
? ?-?和 RSM适用于离开壁面一定
距离的湍流区域
? 两种方法：
? 壁面函数法
? Standard wall functions
? Non-equilibrium wall functions
大的压力梯度和非平衡流动
? Enhanced wall functions
? 近壁模型法
? S-A和 ?-?模型
??? yy w /??
3 00~30??y
1??y
7/5/200434CFD-FVM
Recommended Settings for Operating Pressure
D e n s i ty
R e l a t io n s hi p
M a c h Nu m b er
Regime
O p e r a ti n g
P r e s s ur e
Ideal Gas Law
0 or
Mean Flow Pressure
Mean Flow Pressure
Profile Function
of Temperature
Incompressible not used
Constant Incompressible not used
Incompressible
Ideal Gas Law
Incompressible Mean Flow Pressure
Operating pressure:
?不可压理想流体,? = Poperating/RT
?低马赫数可压流体：舍入误差
高马赫数，习惯上使用绝对压力,Pop=0
7/5/200435CFD-FVM
Flow inlet and exit boundaries:
? General,
Pressure inlet 给定流动入口的总压和其他标量
Pressure outlet 给定出口处的静压
? Incompressible,
Velocity inlet 给定入口处的流速和其他标量
Outflow 对于出口处流速和压力不知道的情况
不能与 pressure outlet一起用
? Compressible flows,
Mass flow inlet 规定入口的质量流量
Pressure far-field 无穷远处的自由流条件
? Special,
Inlet vent,outlet vent,指定损失系数
intake fan,exhaust fan，指定压力跳跃
7/5/200436CFD-FVM
? wall,symmetry,periodic,axis
? Internal cell zones:
fluid,solid (porous is a type of fluid zone)
? Internal face boundaries,
引入流动参数阶梯变化
fan,radiator,porous jump,wall,interior
7/5/200437CFD-FVM
Segregated Solver Coupled Solver
7/5/200438CFD-FVM
FLUENT offers a number of interpolation schemes:
? First-Order Upwind Scheme
? easiest to converge,only first order accurate.
? Power Law Scheme
? more accurate than first-order for flows when Recell< 5 (typ,low Re
flows).
? Second-Order Upwind Scheme
? uses larger ‘stencil’ for 2nd order accuracy,essential with tri/tet
mesh or when flow is not aligned with grid; slower convergence
? Quadratic Upwind Interpolation (QUICK)
? applies to quad/hex and hyrbid meshes (not applied to tri’s),useful
for rotating/swirling flows,3rd order accurate on uniform mesh.
7/5/200439CFD-FVM
Pressure-Velocity Coupling
? SIMPLE
? default scheme,robust
? SIMPLEC
? Allows faster convergence for simple problems (e.g.,
laminar flows with no physical models employed).
? PISO
? useful for unsteady flow problems or for meshes
containing cells with higher than average skew.
7/5/200440CFD-FVM
FLUENT interpolation schemes for Face Pressure:
? Standard
? default scheme; reduced accuracy for flows exhibiting large surface-
normal pressure gradients near boundaries.
? Linear
? use when other options result in convergence difficulties or unphysical
behavior.
? Second-Order
? use for compressible flows; not to be used with porous media,jump,fans,
etc,or VOF/Mixture multiphase models.
? Body Force Weighted
? use when body forces are large,e.g.,high Ra natural convection or highly
swirling flows.
? PRESTO!
? use on highly swirling flows,flows involving porous media,or strongly
curved domains.
7/5/200441CFD-FVM
?得到可靠的 CFD数据 (对 fluent而言 )
? 正确选择物理模型和边界条件
? 高质量的网格
? 一般纵高比不超过 5,1（除边界层网格外）
? 相邻网格的 grading最好不要超过 1.2
7/5/200442CFD-FVM
?提高精度：
? 采用 2阶离散格式
? 确定解是不依赖于网格的
采用自适应网格来改进网格
Original mesh Mesh after pressure gradient adaption
7/5/200443CFD-FVM
?任何 CFD计算结果都要进行检验
? 应用计算流体力学理论
? 应用实验数据
? 其他 CFD数据
?高质量的 CFD模拟结果是建立在
对流体机理的正确理解
7/5/200444CFD-FVM
参考
1,流体中文网,http://cfluid.imcas.net/cgi-bin/LB5000/leoboard.cgi
2,傲雪论坛,http://www.wjjhn.com
3,清华大学 BBS
4,北京海基公司
5,Fluent 帮助文件
