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Fluent笔记总结1

4月前浏览7680

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
FluentChemkin多相流燃烧湍流通用材料试验
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首次发布时间:2022-11-02
最近编辑:4月前
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