文档介绍：CFD 工具软件包 FLUENT 漫谈
2009-7-5 由于 FLUENT 软件已在涉及流动和传热计算的多个工业领域中得到较广泛的应用,深入学习和熟练运用它,可以为你找到一份高薪的工作添加重要筹码。在某阀门设计企业,流体计算员工的薪水是其他员工的 4 倍。(于中伟(美国艾默生 Fisher 阀门) 、段玉晗(日本东京计装北京研究院) 、罗海斌(泊头仪表厂北京研发中心) ) FLUENT 软件包是一个工具,它可用于分析多种流动和传热问题。流量实验室用它来分析流量传感器、管路、稳压容器等内部的流体流动问题。它仅仅是优化传感器结构、分析流动机理等科研工作开展的手段和工具。就像拍 X 光片一样,只要熟练操作机器,工人师傅就可以拍出 X 光片,但是拍片的人有没有病、病的严重程度只有医生才能诊断。FLUENT 软件计算获得的数据、图片所反映的问题,如何根据数据、图片提出优化传感器结构的建议,是基于对传感器的深入理解和认识。计算流体力学(CFD)是一个专门的学科,解决计算流体力学软件如何编制才能算得更准的基础理论、实现方法等问题。FLUENT 软件是众多的计算流体力学软件中,做的比较好的一个。FLUENT 软件可以说是博大精深,一个流量传感器内部流场计算的具体问题,可能仅用到了其中的一小部分功能。 FLUENT 软件包的构成: FLUENT 软件包是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。它包括: FLUENT(解算器) ;Gambit(几何图形模拟以及网格生成预处理程序) ;Tgrid(从已有边界网格中生成体网格的附加前处理程序) ;Filters(从 CAD/CAE 软件的文件中输入面网格或者体网格) 。在 FLUENT 中,解的计算与显示可以通过交互界面、菜单界面来完成。用 FLUENT 软件解决一个问题的一般步骤: 使用 FLUENT 软件包解决某一问题时, 首先要考虑以下几个问题: CFD 模型得到什么结从果?从模型得到什么样的精度?如何隔绝要模拟的物理系统,计算区域的起点、终点是什么? 模型边界处使用什么样的边界条件?二维还是三维问题?什么样的网格拓扑适合解决问题?层流还湍流?定常还是非定常?可压还是不可压?是否需要应用其它物理模型?问题可否简化? 是否使用缺省的解格式与参数值?采用哪种解格式可以加速收敛?使用多重网格内存是否够用?得到收敛解需要多长时间?在使用 CFD 分析之前详细考虑这些问题, 对数值模拟来说很有意义。确定所解问题的特征之后,需要以下几个步骤来解决问题:创建网格、运行合适的解算器、输入并检查网格、选择解的格式、选择需要解的基本方程(层流(2D、3D、2DDP、3DDP) 还是湍流、化学组分还是化学反应、热传导模型等) 、确定所需要的附加模型(风扇,热交换,
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多孔介质等) 、指定材料物理性质、指定边界条件、调节解的控制参数、初始化流场、计算解、检查并保存结果、细化网格改变数值和物理模型(必要的话)
。用 FLUENT 软件算出一个结果并不难,但是要让这个结果比较真,而且能够分析和利用这个结果就有相当大的难度了。要让仿真结果比较真,需要使仿真过程的各个环节都比较科学、合理才行。这需要一定程度的流体力学和计算流体力学知识基础,再加上对被仿对象的较深入的理解和认识。需要反复的与实验数据比对,改进仿真过程的各个