1. 物性设置介绍
Fluent共有三种方式设置材料物性,分别是fluent自带的设置、UDF、Expression。UDF的方式我们在文章五十七介绍过,Expression表达式的方式,后面的文章会详细介绍。
UDF的适用性最高,但相对而言最复杂,需要熟悉C语言;Expression的适用性稍次,不需要语言基础,但表达式的格式有时候反而比UDF还要麻烦;fluent自带的设置是最简单,也是适用性最差的。推荐大家还是学习一下UDF,可以更加灵活的控制fluent。
这里我们介绍一下最常用的一种方式--fluent自带的设置,这是一种最没有门槛,最简单的设置
对于材料物性的设置,我们最常使用的是constant即常物性,但实际上,Fluent提供了很丰富的物性设置方式,本文主要介绍三种通用的方式,几乎所有的物性都有这三种设置方式。Piecewise-linear分段线性、Piecewise-polynomial分段多项式、Polynomial多项式
需要注意的是,这三种方式的自变量必须是温度,即材料物性依赖于温度变化。
2. Piecewise-linear:分段线性
所谓分段线性,就是分段的一次函数,可用坐标点来确定一次函数解析式。比如给两个点可以确定一段一次函数,三个点可以确定两段一次函数,依次类推。
根据给出的points,可以确定分段的一次函数解析式
具体设置界面如下图
a. In terms of表示当前需要设置的参数属性是哪个物理量的函数,只能是温度Temperature,也就是说比热容属性的值取决于温度值
b. Points:即需要给出的坐标点数,以此可确定分段数,如n个坐标点,可确定n-1段。n至少为2。
c. Point:Data Points下的point表示每个点的编号,需要依次输入。将point设置为1,输入点1的Temperature值和因变量值Value。然后增加点编号,并依次输入自变量和因变量的值。点对必须按温度升高的顺序提供,每个属性最多可以定义50个分段点。
d. Primary Independent Variable
Count:表示画图的取值点,只会影响图形的显示,不会应该物性的设置
Min:自变量的取值最小值,用于画图显示
Max:自变量的取值最大值,用于画图显示
e. 如果温度超过设定的最高温度,则fluent自动设定为最高温度对应的属性值。同理低于最低温度也一样
3. Piecewise-polynomial:分段多项式
分段多项式,就是分段的多项式,每一段都是一个多项式,使用多项式的系数来确定函数解析式。首先确定分段数,然后给出每段多项式的系数。
具体界面设置如下
a. Ranges:表示多项式的段数。
b. Range:表示当前设置的是第几段。Min和max表示此段数自变量的最小值和最大值。
c. Coefficients:设置当前段的系数个数。必须按温度升高的顺序提供。
d. Coefficients:填写多项式的系数,按照编号从小到大,依次对应多项式的0次项、一次项、二次项等
4. Polynomial:多项式
只有一段的多项式,相当于是Piecewise-polynomial分段多项式的特例,即ranges=1
具体设置界面如下图
a. Coefficients:两个系数代表一次多项式,n个系数表示n-1次多项式。
比如上图的设置对应的多项式表达式:
b. 对于Piecewise-polynomial和Polynomial,温度的单位为K,如果Fluent中使用摄氏温标,需要将其转换为开式温标,输入系数。