FLUENT教育训练-Solver

FLUENTTEAMConfidential1FLUENT-Solverbasic2FLUENTTEAMConfidential執行求解器•求解器執行：–由左向右操作方式•匯入mesh檔並且給定尺度•選擇物理模組•定義材料性質•給定operatingconditions•給定boundaryconditions•提供初始結果•設定求解器控制參數•設定收斂條件及監測視窗•計算並監測計算過程.–後處理•重新設定求解器•工程分析3FLUENTTEAMConfidential求解器輸入方式•GUI控制方式與TUI控制方式相同–進階控制方式只能透過TUI型式–‘Enter’顯示目前此層功能下的命令指令–‘q’回至上一層•存取Journal/Transcript檔的能力4FLUENTTEAMConfidential滑鼠功能鍵•滑鼠功能鍵可由求解器設定DisplayMouseButtons...•內定值：–2DSolver•左鍵平移(dolly)•中鍵放大•右鍵選擇/擷取資料probes–3DSolver•左鍵兩軸旋轉•中鍵放大–中鍵點擊視窗中某點拉出一視窗範圍•右鍵選擇/擷取資料probes•使用Probe取得某點詳細流場資訊–於顯示視窗上點擊右鍵5FLUENTTEAMConfidential匯入網格：網格構成要素•網格構成要素已由前處理器決定–Cell=離散定義域中的controlvolume控制體積•computationaldomain（計算域）由代表流體與固體的網格所定義–Face=boundaryofacell–Edge=boundaryofaface–Node=gridpoint–Zone=groupingofnodes,faces,and/orcells•邊界條件的資料將設定於facezones.•材料性質及源項將設定於cellzones.facecellnodeedgeSimple2DmeshSimple3Dmeshnodefacecellcellcenter6FLUENTTEAMConfidential匯入網格：Zones•範例：Face及cellzones使通過孔板的管流產生關連inletoutletwallorifice(interior)orifice_plateandorifice_plate-shadowFluid(cellzone)Default-interior為內部網格面區域(notused).7FLUENTTEAMConfidential定義尺度及單位•所有物理尺寸以meters（公尺）作為初始的假設–與網格尺度相對應•其他物理尺寸也可設定–內定值為SI單位8FLUENTTEAMConfidential•流體流動與熱傳–Momentum，continuity，energyequations–熱輻射模組•紊流–RANS基本模型包含了Spalart-Allmarask-e,k-w,及RSM–LES及DES•化學傳輸•體積反應–Arrheniusfinite-ratechemistry–Turbulentfastchemistry•EddyDissipation,non-Premixed,premixed,partiallypremixed–Turbulentfinite-ratechemistry•EDC,laminarflamelet,compositionPDFtransport•表面反應Fluent6中的物理模組(1)PressurecontoursinneargroundflightTemperaturecontoursforkilnburnerretrofitting.9FLUENTTEAMConfidential•多相流–DiscretePhaseModel(DPM)–VolumeofFluid(VOF)modelforimmisciblefluids–MixtureModel–Eulerian-EulerianandEulerian-GranularModels–Liquid/SolidandCavitationPhaseChangeModels•含有動件的流動–Movingzones•Single/MultipleRotatingReferenceFrames•MixingPlaneModel•SlidingMeshModel–MovingandDeforming(dynamic)Mesh•User-DefinedScalarTransportEquationsFluent6中的物理模組(2)GasoutletOiloutletInletWateroutletContoursofoilvolumefractioninthreephaseseparator.Pressurecontoursforsquirrelcageblower.10FLUENTTEAMConfidential定義材料型式與性質•物理模型中可能需要另外定義額外的材料性質•於MaterialsPanel定義材料性質：–單一相，單一化學物質流動•定義fluid/solid性質•真實氣體模型(NIST’sREFPROP7.0oruser-definedC-functionlibrary)–多重化學物質(單一相)流動•MixtureMaterial概念被使用–Mixtureproperties(依組成成分決定)分別定義個別成分性質–組成要素的性質必須被定義•PDFMixtureMaterialconcept–PDFlookuptableusedformixtureproperties.»Transportpropertiesformixturedefinedseparately–Constituentpropertiesextractedfromdatabase.–多相流(單一化學物質)•對所有的流體及固體定義該性質11FLUENTTEAMConfidential流體密度DefineMaterials...•對於=constant，不可壓縮流：–density選擇constant•對於可變密度，不可壓縮流：–=poperating/RT•於密度值選擇incompressible-ideal-gas•設定poperating接近於問題中的平均壓力•對於可壓縮流：–=pabsolute/RT•密度值設定為ideal-gas•對於低馬赫數流動設定poperating趨近問題的平均壓力避免捨去誤差•對於絕對壓力大且平緩改變的暫態流動問題使用FloatingOperatingPressure(限用於segregatedsolver).•密度可定義為溫度的函數：–多項式或分段多項式–對於Boussinesqmodel參考熱傳講義•對於可壓縮液體，密度變化設定為自定義密度函數12FLUENTTEAMConfidential自定義材料庫•自定義材料庫：–新增材料性質及化學反應機制–於FLUENT6.2可修改及新增新建的材料性質13FLUENTTEAMConfidential材料指定•於各種模組中依不同方式材料被指定至cellzone:–單相，單一成份流動•於FluidPanel指定材料至流體區(DefineB.C.)–多重成份（單相）流動•於DefineSpeciesPanel或Pre-PDF.指定mixturematerial至fluidzones•Allfluidzonesconsistofthe‘mixture’–多相（單一成份）流動•選擇主相及第二相DefinePhasesPanel.•所有流體區由‘mixture’組成14FLUENTTEAMConfidential執行求解器15FLUENTTEAMConfidential後處理•可使用許多的後處理工具•典型的截面及表面上後處理–可自動由各區域中產生截面–使用者可新增截面•範例：可由網格座標系統中建立等值面並且針對此面進行後處理16FLUENTTEAMConfidential後處理：節點值•Fluent以網格中心計算相關物理變數•網格上節點值：–鄰近網格資料的平均值，或–明確邊界條件的定義•於截面上的節點值由網格節點值內差獲得•結果資料的儲存：–結果資料儲存於網格中心–於邊界節點原始資料將儲存於節•開啟NodeValues內差結果至節點17FLUENTTEAMConfidential後處理：文字報告•FluxReports–計算淨通量–包含熱輻射的總熱傳率.•SurfaceIntegrals–產生的截面由於使用內差法會有誤差值的出現•VolumeIntegrals範例：18FLUENTTEAMConfidential求解器增強：GridAdation•Gridadaption針對需要加密的區域增加網格而不需要前處理器•Fluent對網格的加密與疏化存列至register.–Registers可基於下列定義：•流動的梯度（Gradients）或使用者定義變數•流動的等值區（Iso-values）或使用者定義變數•邊界上的所有網格•區域中的所有網格•網格體積或體積變化•壁面條件上網格的y+–可以下列方式協助您進行adaption程序：•配合adaptionregisters•繪出adaptionfunction等值場•顯示adaption標記的網格•限制adaption網格大小及網格數：19FLUENTTEAMConfidentialAdaption範例：2DPlanarShell2Dplanarshell-initialgrid•針對高壓力梯度區進行Adaptgrid，在跨越震波處可獲得更佳壓力變化及壓力跳躍2Dplanarshell-contoursofpressureinitialgrid20FLUENTTEAMConfidentialAdaption範例：最後網格及結果2Dplanarshell-contoursofpressurefinalgrid2Dplanarshell-finalgrid21FLUENTTEAMConfidential求解器的增強：平行處理•Fluent可執行於多處理器系統•可執行於多處理器電腦或網路上多台電腦•網格可手動或自動分割•某些模組無法使用平行處理求解器–參考releasenotes.Partitionedgridformulti-elementairfoil.