仿真笔记——Fluent初学者进阶，从掌握7个操作步骤出发

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Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%，凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。今天小编主要是分享一下fluent的基础操作步骤，希望对大家有所帮助！

网格

1．读入网格（*．Msh），File → Read → Case，读入网格后，在窗口显示进程。

2．检查网格，Grid → Check'，Fluent对网格进行多种检查，并显示结果。注意最小容积，确保最小容积值为正。

3．显示网格，Display → Grid，①以默认格式显示网格，可以用鼠标右键检查边界区域、数量、名称、类型将在窗口显示，本操作对于同样类型的多个区域情况非常有用，以便快速区别它们。

4．网格显示操作，Display →Views

（a）在Mirror Planes面板下，axis
（b）点击Apply,将显示整个网格
（c）点击Auto scale, 自动调整比例，并放在视窗中间
（d）点击Camera,调整目标物体位置
（e）用鼠标左键拖动指标钟，使目标位置为正
（f）点击Apply，并关闭Camera Parameters 和Views窗口

模型

1. 定义瞬时、轴对称模型，Define → models→ Solver
（a）保留默认的，Segregated解法设置，该项设置，在多相计算时使用。
（b）在Space面板下,选择Axisymmetric;
（c）在Time面板下，选择Unsteady
2. 采用欧拉多相模型，Define→ Models→ Multiphase
（a）选择Eulerian作为模型
（b）如果两相速度差较大，则需解滑移速度方程
（c）如果Body force比粘性力和对流力大得多，则需选择implicit body force 通过考虑压力梯度和体力，加快收敛
（d）保留设置不变
3. 采用K-ε湍流模型（采用标准壁面函数），Define → Models → Viscous
（a）选择K-ε ( 2 eqn 模型)
（b）保留Near wall Treatment面板下的Standard Wall Function设置
（c）在K-ε Multiphase Model面板下，采用Dispersed模型，dispersed湍流模型在一相为连续相，而材料密度较大情况下采用，而且Stocks数远小于1，颗粒动能意义不大。
4．设置重力加速度，Define → Operating Conditions
（a）选择Gravity
（b）在Gravitational Acceleration下或方向填上－9.81m/s2

材料

Define → Materials
1．复制液相数据作为基本相
（a）在Material面板。点击Database, 在Fluid Materials 清单中，选Water-Liquid (h2o(1))
（b）点击Copy，复制数据
（c）关闭Database Materials面板
2．创建名为Sand的新材料
（a）在Name 文本匡中，填上Sand
（b）在Properties面板中，填上2500kg/m3，为密度
（c）删除Chemical formula文本, 空置
（d）点击Change/creat按钮，关闭面板。可能有对话框，问是否覆盖，点击NO，保留液相设置，添加固相，材料面板中数据被更新。

相设置

定义基本相和次相，Define → Phase
（a）指定水为基本相，选择Phase-1，并点击Set按钮，填上Water，在材料相选择 Water-liquid。
（b）定义沙作为次相，选择Phase-2，点击Set按钮，在Secondary phase面板中，填入Sand 名称，在phase material 下拉表中，选择Sand，选择Granular选项，定义次相的属性。填入直径，在Granular viscosity下拉表中，选择Syambal-obrien，在Granular Bulk Viscosity 下拉表中，选择Lun-et-al，填入0.6作压实极限系数，即极限浓度，针对相间动量转换，设置拖曳力，在Phase 面板中，点击Interaction按钮，在Phase interaction面板中，Drag coefficient下拉表中，选择gidaspow，如果有Slip velocity，则选择。

边界条件

Define → Boundary Conditions
1.设定入流条件。对于Mixture，可分别设定每个边界Mixture、各相的边界条件。
2.在Interpreted UDFs面板中，编辑UDF (*.c)"
Define → User-defined → Functions → Interpreted
（a）在Source File Name 面板中，填入名称（自定义文件名）

（b）保留Stack Size设置为10000
（c）选择 Display Assembly Listing 选项
（d）点击compile ，编辑UDF
2. 设定流体边界区域条件
可以分别设定水、沙的条件，在此没有混合物条件，混合物默认设置可接受0 W/ E* |# S0 Define → Boundary Conditions
（a）对于水，选用fix-zone条件（水边界条件来自UDF）
在Boundary Conditions面板中，从Phase下拉表中，选Water，并点击Set,选择Fixed value选项，出现相关输入项，在右边的Axial Velocity 下拉表中，选择Udf-fixed-u，在Radial Velocity 下拉表中，选择Udf-fixed-v，在Turbulence kinetic Energy 下拉表中，选择Udf-fixed-kenetic，在Turbulence Dissipation Rate 下拉表中，选择Udf-fixed-dissi

（b）对于次相（沙）设定条件，在Boundary Conditions panel中，在Phase下拉表中，选Sand，并点击Set，选中Fixed values选项，对于轴向速度，选择Udf fixede-u，对于径向速度是Udf fixede-v

解法

1．设定解法参数，Solve → Controls → Solution
（a）对Under-Relaxation Factors,设定Pressure为0.5, Momentum为 0.2, Turbulent Viscosity为 0.8
（b）在Discretezation窗口中，保留默认设置
2．在计算中显示残差，Solve → Monitors → Residual
3．使用默认初始化值，初始化，Solve→ Initialize → Initialize
4．修整初始沙床图
（a）在Variable表中, 选择Sand Volume Fraction
（b）在Zones to Patch 表中，initial-sand
（c）设定value 为0.56
（d）点击Patch
5．设定时间，Solve → Iterate
（a）设定Time Step Size 为0.005秒
（b）在Iteration面板中，设定Max Iterations Per Time Step 40
（c）点击Apply,
6．保存初始文件和数据文件，File → Write → Case ＆ Data
7．运行计算0.005，Solve → Itera
（a）设定Number of Time Steps 为1
（b）点击Itera

8.保存案例和数据文件，File → Write → Case & Data

9.检查计算结果
（a）显示液相速度，Display → Vectors，记住要在Surface表中去掉fix-zone选择

（b）显示次相速度，Display → Vectors

后处理

关于Fluent的基本操作步骤，我的总结暂告一段落。总之，有限元分析的软件有很多，功能也有很多。

来源：CAE仿真学社

Fluent 化学 UDF 湍流航空航天汽车材料

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首次发布时间：2023-06-06