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计算流体动力学数值模拟软件fluent的介绍李仁飞2012.11.26一、Fluent软件的发展历程三、Fluent软件的基本特点五、Fluent与同类软件比较四、Fluent软件的计算步骤二、Fluent软件简介及原理六、Fluent软件的应用领域主要内容七、其它2009年6月发布12.0版本※1975年谢菲尔德大学（UK）开发Tempest※1983年美国的流体技术服务公司creature推出fluent※1988年FluentInc.成立※1995年收购最大对手FDI公司（FIDAP）※1997年收购Polyflow公司（粘弹性和聚合物流动模拟）※2006年被ANSYS收购后改为6.3版本2010年底发布13.0版本2011年底发布14.0版本一、Fluent软件的发展历程二、Fluent软件简介及原理Fluent是目前国际上比较流行的通用商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。1、Fluent概念2、什么是CFD?•CFD是计算流体动力学（Computationalfluiddynamics）的缩写，是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他相关物理现象的一门学科。CFD一般要通过数值方法求解以下的控制方程组体积力等等质量守恒方程动量守恒方程能量守恒方程组分守恒方程二、Fluent软件简介及原理计算流体力学数学模型是一系列的偏微分方程，要得到解析解很困难，目前均采用数值方法得到近似解。其基本的思路是对流体区域进行离散化，通过一定的原则建立离散区域节点的代数方程，即可得到近似解。Fluent采用的数值方法是有限体积法。3、fluent求解原理二、Fluent软件简介及原理1、采用基于完全非结构化网格的有限体积法。三、fluent软件基本特点2、动/变形网格技术主要解决边界运动的问题。3、具有强大的网格支持能力。4、界面友好，并为用户提供了二次开发接口（UDF）。5、高效率的并行计算功能。Fluent软件的组成前处理器求解器后处理器三、fluent软件基本组成GAMBIT——专用的CFD前置处理器，FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力的前处理器，然后由Fluent进行求解。也可以用ICEMCFD进行前处理，由TecPlot进行后处理。1、前处理器三、fluent软件基本组成2、求解器网格生成以后，在设置好求解模型和各种边界条件后，整个计算的过程，我个人觉得是除画网格和可视化后的图形和数据的部分。三、fluent软件基本组成2.1求解器选择(1)FLUENT2d——二维单精度求解器；三、fluent软件基本组成(2)FLUENT3d——三维单精度求解器：(3)FLUENT2ddp——二维双精度求解器；(4)FLUENT3ddp——三维双精度求解器。2.2求解器选择三、fluent软件基本组成模型特点及适用范围S-A模型大网格低成本湍流模型，适用于模拟中等复杂的内流和外流以及压力梯度下的边界层流动k-ε模型标准优缺点明确，适用于初始迭代、设计选型和参数研究重整化适用于涉及快速应变、中等涡和局部转捩的复杂剪切流动可实现计算精度高于重整化k-ε模型标准k-ω模型在模拟近壁面边界层、自由剪切和低雷诺数流动时性能更好。可以用于模拟转捩和逆压梯度下的边界层分离(空气动力学中的外流模拟和旋转机械)SSTk-ω模型与标准k-ω模型性能类似，对壁面距离的依赖使得它不适合于模拟自由剪切流动。RSM模型基于雷诺平均的湍流模型，避免各向同性涡粘性假设，需要较多的CPU时间和内存消耗，适用于模拟强漩涡流等复杂三维流动LES模型适用于模拟瞬态的大尺度涡三、fluent软件基本组成2.3求解器选择Fluent求解器本身就附带有比较强大的后处理功能。可以把一些数据可视化，这对于数据处理要求比较高的用户来说是一个理想的选择。另外，Tecplot，orgin也是一款比较专业的后处理器。3、后处理器三、fluent软件基本组成四、Fluent软件的计算步骤4、确定边界条件1、建立数学模型2、形成几何模型。3、完成网格划分5设参数并求解6.进入后处理，分析计算结果FLUENT同传统的CFD计算方法相比，具有以下的优点：五、Fluent与同类软件比较1、稳定性好，FLUENT经过大量算例考核，同实验符合较好,能很好的验证试验；3、适用范围广，FLUENT含有多种传热燃烧模型及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域；2、精度提高，可达二阶精度。•航空•航天1.航空2.能源4.汽车3.船舶六、Fluent软件的应用领域•能源•化工•船舶•生物•汽车•其它七、其它1、Fluent的学习资料•Gambit和Fluent的用户手册（Help）（最好、最完整的学习资料）(GambitDocumentation)(FluentDocumentation)相关书籍：1、韩占中等《Fluent流体工程仿真计算实例与应用》（北京理工大学出版社）2、王瑞金等《FLUENT技术基础与应用实例》（清华大学出版社）3、王福军《计算机流体动力学分析—Fluent原理与应用》（清华大学出版社）2、Fluent网站、论坛•（fluent用户网站）•（工程流体网）•（清洁能源网）•（流体中文网）•（傲雪论坛）3、ICEM-CFD学习资料及网站介绍1.《精通CFD工程仿真与案例实战》,作者：李鹏飞，2011年10月上架，人民邮电出版社出版。2.《ANSYSICEMCFD网格划分技术实例详解》，作者:纪兵兵,陈金瓶，2012-01-01出版，中国水利水电出版社。3.://video.baidu.com/v?ct=301989888&rn=20&pn=0&db=0&s=19&rsp=1&word=icem+cfd%CA%D3%C6%B5%BD%CC%B3%CC1、对计算机的硬件配置要求有些高，50万以上的网格，如果配置不是很高的话很容易死机。4、求解器的各种模型和边界条件设置比较灵活，没有一个唯一的标准设置，这样学习起来就需要花更多时间，更多的经验，例如估计计算时间。3、入门容易，精通很难。尤其是求解器的部分。2、对中文不识别，所以分级文件均不允许出现中文，纯英文间接的带来些理解上的问题。4、几个需要注意问题5、近期工作从事内容