Fluent笔记总结1
本文摘要（由AI生成）：本文主要介绍了Fluent软件在流体动力学模拟中的一系列高级设置和技巧。内容涵盖了网格加密、高阶格式选择、求解器类型（耦合与非耦合）、Courant数调整、壁面换热处理、辐射模型选择、数值耗散控制、对流项离散格式选择、求解器算法、加速收敛方法、网格独立性验证、操作压力设置、边界条件匹配、燃烧模拟注意事项、界面合并处理、网格混合单元识别、湍流强度判断以及自然对流模拟的特殊设置等。这些技巧对于提高模拟精度和效率至关重要，适用于不同流体流动问题的研究。1. Continuity残差不收敛：这和Simple有关，Simple根据连续性方程推导出压力修正方法求解压力，流场耦合被过渡简化，使压力修正方程不能准确反映流场变化；解决办法：1. 试验Simplec方法； 2. 加密网格； 3. 对于结构网格，建议使用高阶格式（二阶迎风格式）；对于非结构网格，除pressure格式（压力离散格式）保持standard格式不变，其他格式改用高阶； 4. 分离求解器为simple、simplec和PISO，耦合求解器为coupled，可以采用coupled； 5. 尝试调整Courant数；2. 非耦合求解（Segregated）方法主要用于不可压缩或压缩性不强的流体流动，耦合求解用于高速可压缩流动。有强的体积力（浮力或离心力）的流动，求解问题时网格要比较密，建议采用耦合隐式求解方法；3. 耦合解法器没有的模型包括：多相流模型，混合分数/PDF燃烧模型，预混燃烧模型，污染物生成模型，相变模型，Rosseland辐射模型，确定质量流率的周期性流动模型及周期性换热模型等；4. 对于薄壁换热，Fluent提供三种方案解决此类问题： 1. 直接创建有厚度的壁面； 2. 在边界参数设置时，指定壁面厚度与材料； 3. 利用shell conduct模型；5. 在Wall设置中Free Stream Temperature为壁面流体侧远处自由流动的温度；6. 在计算固体间传热时，在Equations不选Flow，因为此时不涉及流场计算；7. Internal Emissivity设置壁面材料的发射率；8. 若温度差别很小（<1K），温度云图虽然颜色不同，但是标尺值相同；9. VOF模型中Level set为界面重构法；10. 辐射模型中：S2S模型并不会考虑对流体介质的辐射作用，因此材料参数中并不包含流体材料的热辐射参数。但是流体材料会参与热传导计算；11. 取消Flow方程选择，意味着不计算流体流动，但是仍然会考虑导热；12. 瑞利数：Ra=gβ△TL^3*ρ/μα，对于空气，α=0.000024m2/s，β=0.00367；当Ra>1e8时，为湍流自然对流；13. 数值耗散存在所有流动问题，其来源于截断误差，尽量采用二阶离散格式；当流动方向与网格方向一致时，数值耗散最小；14. 对流项的离散格式：First order（无条件收敛，精度低，但结果不一定对）、Sencond order（收敛慢，精度高）、QUICK（用于旋涡）、Power等；一般先用一阶计算一段时间使残差收敛，然后换成二阶继续计算；15. 求解器算法：SIMPLE和SIMPLEC通常用于稳态，瞬态计算推荐使用PISO；当网格比较歪斜时，无论稳态和瞬态，PISO较好；（亚松弛因子PISO：压力项+动量项=1）16. 加速收敛方法：设置合理的初场；调整松弛因子和库朗数Courant；调整网格设置；17. 网格独立性验证：至少画三种网格（细分不同）；比较：压降、总体传热系数、特征位置上平均压力或温度；18. 对于可压缩高速流动，操作压力设置为0（operating pressure），表压为绝对压力，这样做使输入压力直接为绝对压力；19. Outflow与过渡入口匹配，适用于不可压，不能和Pressure inlet配用；20. 不能用Fluent研究燃烧原理，Fluent在燃烧原理上设置为通用的，但可搭配Chemkin；21. 两个interface合并后，不管是完全重合还是有超出部分，重合部分变为interior，超出部分变为wall；22. 网格中混合单元是指有三角形和四边形（二维）或四面体或六面体（三维）；23. 小于或等于1%的湍流强度通常被认为低强度湍流，大于10%被认为是高强度湍流；24. 自然对流注意事项：如果选择k-e模型，然后选择Enhanced wall treatment和fullbuoyancy effect选项，也就是强调壁温作用和浮力作用对湍流的影响；材料设置：（1）密度可采用Boussinesq假设，然后需要设置流体的密度为参考温度下的密度，温度为参考温度的倒数（注意是K氏温度）；（2）可采用不可压缩流体incompressible ideal gas；来源：模拟探测器
