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FLUENT6.1 全攻略.pdf
FLUENT全攻略cover.pdf
fluent全攻略.pdf
第一章.pdf
第二章 FLUENT 的计算步骤.pdf
第三章 GAMBIT 网格划分基础.pdf
第四章 FLUENT 对网格文件的操作
第五章 适应性网格技术
第六章 求解技术.pdf
第七章 FLUENT 的物理模型.pdf
第8章（上）.pdf
第8章（下）.pdf
第9章.pdf
第10章.pdf
chapter11数据显示.pdf
chapter12图形及可视化技术.pdf
第13章.pdf
第十四章.pdf
第十五章.pdf
第十六章（简化）.pdf
第十七章.pdf
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FLUENT 全攻略
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2005 年 3 月 5 日
《FLUENT全攻略》目录
第 1 章 FLUENT 软件介绍
1.1 FLUENT 软件概述………………………………………………………1
1 . 2 软 件 安 装 与 启 动 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 4
1.3 FLUENT 用户手册………………………………………………………7
1.4 FLUENT 文件读入与输出………………………………………………16
1.5 FLUENT 中的单位制……………………………………………………28
1.6 FLUENT 的计算策略……………………………………………………31
1.7 FLUENT 的计算方式……………………………………………………32
1.8 例题：方腔流动计算……………………………………………………34
1.9 本章小结…………………………………………………………………47
第 2 章 FLUENT 的计算步骤
2.1 问题概述…………………………………………………………………50
2.2 处理网格…………………………………………………………………..51
2.3 计算模型…………………………………………………………………54
2.4 定义材料性质………………………………………………………………56
2.5 定义边界条件……………………………………………………………….57
2.6 求解过程…………………………………………………………………….60
2.7 显示计算结果……………………………………………………………..64
2.8 启用二阶精度离散格式…………………………………………………69
2.9 调整网格………………………………………………………………….72
2.10 总结……………………………………………………………………….79
第 3 章 GAMBIT 网格划分基础
3.1 对连续场的离散化处理…………………………………………………….80
3.2 网格生成技术………………………………………………………………81
3.3 复杂外形网格生成………………………………………………………….84
3.4 用GAMBIT 生成网格的步骤…………………………………………………85
3.5 GAMBIT 的图形用户界面…………………………………………………….87
3.6 GAMBIT 菜单命令……………………………………………………………88
3.7 用GAMBIT 创建基本二维几何模型…………………………………………90
3.8 二维网格划分………………………………………………………………98
1
3.9 定义二维网格区域类型…………………………………………………105
3.10 网格文件保存和输出……………………………………………………106
3.11 三维建模…………………………………………………………………107
3.12 CAD/CAE 接口……………………………………………………………123
第 4 章 FLUENT 对网格文件的操作
4.1 网格的拓扑结构……………………………………………………………130
4.2 网格划分的要求……………………………………………………………142
4.3 载入网格……………………………………………………………………144
4.4 非正则网格…………………………………………………………………152
4.5 检查网格……………………………………………………………………157
4.6 报告网格的统计数据………………………………………………………160
4.7 修改网格……………………………………………………………………163
4.8 将网格分区用于并行计算…………………………………………………181
第 5 章 适应性网格技术
5.1 使用适应性网格……………………………………………………………195
5.2 网格适应过程………………………………………………………………198
5.3 边界适应……………………………………………………………………205
5.4 梯度适应……………………………………………………………………209
5.5 各向同性适应………………………………………………………………213
5.6 区域适应……………………………………………………………………216
5.7 体积适应……………………………………………………………………220
5.8 y+和y*适应…………………………………………………………………223
5.9 管理适应记录………………………………………………………………226
5.10 适应性控制………………………………………………………………231
5.11 用光滑和交换的方式改善网格…………………………………………233
第 6 章 求解技术
6.1 数值格式回顾………………………………………………………………239
6.2 离散化………………………………………………………………………242
6.3 多重网格法…………………………………………………………………244
6.4 使用求解器的基本步骤……………………………………………………245
6.5 选择离散格式………………………………………………………………246
6.6 选择压强－速度关联算法…………………………………………………248
2
6.7 设置亚松弛因子……………………………………………………………249
6.8 改变库朗数…………………………………………………………………249
6.9 引入FAS 多重网格…………………………………………………………250
6.10 设置求解极限……………………………………………………………251
6.11 初始化……………………………………………………………………252
6.12 流场求解……………………………………………………………………255
6.13 监视计算收敛过程………………………………………………………260
6.14 用动画显示解…………………………………………………………….266
6.15 在计算过程中执行命令…………………………………………………268
6.16 收敛性和稳定性…………………………………………………………270
第 7 章 FLUENT 的物理模型
7.1 基本流动模型………………………………………………………………273
7.2 湍流模型……………………………………………………………………276
7.3 活动变形区域中的流动计算………………………………………………280
7.4 化学反应模型………………………………………………………………291
7.5 燃烧模型……………………………………………………………………300
7.6 PDF 输运模型………………………………………………………………305
7.7 弥散相模型…………………………………………………………………308
7.8 多相流模型…………………………………………………………………318
7.9 固化与熔化模型……………………………………………………………326
7.10 气动噪声模型……………………………………………………………328
7.11 热交换模型…………………………………………………………………333
7.12 本章小结……………………………………………………………………344
第 8 章 边界条件
8.1 边界条件问题回顾…………………………………………………………345
8.2 流动的入口和出口…………………………………………………………349
8.3 压强入口边界条件…………………………………………………………354
8.4 速度入口边界条件…………………………………………………………360
8.5 质量流入口边界条件………………………………………………………364
8.6 通风入口边界条件…………………………………………………………368
8.7 进气风扇边界条件…………………………………………………………370
8.8 压强出口边界条件…………………………………………………………371
8.9 压强远场边界条件…………………………………………………………375
3
8.10 出流边界条件………………………………………………………………377
8.11 通风出口边界条件…………………………………………………………379
8.12 排气风扇边界条件…………………………………………………………380
8.13 壁面边界条件………………………………………………………………381
8.14 对称边界条件………………………………………………………………396
8.15 周期性边界条件……………………………………………………………397
8.16 轴边界条件…………………………………………………………………400
8.17 流体条件……………………………………………………………………401
8.18 固体条件……………………………………………………………………403
8.19 多孔介质条件………………………………………………………………404
8.20 风扇边界条件………………………………………………………………417
8.21 散热器边界条件……………………………………………………………421
8.22 多孔跃升边界条件…………………………………………………………424
8.23 无反射边界条件……………………………………………………………425
8.24 用户自定义风扇模型………………………………………………………426
8.25 换热器模型…………………………………………………………………432
8.26 边界型函数…………………………………………………………………442
8.27 将变量的值设为固定值……………………………………………………447
8.28 定义质量、动量、能量和其他源项………………………………………448
第 9 章 材料性质
9.1 物性参数设定简介…………………………………………………………450
9.2 密度…………………………………………………………………………461
9.3 粘度…………………………………………………………………………465
9.4 导热系数……………………………………………………………………472
9.5 比热…………………………………………………………………………479
9.6 辐射特性……………………………………………………………………480
9.7 质量扩散系数………………………………………………………………483
9.8 其他物性参数………………………………………………………………487
9.9 操作压强……………………………………………………………………489
9.10 真实气体模型………………………………………………………………491
第 10 章 移动与变形区域流动计算
10.1 移动区域模拟方法概述……………………………………………………502
10.2 旋转坐标系中的流场计算…………………………………………………502
4
10.3 MRF 模型……………………………………………………………………508
10.4 混合面模型…………………………………………………………………511
10.5 滑动网格模型………………………………………………………………516
10.6 动网格模型…………………………………………………………………522
第 11 章 为数据显示、报告创建表面
11.1 应用表面…………………………………………………………………540
11.2 区域表面…………………………………………………………………541
11.3 分块表面…………………………………………………………………541
11.4 点表面……………………………………………………………………543
11.5 线和耙表面………………………………………………………………544
11.6 平面……………………………………………………………………….546
11.7 二次曲线表面…………………………………………………………….549
11.8 等值面………………………………………………………………………550
11.9 折叠表面……………………………………………………………………550
11.10 改变表面形状…………………………………………………………….552
11.11 分组、改名、删除表面……………………………………………………553
第 12 章 图形及可视化技术
12.1 生成基本图形………………………………………………………………555
12.2 调整图形显示方式…………………………………………………………574
12.3 控制鼠标功能……………………………………………………………578
12.4 修改观察方式………………………………………………………………579
12.5 构建场景……………………………………………………………………581
12.6 动画技术……………………………………………………………………583
12.7 柱状图与XY插值曲线………………………………………………………585
第 13 章 计算报告
13.1 边界通量的计算……………………………………………………………593
13.2 边界上作用力的计算………………………………………………………595
13.3 计算投影面积………………………………………………………………597
13.4 表面积分……………………………………………………………………598
13.5 体积分………………………………………………………………………603
13.6 柱状图报告…………………………………………………………………605
13.7 参考值设定…………………………………………………………………606
5
13.8 关于算例设置的摘要报告…………………………………………………609
第 14 章 TECPLOT 简介
14.1 TECPLOT 基本功能…………………………………………………………611
14.2 TECPLOT 数据格式…………………………………………………………616
14.3 TECPLOT 读入FLUENT 文件………………………………………………626
14.4 TECPLOT 绘图环境设置……………………………………………………628
第 15 章 TECPLOT 实战
15.1 绘制XY 曲线………………………………………………………………636
15.2 绘制矢量图…………………………………………………………………639
15.3 绘制等值线图………………………………………………………………641
15.4 绘制流线图…………………………………………………………………645
15.5 绘制散点图…………………………………………………………………648
15.6 绘制三维流场剖面图………………………………………………………650
第 16 章 场函数定义
16.1 节点和单元的值…………………………………………………………657
16.2 速度报告选项…………………………………………………………….658
16.3 定制场函数……………………………………………………………….659
第 17 章 并行处理
17.1 并行处理简介……………………………………………………………663
17.2 启动求解器的并行版本…………………………………………………664
17.3 使用并行的工作站网络…………………………………………………666
17.4 检查并改进并行计算性能………………………………………………670
第 18 章 用户自定义函数
18.1 概论…………………………………………………………………………673
18.2 写用户定义函数（UDF）……………………………………………………676
18.3 通译和编译及连接用户定义函数（UDF）…………………………………735
6
FLUENT6.1 全攻略
第一篇 FLUENT 基础知识
第一章 FLUENT 软件介绍
FLUENT 软件是目前市场上最流行的 CFD 软件，它在美国的市场占有率达到 60%。在
我们进行的网上调查中发现，FLUENT 在中国也是得到最广泛使用的 CFD 软件。因此，我
们将在这本书中为大家全面介绍 FLUENT 的相关知识，希望能让您的 CFD 分析工作变得
轻松起来。
用数值方法模拟一个流场包括网格划分、选择计算方法、选择物理模型、设定边界条
件、设定材料属性和对计算结果进行后处理几大部分。本章将概要地介绍 FLUENT 软件的
以下几个方面：
（1）FLUENT 软件的基本特点。
（2）FLUENT、GAMBIT、TECPLOT 和 EXCEED 的安装和运行。
（3）FLUENT 的用户界面。
（4）FLUENT 如何读入和输出文件。
（5）FLUENT 中使用的单位制。
（6）如何规划计算过程。
（5）FLUENT 的基本算法。
1.1 FLUENT 软件概述
1.1.1 网格划分技术
在使用商用 CFD 软件的工作中，大约有 80%的时间是花费在网格划分上的，可以说网
格划分能力的高低是决定工作效率的主要因素之一。FLUENT 软件采用非结构网格与适应
性网格相结合的方式进行网格划分。与结构化网格和分块结构网格相比，非结构网格划分
便于处理复杂外形的网格划分，而适应性网格则便于计算流场参数变化剧烈、梯度很大的
流动，同时这种划分方式也便于网格的细化或粗化，使得网格划分更加灵活、简便。
FLUENT 划分网格的途径有两种：一种是用 FLUENT 提供的专用网格软件 GAMBIT
进行网格划分，另一种则是由其他的 CAD 软件完成造型工作，再导入 GAMBIT 中生成网
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