fluent問題答案精選

2017-01-11 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1 現(xiàn)在用FLUENT的UDF來加入模塊,但是用compiled udf時,共享庫老是連不上?

解決辦法:

1〉你的計算機(jī)必須安裝C語言編譯器。

2〉請你按照以下結(jié)構(gòu)構(gòu)建文件夾和存放文件:

libudf/src/*.c (*.c為你的源程序);

libudf/ntx86/2d(二維為2d,三維為3d)/makefile(由makefile_nt.udf改過來的)

libudf/ntx86/2d(二維為2d,三維為3d)/user_nt.udf(對文件中的SOURCE,VERSION,P

ARALLEL_NODE進(jìn)行相應(yīng)地編輯)

3〉通過命令提示符進(jìn)入文件夾libudf/ntx86/2d/中,運(yùn)行C語言命令 nmake,如果C預(yù)言

編譯器按裝正確和你的源程序無錯誤,那么此時會編譯出Fluent需要的庫文件(*.lib)

這時再啟動Fluent就不會出錯了。

2 在使用UDF中用編譯連接,按照幫助文件中給出的步驟去做了,結(jié)果在連接中報錯

“系統(tǒng)找不到指定文件”。

udf 文件可能不在工作目錄中,應(yīng)該把它拷到工作目錄下,或者輸入它的全部路徑.

3 這個1e-3或者1e-4的收斂標(biāo)準(zhǔn)是相對而言的。在FLUENT中殘差是以開始5步的平均值為基準(zhǔn)進(jìn)行

比較的。如果你的初值取得好,你的迭代會很快收斂,但是你的殘差卻依然很高;但是當(dāng)你改變初

場到比較不同的值時,你的殘差開始會很大,但隨后卻可以很快降低到很低的水平,讓你看起來心

情很好。其實(shí)兩種情況下流場是基本相同的。

由此來看,判斷是否收斂并不是嚴(yán)格根據(jù)殘差的走向而定的?？梢赃x定流場中具有特征意義的點(diǎn),

監(jiān)測其速度,壓力,溫度等的變化情況。如果變化很小,符合你的要求,即可認(rèn)為是收斂了。

一般來說,壓力的收斂相對比較慢一些的。

是否收斂不能簡單看殘差圖,還有許多其他的重要標(biāo)準(zhǔn),比如進(jìn)出口流量差、壓力系數(shù)波動等等

盡管殘差仍然維持在較高數(shù)值,但憑其他監(jiān)測也可判斷是否收斂。最重要的就是是否符合物理事實(shí)

或試驗(yàn)結(jié)論。

殘差曲線是否滿足只是一個表面的現(xiàn)象,還要看進(jìn)口和出口總量差不得大于1%,而且即使這樣子,

收斂解也不一定準(zhǔn)確,它和網(wǎng)格劃分/離散化誤差,以及屋里模型的準(zhǔn)確性都有關(guān)系.所以得有試驗(yàn)數(shù)

據(jù)做對比活著理論分析了

當(dāng)然最終是否正確是要看是否與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合!但既然有殘差圖的話,總應(yīng)該可以大概的看出

是否收斂吧?是否要?dú)埐钜〉揭欢ǖ某潭?或者是殘差不在增長,就可以一定程度上認(rèn)為是收斂

的

殘差的大小不能決定是否收斂,我在用FLUENT計算時,多采用監(jiān)測一個面的速度(或者是壓力、

紊動能等參數(shù))基本上不隨著計算時間的推移而變化,就認(rèn)為基本達(dá)到收斂

4 據(jù)質(zhì)量守恒,收斂時進(jìn)、出口的流量數(shù)值應(yīng)大致相等(一般認(rèn)為進(jìn)出口質(zhì)量差值比上入口質(zhì)量的

相對值小于0.5%時收斂,但是對特殊情況可能不同 ),但符號相反,一般出口流量是負(fù)值。

5 在進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計算時候,開始?xì)埐罹€是一直下降的,可是到后來各種殘差線都顯示為波形波動,

是不是不收斂阿?

答:

有些復(fù)雜或流動環(huán)境惡劣情形下確實(shí)很難收斂。計算的精度(2階),網(wǎng)格太疏,網(wǎng)格質(zhì)量太差,

等都會使殘差波動。

經(jīng)常遇到,一開始下降,然后出現(xiàn)波動,可以降低松弛系數(shù),我的問題就能收斂,但如果網(wǎng)格質(zhì)

量不好,是很難的。通常,計算非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,如果問題比較復(fù)雜,會出現(xiàn)這種情況,

建議作網(wǎng)格時多下些功夫。

理論上說,殘差的震蕩是數(shù)值迭代在計算域內(nèi)傳遞遭遇障礙物反射形成周期震蕩導(dǎo)致的結(jié)果,

與網(wǎng)格亞尺度雷諾數(shù)有關(guān)。例如,通常壓力邊界是主要的反射源,換成OUTFLOW邊界會好些。

這主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷。所以我說網(wǎng)格和邊界條件是主要因素。

6 殘差——是cell各個Face的通量之和,當(dāng)收斂后,理論上當(dāng)單元體內(nèi)沒有源相時各個面流入的通

量也就是對物理量的輸運(yùn)之和應(yīng)該為0。最大殘差或者RSM殘差反映流場與所要模擬流場(指收斂后

應(yīng)該得到的流場,當(dāng)然收斂后得到的流場與真實(shí)流場之間還是存在一定的差距)的差距,殘差越小

越好,由于存在數(shù)值精度問題,不可能得到0殘差,對于單精度計算一般應(yīng)該低于初始?xì)埐?e-03

以下為好,但還要看具體問題。

一般在Fluent里可以添加進(jìn)出口流量監(jiān)控(print or plot),當(dāng)殘差收斂到一定程度后,

還要看進(jìn)出口流量是否達(dá)到穩(wěn)定平衡,才可以確認(rèn)收斂與否。

殘差在較高位震蕩,需要檢查邊界條件是否合理,其次檢查初始條件是否合適,比如在有激波的

流場,初始條件不合適,會帶來流場的震蕩。有時流場可能有分離或者回流,這本身是非定?，F(xiàn)象,

計算時殘差會在一定程度上發(fā)生震蕩,這時如果進(jìn)出口流量是否達(dá)到穩(wěn)定平衡,也可以認(rèn)為流場收斂了

(前提是要消除其他不合理因數(shù))。另外Fluent缺損地采用多重網(wǎng)格,在計算后期,將多重網(wǎng)格設(shè)置

為零可以避免一些波長的殘差在細(xì)網(wǎng)格上發(fā)生震蕩。

7 模型比較復(fù)雜,是在pro/E中建的模,然后用igs導(dǎo)入gambit,不過這樣就產(chǎn)生了很多碎線和碎面并且

在一些面交界的地方還存在尖角。我曾經(jīng)做成功過把它們統(tǒng)統(tǒng)merge成一個虛面,中間設(shè)置了一個可以

容忍尖角的參數(shù),也可以劃分網(wǎng)格,但把生成的msh文件導(dǎo)入fluent就會出錯,這是virtual geometry

的原因還是因?yàn)榧饨堑脑?還有,virtual geometry和普通的真實(shí)的幾何體到底有什么區(qū)別?好像最大

的區(qū)別是virtual geometry不能進(jìn)行布爾操作,布爾操作(boolean operation)又是什么?

使用virtual geometry需要注意哪些問題?

virtual geometry是很頭疼的問題。你把它們統(tǒng)統(tǒng)merge成一個虛面

按理說全是虛的也是可以算的。可能是因?yàn)榧饨堑脑?虛實(shí)最大差別:是virtual geometry不能

進(jìn)行布爾操作,boolean operation即是并

對于復(fù)雜外形的網(wǎng)格生成,不可避免的會用到virtual geometry,virtual face ,和virtual edge等,

1。作網(wǎng)格的時候,把所有的面全部合成一個虛面的做法不好,特別是對于復(fù)雜外形的網(wǎng)格生成,

你最好在模型變化劇烈的地方多分幾個面,這樣會更有效的控制網(wǎng)格能夠在模型表面曲率比較大的

地方能夠生成規(guī)則的結(jié)構(gòu)或者非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。

2對于你輸入gambit的時候產(chǎn)生很多碎片的問題,你可以適當(dāng)?shù)陌裵roe里面的模型精度和它的公差降低

,因?yàn)間ambit的建模工具精度本事就不高。

3。布爾運(yùn)算就是對于面與面,體與體的聯(lián)合,相減等運(yùn)算。這個在所有的cad建模過程中是經(jīng)常見

到的問題。

4。對于虛體生成的計算網(wǎng)格,和實(shí)體生成的計算網(wǎng)格,在計算的時候沒有區(qū)別,關(guān)鍵是看你網(wǎng)格

生成的質(zhì)量如何,與實(shí)體虛體無關(guān)。

我在作復(fù)雜模型計算的時候,大部分都是用的虛體,特別是從其他的建模軟件里面導(dǎo)進(jìn)來的復(fù)雜

模型,基本上不能夠生成實(shí)體。

至于計算的效果如何,那是你對于fluent的設(shè)置問題和網(wǎng)格的質(zhì)量問題,與模型無關(guān)。

可以用gambit里面的check功能檢查一下你的網(wǎng)格質(zhì)量,看看質(zhì)量怎么樣

實(shí)體、實(shí)面與虛體、虛面的區(qū)別

在建模中,經(jīng)常會遇到實(shí)...與虛...,而且虛體的計算域好像也可以進(jìn)行計算并得到所需的結(jié)果,

對二者的根本區(qū)別及在功能上的不同

對于求解是沒有任何區(qū)別的,只要你能在虛體或者實(shí)體上劃分你需要的網(wǎng)格

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gambit的實(shí)體和虛體在生成網(wǎng)格和計算的時候?qū)τ诮Y(jié)果沒有任何影響,實(shí)體和虛體的主要區(qū)別有以下幾點(diǎn):

1。實(shí)體可以進(jìn)行布爾運(yùn)算但是虛體不能,雖然不能進(jìn)行布爾運(yùn)算,但是虛體存在merge,split等功能。

2,實(shí)體運(yùn)算在很多cad軟件里面都有,但是虛體是gambit的一大特色,有了虛體以后,

gambit的建模和網(wǎng)格生成的靈活性增加了很多。

3。在網(wǎng)格生成的過程中,如果有幾個相對比較評彈的面,你可以把它們通過merge合成一個

,這樣,作網(wǎng)格的時候,可以節(jié)省步驟,對于曲率比較大的面,可能生成的網(wǎng)格質(zhì)量不好,

這時候,你可以采取用split的方式把它劃分成幾個小面以提高網(wǎng)格質(zhì)量

8 問題一:在畫體網(wǎng)格時總出現(xiàn)initialization failed perturb boundary nodes and try again.

但是還在繼續(xù)畫。我想一定是有問題的。但不知道問題出現(xiàn)在哪里?謹(jǐn)請各位大蝦賜教!

問題二:在畫面網(wǎng)格時已經(jīng)定義了spacing,那么在畫體網(wǎng)格時再定義,會不會有沖突?還有,

究竟怎樣定義才是合理的?

第一個問題:在做網(wǎng)格時,所有的錯誤提示都表明部分網(wǎng)格生成要么有問題沒有生成,

要么生成的質(zhì)量很差,要重新檢查一下幾何體和網(wǎng)格類型.

第二個問題:如果能夠生成網(wǎng)格的話,重復(fù)定義沒有問題,但是可能會出現(xiàn)生成面網(wǎng)格的

spacing和體網(wǎng)格的spacing不一致而產(chǎn)生沖突,這種情況下gambit會自動處理,

但生成的網(wǎng)格質(zhì)量未必好.

9 在用gambit生成體網(wǎng)格的時候,出現(xiàn)了問題,提示是

Initialization failed to mesh 23 nodes .

ERROR:TG_mesh_domain failed with error code 1.

ERROR:Tegrahedral meshing has failed for volume v_volume.1.

this is usually caused by problems in the face meshs.

check hte skewnesses of your face meshes and make sure the face

mesh size are not too large in areas of small gaps .

我明白這是因?yàn)槟Ｐ椭械莫M長面太多,但是在修改了大量的狹長面以后,

還是存在這個問題,每一個面我都挨著做了一下網(wǎng)格,看看生成的質(zhì)量怎么樣,

檢查應(yīng)該沒有問題了,但是在生成體網(wǎng)格的時候,又出現(xiàn)這個問題,不知道該怎么辦

解決辦法

1.減小體網(wǎng)格size,當(dāng)有多個體的時候,體網(wǎng)格從小到大過渡要合理,跨度不要太大

2.合并小面(小面與小面合并,小面并入大面),變成虛體

我覺得合并小面是個很有效的方法,網(wǎng)格質(zhì)量也可以得到提升

關(guān)鍵是兩個小面之間的夾角很大,合并之后會出現(xiàn)一個像角鐵一樣的拐角面,

做網(wǎng)格的時候效果更差了,老兄說的合并成虛面的情況應(yīng)該是兩個面的夾角不是

太大的情況,減小size我也試驗(yàn)了,但是減小了以后,我的網(wǎng)格數(shù)量就太多了,

算東東的時候機(jī)子跑不動

那就把夾角很大的那兩個小面部分單獨(dú)切為一個體算了,對這個體給個很小的size

再試試吧,不行就把它忽略掉

Gambit生成的網(wǎng)格質(zhì)量向來讓人很頭疼的,用ICEM幾乎不出現(xiàn)負(fù)體積,這可能跟

Gambit的算法有關(guān)系,對于曲率比較大的區(qū)域,只能增加該處的網(wǎng)格密度,只能這樣了。

**********10 1 FLUENT的初始化面板中有一項(xiàng)是設(shè)置從哪個地方開始計算(compute from),

選擇從不同的邊界開始計算有很大的區(qū)別嗎?該怎樣根據(jù)具體問題選擇從哪里計算呢?

比如有兩個速度入口A和B,還有壓力出口等等,是選速度入口還是壓力出口?如果選速度

入口,有兩個,該選哪個呀?有沒有什么原則標(biāo)準(zhǔn)之類的東西?

一般是選取ALL ZONE,即所有區(qū)域的平均處理,通常也可選擇有代表性的進(jìn)口

(如多個進(jìn)口時)進(jìn)行初始化。對于一般流動問題,初始值的設(shè)定并不重要,

因?yàn)橛嬎闳菀资諗?。但?dāng)幾何條件復(fù)雜,而且流動速度高變化快(如音速流動),

初始條件要仔細(xì)選擇。如果不收斂,還應(yīng)試驗(yàn)不同的初始條件,甚至逐次改變邊界

條件最后達(dá)到所要求的條件。

2 要判斷自己模擬的結(jié)果是否是正確的,似乎解的收斂性要比那些初始條件和

邊界條件更重要,可以這樣理解嗎?也就是說,對于一個具體的問題,初始條件

和邊界條件的設(shè)定并不是唯一的,為了使解收斂,需要不斷調(diào)整初始條件和

邊界條件直到解收斂為止,是嗎?如果解收斂了,是不是就可以基本確定模擬

的結(jié)果是正確的呢?

對于一個具體的問題,邊界條件的設(shè)定當(dāng)然是唯一的,只不過初始化時可以選擇

不同的初始條件(指定常流),為了使解的收斂比較好,我一般是逐漸的調(diào)節(jié)邊界

條件到額定值( "額定值"是指你題目中要求的入口或出口條件,例如計算一個管

內(nèi)流動,要求入口壓力和溫度為10MPa和3000K,那么我開始疊代時選擇入口壓力和

溫度為1MPa和500K(假設(shè),這看你自己問題了),等流場計算的初具規(guī)模、收斂的

較好了,再逐漸調(diào)高壓力和溫度,經(jīng)過好幾次調(diào)節(jié)后最終到達(dá)額定值10MPa和3000K,

這樣比一開始就設(shè)為10MPa和3000K收斂的要好些)這樣每次疊代可以比較容易收斂,

每次調(diào)節(jié)后不用再初始化即自動調(diào)用上次的解為這次的初始解,然后繼續(xù)疊代。

即使解收斂了,這并不意味著就可以基本確定模擬的結(jié)果是正確的,還需要和實(shí)驗(yàn)

的結(jié)果以及理論分析結(jié)果進(jìn)行對比分析。

*********11 這個shadow從何而來?其邊界層應(yīng)當(dāng)如何設(shè)定?

你定義了屬性不同的兩個計算域(例如A和B區(qū)域),兩個區(qū)域形成共同的交界面。

其中A計算域的面取以前的名稱,而B計算域的面則取該名稱.shadow的名字。

在邊界條件中將該表面定義為interior,則可以將該兩區(qū)域結(jié)合成相連的計算域。

請問shadow 是自動生成的還是要自己去定義?

自動生成的

******shadow面通常在兩種情況下出現(xiàn):

1.當(dāng)一個wall兩面都是流體域時,那么wall的一面被定義為wall.1,wall的

另一面就會被軟件自動定義為wall.1_shadow,它的特性和wall是一樣的,

有關(guān)它的處理和wall面沒有什么區(qū)別;

2.另外一種情況就是當(dāng)你在fluent軟件中,把周期性面的周期特性除去時,

也會出現(xiàn)一個shadow面,這種情況比較好理解,shadow面和原來的面分別構(gòu)

成周期性的兩個面.

shadow也出現(xiàn)在wall的一面是流體,而另一面是固體的情況。此時可以

進(jìn)行流體-固體的耦合計算。

******靜溫和總溫度

總溫即駐點(diǎn)溫度,速度完全滯止時的溫度

靜溫即當(dāng)?shù)氐臒崃W(xué)溫度

兩者有計算關(guān)系式的,和總壓、靜壓差不多

也有區(qū)別呀……

比如說總溫可以看作流體能量的一個度量,總壓就不可以……

絕熱流總溫沿流線不變,總壓是下降的(不等熵)……

速度嘛就是流體宏觀運(yùn)動的速度呀,由能量守衡知道,機(jī)械能和熱能的總和是守衡的,

當(dāng)機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為熱能,準(zhǔn)確點(diǎn)說這里應(yīng)該指動能全部轉(zhuǎn)化的時候,即速度為0的時候,

那一點(diǎn)的溫度就是駐點(diǎn)溫度,也就是總溫,這樣的點(diǎn)在實(shí)際流場中可能存在,如前駐點(diǎn),

也可能不存在,只是一種換算而已,用來描述流體總能量的參量。

靜溫就是一般意義上的溫度,就是你在那一點(diǎn)能測量出來的溫度,比如你說的火場,

那么實(shí)際溫度,比如說1000度,這個就是靜溫:)靜溫是區(qū)別總溫的

****怎樣判斷計算結(jié)果是否收斂!

1、觀察點(diǎn)處的值不再隨計算步驟的增加而變化;

2、各個參數(shù)的殘差隨計算步數(shù)的增加而降低,最后趨于平緩;

3、要滿足質(zhì)量守恒(計算中不牽涉到能量)或者是質(zhì)量與能量守恒(計算中牽涉到能量)。

特別要指出的是,即使前兩個判據(jù)都已經(jīng)滿足了,也并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了,

因?yàn)?如果松弛因子設(shè)置得太緊,各參數(shù)在每步計算的變化都不是太大,也會使前兩個

判據(jù)得到滿足。此時就要再看第三個判據(jù)了。

還需要說明的就是,一般我們都希望在收斂的情況下,殘差越小越好,但是殘差曲線是

全場求平均的結(jié)果,有時其大小并不一定代表計算結(jié)果的好壞,有時即使計算的殘差

很大,但結(jié)果也許是好的,關(guān)鍵是要看計算結(jié)果是否符合物理事實(shí),即殘差的大小與

模擬的物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性有關(guān),必須從實(shí)際物理現(xiàn)象上看計算結(jié)果。比如說本斑

最近在算的一個全機(jī)模型,在大攻角情況下,解震蕩得非常厲害,而且殘差的量級也總

下不去,但這仍然是正確的,為什么呢,因?yàn)榇蠊ソ窍聦?shí)際流動情形就是這樣的,不斷有

渦的周期性脫落,流場本身就是非定常的,所以解也是波動的,處理的時候取平均就可以呢:)

1 1. 什么是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

1.1結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

從嚴(yán)格意義上講,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)所有的內(nèi)部點(diǎn)都具有相同的毗鄰單元。

它可以很容易地實(shí)現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合,適于流體和表面應(yīng)力集中等方面的計算。

它的主要優(yōu)點(diǎn)是:

網(wǎng)格生成的速度快。

網(wǎng)格生成的質(zhì)量好。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單。

對曲面或空間的擬合大多數(shù)采用參數(shù)化或樣條插值的方法得到,區(qū)域光滑,

與實(shí)際的模型更容易接近。

它的最典型的缺點(diǎn)是適用的范圍比較窄,只適用于形狀規(guī)則的圖形。

尤其隨著近幾年的計算機(jī)和數(shù)值方法的快速發(fā)展,人們對求解區(qū)域的幾何

形狀的復(fù)雜性的要求越來越高,在這種情況下,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)就顯得力不從心了。

1.2非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格

同結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的定義相對應(yīng),非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格是指網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的內(nèi)部點(diǎn)不具有相同的毗鄰單元。

即與網(wǎng)格剖分區(qū)域內(nèi)的不同內(nèi)點(diǎn)相連的網(wǎng)格數(shù)目不同。從定義上可以看出,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和

非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格有相互重疊的部分,即非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中可能會包含結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的部分。

2.如果一個幾何造型中既有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,也有非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,分塊完成的,分別生成網(wǎng)格后,

也可以直接就調(diào)入fluent中計算。

3.在fluent中,對同一個幾何造型,如果既可以生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,也可生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,

當(dāng)然前者要比后者的生成復(fù)雜的多,那么應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)格,兩者計算結(jié)果是否相同,哪個

的計算結(jié)果更好些呢?

一般來說,結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的計算結(jié)果比非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格更容易收斂,也更準(zhǔn)確。但后者容易做。

影響精度主要是網(wǎng)格質(zhì)量,和你是用那種網(wǎng)格形式關(guān)系并不是很大,如果結(jié)構(gòu)話網(wǎng)格的質(zhì)量很差,

結(jié)果同樣不可靠,相對而言,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格更有利于計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)和加快計算速度。

結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格據(jù)說計算速度快一些,但是網(wǎng)格劃分需要技巧和耐心。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格容易生成,

但相對來說速度要差一些。

4.在gambit中,只有map和submap生成的是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,其余均為非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。

2 我們經(jīng)常遇到計算區(qū)是對稱的問題,如同心圓環(huán)內(nèi)的自然對流,圓柱繞流,

我們?yōu)榱斯?jié)省計算資源,許多時候都把計算區(qū)域趣味一半,但有些問題的真實(shí)情況是

兩步分的流場及物理量的分布并不對稱呀,問我們?nèi)绾闻袛嘣摬辉搮^(qū)一般呢?

對秤的問題一般用在流場穩(wěn)態(tài)解..需滿足1.幾何圖形對秤..2.邊界條件對秤..

也就是物理?xiàng)l件對秤..3.structral網(wǎng)格..所以對秤軸的Flux和properties gradient必須為0...

3 按照算例學(xué)習(xí)了一段時間,有些簡單的問題還可以分析對錯,但是對于一些頭腦里沒有

概念的問題,是做出了很多圖行了,矢量圖了,但是如何比較仔細(xì)全面的分析其合理性,

覺得有些困難,望師兄指點(diǎn)~~~~~~~~~~~~

答:

一般來講計算應(yīng)該輔助以高精度的實(shí)驗(yàn)作為證明,無法或不容易用實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的往往是計算

一個經(jīng)典的或別人算過的例子對比一下。既然已經(jīng)作出了很多圖,可以試試分析一下,

看看跟經(jīng)典的理論一致否。圖是做出來了,但是真的想說明問題,恐怕還有一段路。

以上是我的一點(diǎn)看

4 courant number實(shí)際上是指時間步長和空間步長的相對關(guān)系,系統(tǒng)自動減小courant數(shù),

這種情況一般出現(xiàn)在存在尖銳外形的計算域,當(dāng)局部的流速過大或者壓差過大時出錯,

把局部的網(wǎng)格加密再試一下。

在fluent中,用courant number來調(diào)節(jié)計算的穩(wěn)定性與收斂性。一般來說,

隨著courant number的從小到大的變化,收斂速度逐漸加快,但是穩(wěn)定性逐漸降低。

所以具體的問題,在計算的過程中,最好是把courant number從小開始設(shè)置,

看看迭代殘差的收斂情況,如果收斂速度較慢而且比較穩(wěn)定的話,可以適當(dāng)?shù)脑黾?

courant number的大小,根據(jù)自己具體的問題,找出一個比較合適的courant number,

讓收斂速度能夠足夠的快,而且能夠保持它的穩(wěn)定性。

5 我覺得FLUENT 中關(guān)于松弛因子的解釋就很清楚的.

由于流體力學(xué)中要求解非線性的方程,在求解過程中,控制變量的變化是很必要的,

這就通過松弛因子來實(shí)現(xiàn)的.它控制變量在每次迭代中的變化.也就是說,變量的新值

為原值加上變化量乘以松弛因子.

如:

A1=A0+B*DETA

A1 新值

A0 原值

B 松弛因子

DETA 變化量

松弛因子可控制收斂的速度和改善收斂的狀況!

為1,相當(dāng)于不用松弛因子

大于1,為超松弛因子,加快收斂速度

小于1,欠松弛因子,改善收斂的條件

一般來講,大家都是在收斂不好的時候,采用一個較小的欠松弛因子。

Fluent里面用的是欠松弛,主要防止兩次迭代值相差太大引起發(fā)散。

松弛因子的值在0~1之間,越小表示兩次迭代值之間變化越小,也就越穩(wěn)定,但收斂也就越慢。

6 用右鍵點(diǎn)擊顯示的圖形的邊框,點(diǎn)擊copy to clipboard,然后就可以粘貼到別的地方去了。

直接這樣的話是黑色背景的圖片,要是想要白的色背景的圖片,先點(diǎn)擊Page Setup在彈出的對話

框中選中Reverse Foreground Orientation,然后再copy to clipboard就可了。在Page Setup

對話框里還有其他選項(xiàng)可以設(shè)置,大家可以試一試。

7 下面幾個問題是使用FLUENT的同仁經(jīng)常遇到的

有的問題問了不下10次了,歸納一下

1.GAMBIT需要裝EXCEED才能用,推薦EXCEED 6.2

出錯信息“unable find Exceed X Server ”

fluent的運(yùn)行:直接在開始-程序-Fluent Inc里面

gambit的運(yùn)行:先運(yùn)行命令提示符,輸入gambit,回車

2.FLUENT和GAMBIT需要把相應(yīng)license.dat文件拷貝到FLUENT.INC/license目錄下

出錯信息“unable find/open license.dat"

3.FLUENT和GAMBIT推薦使用默認(rèn)安裝設(shè)置,

安裝完GAMBIT請設(shè)置環(huán)境變量,

設(shè)置辦法“開始-程序-FLUENT INC-Set Environment"

出錯信息:運(yùn)行g(shù)ambit時提示找不到gambit文件?

4.安裝好FLUENT和GAMBIT最好設(shè)置一下用戶默認(rèn)路徑

推薦設(shè)置辦法,在非系統(tǒng)分區(qū)建一個目錄,如d:\users

a) win2k用戶在控制面板-用戶和密碼-高級-高級,在使用fluent用戶的配置文件

修改本地路徑為d:\users,重起到該用戶運(yùn)行命令提示符,檢查用戶路徑是否修改

b) xp用戶,把命令提示符發(fā)送到桌面快捷方式,右鍵單擊命令提示符快捷方式

在快捷方式-起始位置加入D:\users,重起檢查

5.gambit的缺省文件已經(jīng)打開,gambit運(yùn)行失敗,

到用戶默認(rèn)目錄刪除default_id.*等文件

出錯信息“IDENTIFIER "default_id" CURRENTLY OPEN”

6.FLUENT計算開始迭代最好使用較小的庫朗數(shù),否則容易導(dǎo)致迭代發(fā)散?

修改辦法slove-controls-solution,修改courant Number

默認(rèn)值為1,開始沒有經(jīng)驗(yàn)的改小點(diǎn),比如0.01,然后逐漸加大,

經(jīng)驗(yàn)豐富的同仁自己決定

7.FLUENT修改迭代值的極限,slove-controls-Limits

根據(jù)你計算的情況決定

歸納了一下FLUENT使用過程中,經(jīng)常遇到的幾個問題,

建議初次使用FLUENT遇到麻煩的時候,先看看此文,或許就是其中的某種情況。

8 對于一個剛開始接觸軟件的新手,應(yīng)該從以下方面入手學(xué)習(xí):

1.GAMBIT軟件的學(xué)習(xí),首先熟悉這個前處理軟件,在里面構(gòu)造幾何體、劃網(wǎng)格及設(shè)置邊界條件

(關(guān)于軟件界面的介紹和一些算例在本研究所的ftp上有,在《學(xué)術(shù)報告第23期》)。

2.FLUENT軟件的應(yīng)用過程(可以結(jié)合一些算例學(xué)習(xí)):

1).構(gòu)造計算域,創(chuàng)建網(wǎng)格

2).運(yùn)行合適的解算器:2D、3D、2DDP、3DDP

3).輸入網(wǎng)格

4).檢查網(wǎng)格

5).選擇解算器的格式

6).選擇需要解的基本方程:層流還是湍流(無粘)、化學(xué)組分還是化學(xué)反應(yīng)、熱傳導(dǎo)模型等

7). 確定所需要的附加模型:風(fēng)扇,熱交換,多孔介質(zhì)等

8). 指定材料物理性質(zhì)

9). 指定邊界條件

10).調(diào)節(jié)解的控制參數(shù)

11).初始化流場

12).開始計算

13).檢查結(jié)果

14).保存結(jié)果

15).必要的話,細(xì)化網(wǎng)格,改變數(shù)值和物理模型

9 [這個貼子最后由caoqx在 2004/09/15 10:03am 第 2 次編輯]

1.FLUENT軟件的下載

現(xiàn)在網(wǎng)上有很多fluent的安裝及幫助文件,大家可以到北大天網(wǎng)、

工大校內(nèi)ftp(http://dw.hit.edu.cn/)等搜一下,

這里給出一個下載安裝軟件的路徑:

ftp://202.118.237.120/ 匿名登陸即可。

2.FLUENT軟件的安裝

需要安裝的軟件:

Exceed

Gambit

Fluent

安裝順序:首先安裝Exceed,再裝Gambit和Fluent。最后不要忘了把

flexlm文件復(fù)制到系統(tǒng)盤根目錄下。

安裝完成后,你可以分別雙擊FLUENT.INC\ntbin\ntx86文件夾下的

gambit和fluent的圖標(biāo),來運(yùn)行它們。

gambit運(yùn)行過程中常遇到的一個問題是:在Gambit建模過程中出現(xiàn)界面

突然跳出,并且下次運(yùn)行Gambit時,界面調(diào)不出來,這時只需刪去gambit

工作目錄下的(默認(rèn)的工作目錄為\FLUENT.INC\ntbin\ntx86)

后綴為*.lok的文件,就會恢復(fù)正常。

10 fluent生成mpg文件經(jīng)驗(yàn)

步驟就是先在Solve\Animate下Define一個動畫序列,然后算的時候

fluent會記下相應(yīng)的幀。算完后,用Playback回訪或者生成mpg文件。

經(jīng)驗(yàn)是:此時用那個Playback生成mpg文件時,十次大概能有一次成功!

解決方法是:關(guān)了fluent重啟,然后再用那個Playback讀那個序列,然后生成

mpg文件,這么做的成功率比較高

11 首先要進(jìn)入denf-modi打開能量方程才能選擇,然后在solver-moniter-residu

里面就會出現(xiàn)enery的選項(xiàng)

12 [這個貼子最后由caoqx在 2004/09/15 08:39am 第 2 次編輯]

1.劃分體網(wǎng)格時,為了得到高質(zhì)量的網(wǎng)格,把體分成了幾部分,分別劃分網(wǎng)格,

是不是導(dǎo)入fluent時要用tmerge合并成一個體網(wǎng)格呀? you can see this example

in fluent 6.1.22 Using Sliding Meshes

答:

不用。

在同一GAMBIT文件中對不同的體劃分網(wǎng)格時,最后輸出的網(wǎng)格文件包含了所有的網(wǎng)格。

注意:若用split剖分體時,要選擇“connected”選項(xiàng),否則FLUENT會將交界面默認(rèn)

為壁面(wall)。

面網(wǎng)格劃分也是類似的。

2.分塊劃分網(wǎng)格,定義邊界時,交接面還用定義嘛,如果不定義是不是默認(rèn)為墻呀,

要想使其為內(nèi)部界面,定義為interface嗎?

答:

split出來的區(qū)域,如果你不定義邊界,gambit會默認(rèn)為interior.

亞孫持因子

1、亞松馳(Under Relaxation):所謂亞松馳就是將本層次計算結(jié)果與上一層次結(jié)果的差值作適當(dāng)縮減,以避免由于差值過大而引起非線性迭代過程的發(fā)散。用通用變量來寫出時,為松馳因子(Relaxation Factors)?！稊?shù)值傳熱學(xué)-214》

2、FLUENT中的亞松馳:由于FLUENT所解方程組的非線性,我們有必要控制的變化。一般用亞松馳方法來實(shí)現(xiàn)控制,該方法在每一部迭代中減少了的變化量。亞松馳最簡單的形式為:單元內(nèi)變量等于原來的值加上亞松馳因子a與變化的積分離解算器使用亞松馳來控制每一步迭代中的計算變量的更新。這就意味著使用分離解算器解的方程,包括耦合解算器所解的非耦合方程(湍流和其他標(biāo)量)都會有一個相關(guān)的亞松馳因子。在FLUENT中,所有變量的默認(rèn)亞松馳因子都是對大多數(shù)問題的最優(yōu)值。這個值適合于很多問題,

但是對于一些特殊的非線性問題(如:某些湍流或者高Rayleigh數(shù)自然對流問題),在計算開始時要慎重減小亞松馳因子。

使用默認(rèn)的亞松馳因子開始計算是很好的習(xí)慣。如果經(jīng)過4到5步的迭代殘差仍然增長,你就需要減小亞松馳因子。

有時候,如果發(fā)現(xiàn)殘差開始增加,你可以改變亞松馳因子重新計算。在亞松馳因子過大時通常會出現(xiàn)這種情況。最為安全的方法就是在對亞松馳因子做任何修改之前先保存數(shù)據(jù)文件,并對解的算法做幾步迭代以調(diào)節(jié)到新的參數(shù)。最典型的情況是,亞松馳因子的增加會使殘差有少量的增加,但是隨著解的進(jìn)行殘差的增加又消失了。如果殘差變化有幾個量級你就需要考慮停止計算并回到最后保存的較好的數(shù)據(jù)文件。

注意:粘性和密度的亞松馳是在每一次迭代之間的。而且,如果直接解焓方程而不是溫度方程(即:對PDF計算),基于焓的溫度的更新是要進(jìn)行亞松馳的。要查看默認(rèn)的亞松弛因子的值,你可以在解控制面板點(diǎn)擊默認(rèn)按鈕。

對于大多數(shù)流動,不需要修改默認(rèn)亞松弛因子。但是,如果出現(xiàn)不穩(wěn)定或者發(fā)散你就需要減小默認(rèn)的亞松弛因子了,其中壓力、動量、k和e的亞松弛因子默認(rèn)值分別為0.2,0.5,0.5和0.5。

對于SIMPLEC格式一般不需要減小壓力的亞松弛因子。在密度和溫度強(qiáng)烈耦合的問題中,

如相當(dāng)高的Rayleigh數(shù)的自然或混合對流流動,應(yīng)該對溫度和/或密度(所用的亞松弛因子小于1.0)進(jìn)行亞松弛。相反,當(dāng)溫度和動量方程沒有耦合或者耦合較弱時,流動密度是常數(shù),溫度的亞松弛因子可以設(shè)為1.0。

對于其它的標(biāo)量方程,如漩渦,組分,PDF變量,對于某些問題默認(rèn)的亞松弛可能過大,

尤其是對于初始計算。你可以將松弛因子設(shè)為0.8以使得收斂更容易。

SIMPLE與SIMPLEC比較

在FLUENT中,可以使用標(biāo)準(zhǔn)SIMPLE算法和SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)算法,默認(rèn)是SIMPLE算法,但是對于許多問題如果使用SIMPLEC可能會得到更好的結(jié)果,尤其是可以應(yīng)用增加的亞松馳迭代時,具體介紹如下。

對于相對簡單的問題(如:沒有附加模型激活的層流流動),其收斂性已經(jīng)被壓力速度耦合所限制,你通常可以用SIMPLEC算法很快得到收斂解。在SIMPLEC中,壓力校正亞松馳因子通常設(shè)為1.0,它有助于收斂。但是,在有些問題中,將壓力校正松弛因子增加到1.0可能會導(dǎo)致不穩(wěn)定。

對于所有的過渡流動計算,強(qiáng)烈推薦使用PISO算法鄰近校正。它允許你使用大的時間步,而且對于動量和壓力都可以使用亞松馳因子1.0。對于定常狀態(tài)問題,具有鄰近校正的PISO并不會比具有較好的亞松馳因子的SIMPLE或SIMPLEC好。

對于具有較大扭曲網(wǎng)格上的定常狀態(tài)和過渡計算推薦使用PISO傾斜校正。

當(dāng)你使用PISO鄰近校正時,對所有方程都推薦使用亞松馳因子為1.0或者接近1.0。

如果你只對高度扭曲的網(wǎng)格使用PISO傾斜校正,請設(shè)定動量和壓力的亞松馳因子之和為

1.0

比如:壓力亞松馳因子0.3,動量亞松馳因子0.7)。如果你同時使用PISO的兩種校正方法,

推薦參閱PISO鄰近校正中所用的方法。單精度和雙精度求解器

在所有的操作系統(tǒng)上都可以進(jìn)行單精度和雙精度計算。對于大多數(shù)情況來說,單精度計算已經(jīng)足夠,但在下面這些情況下需要使用雙精度計算:

(1)計算域非常狹長(比如細(xì)長的管道),用單精度表示節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)可能不夠精確,這時需要采用雙精度求解器。

(2)如果計算域是許多由細(xì)長管道連接起來的容器,各個容器內(nèi)的壓強(qiáng)各不相同。如果某個容器的壓強(qiáng)特別高的話,那么在采用同一個參考壓強(qiáng)時,用單精度表示其他容器內(nèi)壓強(qiáng)可能產(chǎn)生較大的誤差,這時可以考慮使用雙精度求解器。

(3)在涉及到兩個區(qū)域之間存在很大的熱交換,或者網(wǎng)格的長細(xì)比很大時,用單精度可能無法正確傳遞邊界信息,并導(dǎo)致計算無法收斂,或精度達(dá)不到要求,這時也可以考慮采用雙精度求解器。

網(wǎng)格文件是包含各個網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)值和網(wǎng)格連接信息2,以及各分塊網(wǎng)格的類型和節(jié)點(diǎn)數(shù)量等信息的文件

進(jìn)程文件(journal file)是一個FLUENT 的命令集合,其內(nèi)容用Scheme 語言寫成?？梢酝ㄟ^兩個途徑創(chuàng)建進(jìn)程文件:一個是在用戶進(jìn)入圖形用戶界面后,系統(tǒng)自動記錄用戶的操作和命令輸入,自動生成進(jìn)程文件;另一個是用戶使用文本編輯器直接用Scheme 語言創(chuàng)建進(jìn)程文件,其工作過程與用FORTRAN 語言編程類似。

File -> Write -> Start Journal

系統(tǒng)就開始記錄進(jìn)程文件。此時原來的Start Journa(l 開始進(jìn)程)菜單項(xiàng)變?yōu)镾top Journal(終止進(jìn)程),點(diǎn)擊Stop Journal(終止進(jìn)程)菜單項(xiàng)則記錄過程停止。

邊界函數(shù)分布文件(profile file)用于定義計算邊界上的流場條件

,還可以將邊界網(wǎng)格寫入單獨(dú)的文件,相應(yīng)的菜單操作是:

File -> Write -> Boundary Grid

在打開的文件選擇窗口中保存文件即可。在用戶對網(wǎng)格不滿意時,可以先將邊界網(wǎng)格保存起來,然后再用Tgrid 軟件讀入這個網(wǎng)格文件,并重新生成滿意的立體網(wǎng)格。

FLUENT 目前可以兼容的導(dǎo)出格式包括ABAQUS、ANSYS、ASCII、AVS、CGNS、Data Explorer、EnSight (過去稱為 MPGS )、FAST、Fieldview、I-DEAS、NASTRAN、PATRAN、RadTherm 和Tecplot 格式。

需要注意的是,FLUENT 不支持表面(surface)數(shù)據(jù)。如果導(dǎo)出的文件中帶有指定的表面,那么這樣的文件將不能重新導(dǎo)入FLUENT。不過FLUENT 的網(wǎng)格生成軟件TGrid 支持表面數(shù)據(jù)。另外,I-DEAS 軟件不支持金字塔型的網(wǎng)格劃分方式,所以如果網(wǎng)格中帶有金字塔型網(wǎng)格的數(shù)據(jù),I-DEAS 將無法識別這樣的數(shù)據(jù)。EnSight6 和結(jié)構(gòu)化FieldViewCase+Data 數(shù)據(jù)可以用FLUENT 并行版輸出。

網(wǎng)格之間解的插值(interpolate)

FLUENT 允許在幾何形狀確定后,通過插值的方式,在不同網(wǎng)格之間傳遞數(shù)據(jù)。比如,可以將六面體網(wǎng)格的計算結(jié)果,通過插值轉(zhuǎn)換成混合網(wǎng)格的計算解,然后再利用這個解作為初始解開始混合網(wǎng)格中的計算

在FLUENT 中對下述問題只能使用國際單位制進(jìn)行輸入:

(1)邊界函數(shù)分布文件。

(2)源項(xiàng)。

(3)自定義場變量。

(4)由外部繪圖軟件生成的數(shù)據(jù)。

(5)用戶自定義函數(shù)(UDF)。

FLUENT 中的“缺省”單位制與國際單位制的唯一區(qū)別是角度的單位是“度”,而不是弧度。

FLUENT 提供三種計算方式,即分離方式、耦合隱式和耦合顯式。這三種計算方式都可以給出精確的計算結(jié)果,只是針對某些特殊問題時,某種計算方式可能比其它兩種方式更快一些。

分離計算和耦合計算的區(qū)別在于求解連續(xù)、動量、能量和組元方程的方法有所不同。分離方式是分別求解上面的幾個方程,最后得到全部方程的解,耦合方式則是用求解方程組的方式,同時進(jìn)行計算并最后獲得方程的解。兩種計算方式的共同點(diǎn)是,在求解附帶的標(biāo)量方程時,比如計算湍流模型或輻射換熱時,都是采用單獨(dú)求解的方式,就是先求解控制方程,再求解湍流模型方程或輻射方程。顯式和隱式的區(qū)別在于對方程的線化方式有所不同。

分離方式一般用于不可壓流或弱可壓流的計算。耦合方式則通常用于高速可壓流計算。而在FLUENT 中,兩種方式都可以用于可壓和不可壓流動計算,只是在計算高速可壓流時,耦合方式的計算結(jié)果更好一些。

FLUENT 求解器的缺省計算方法是分離算法,但是對于高速可壓流、徹體力強(qiáng)耦合型

問題(比如浮力問題或旋轉(zhuǎn)流動問題)、超細(xì)網(wǎng)格計算問題等類型的問題,最好還是使用耦合隱式計算方式。這個求解器收斂速度更快,只是需要占用更大的內(nèi)存

耦合顯式計算也是將能量方程與其它方程耦合在一起進(jìn)行計算,但是所需內(nèi)存更小,而計算時間則比較長。

只能在分離式求解器中使用的模型:

(1)多相流模型。

(2)混合濃度/PDF 燃燒模型。

(3)預(yù)混燃燒模型。

(4)污染物構(gòu)成模型。

(5)相變模型。

(6)Rosseland 輻射模型。

(7)特定質(zhì)量流周期流模型。

(8)流向周期性換熱模型。

簡單地說,可以用三種方法判斷計算是否已經(jīng)收斂:

(1)觀察殘差曲線。

可以在殘差監(jiān)視器面板中設(shè)置Convergence Criterion(收斂判據(jù)),比如設(shè)為10-3,則殘差下降到小于10-3 時,系統(tǒng)既認(rèn)為計算已經(jīng)收斂并同時終止計算。

(2)流場變量不再變化。

有時候不論怎樣計算,殘差都不能降到收斂判據(jù)以下。此時可以用具有代表性的流場變量來判斷計算是否已經(jīng)收斂——如果流場變量在經(jīng)過很多次迭代后不再發(fā)生變化,就可以認(rèn)為計算已經(jīng)收斂。

(3)總體質(zhì)量、動量、能量達(dá)到平衡。

在Flux Reports(通量報告)面板中檢查質(zhì)量、動量、能量和其他變量的總體平衡情況。通過計算域的凈通量應(yīng)該小于0.1%。

一階精度格式的缺點(diǎn)是耗散性很大,計算穩(wěn)定性好,但是對流場中梯度比較大區(qū)域內(nèi)的解有比較嚴(yán)重的“抹平”現(xiàn)象,因此為了獲得精度更高的結(jié)果,可以采用二階精度格式。因?yàn)槎A精度格式的穩(wěn)定性不如一階精度,所以在采用二階精度格式的時候要適當(dāng)減小亞松弛因子

通過對一階精度的計算結(jié)果和采用適應(yīng)性網(wǎng)格、并用二階精度計算的結(jié)果進(jìn)行對比,可以發(fā)現(xiàn),后者的耗散性已經(jīng)大大減小,計算精度得到提高。在FLUENT 中,一階精度格式是缺省設(shè)置的計算格式,在實(shí)際計算過程中可以用它獲得初始流場,然后再提高計算格式精度,最后采用適應(yīng)性網(wǎng)格技術(shù)。采用這樣的計算策略,既可以保證計算的穩(wěn)定性,又可以獲得精度較高的流場計算結(jié)果,因此在復(fù)雜流場的計算中是經(jīng)常使用的辦法.

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就是網(wǎng)格拓?fù)湎喈?dāng)于矩形域內(nèi)均勻網(wǎng)格的網(wǎng)格。為了便于處理物面邊界條件,以提高計算精度,常要求結(jié)構(gòu)網(wǎng)格具有貼體性質(zhì),即通過坐標(biāo)變換,使物體的幾何邊界成為坐標(biāo)面(線)?，F(xiàn)有的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的生成方法基本上可分為以下四大類:

1、代數(shù)生成方法。其特點(diǎn)是根據(jù)邊界上規(guī)定的網(wǎng)格點(diǎn)位置,或者附加一些參考點(diǎn)位置,用插值方法確定所有其它網(wǎng)格點(diǎn)的位置。它具有簡便靈活、計算速度快的突出優(yōu)點(diǎn),但對復(fù)雜的幾何形狀往往難以找到合適的插值函數(shù)。

2、保角變換方法。它能生成完全正交的貼體網(wǎng)格,計算機(jī)時也少,但局限于二維情況,且對物體形狀往往有很大限制。

3、偏微分方程方法。其特點(diǎn)是通過求解偏微分方程的邊值問題來確定區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格點(diǎn)分布。它具有較大的適應(yīng)性,且生成的網(wǎng)格質(zhì)量很好,特別是橢圓型方程生成的網(wǎng)格通常是光滑和均勻變化的,同時調(diào)和函數(shù)的極值性質(zhì)保證了網(wǎng)格生成時物理空間和計算空間之間的一一對應(yīng)關(guān)系,但網(wǎng)格較密時,一般需要較長的計算機(jī)時。

4、變分原理方法。在這類方法中,將生成網(wǎng)格所希望滿足的要求表示成某個目標(biāo)函數(shù)(泛函)取極值。這種方法常用于生成自適應(yīng)網(wǎng)格,因?yàn)榭梢员容^方便地將自適應(yīng)網(wǎng)格的要求用某個變分原理來表示,然后再導(dǎo)出和該變分原理相應(yīng)的偏微分方程,即Euler 方程。

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格總的優(yōu)點(diǎn)是可以方便準(zhǔn)確地處理邊界條件,計算精度高,并且可以采用許多高效隱式算法和多重網(wǎng)格法,計算效率也較高。缺點(diǎn)是對復(fù)雜外形的網(wǎng)格生成較難,甚至難以實(shí)現(xiàn);即使生成多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,塊與塊之間的界面處理又十分復(fù)雜,因而在使用上受到限制。

非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就是指這種網(wǎng)格單元和節(jié)點(diǎn)彼此沒有固定的規(guī)律可循,其節(jié)點(diǎn)分布完全是任意的。其基本思想基于這樣的假設(shè):任何空間區(qū)域都可以被四面體(三維)或三角形(二維)單元所填滿,即任何空間區(qū)域都可以被四面體或三角形為單元的網(wǎng)格所劃分。它有兩種類型:宏觀非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和微觀非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。

宏觀非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格是先將空間區(qū)域劃分成許多小塊,每個小塊用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,再將每個小塊網(wǎng)格用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格連接,合并成總體網(wǎng)格。它在一定程度上可以解復(fù)雜邊界問題,但塊網(wǎng)格拓?fù)涞男纬赏枰罅康娜斯ぬ幚?因而不易形成工程實(shí)際所需的通用程序;而且這種網(wǎng)格由于自適應(yīng)處理會導(dǎo)致網(wǎng)格結(jié)構(gòu)性的徹底破壞,因而也不適合于作網(wǎng)格自適應(yīng)。

微觀非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格是完全沒有規(guī)律的、自由生成的網(wǎng)格,是一種任意的網(wǎng)格。這種網(wǎng)格較結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有如下優(yōu)點(diǎn):(1)適合于復(fù)雜區(qū)域的網(wǎng)格劃分,特別對奇性點(diǎn)的處理很簡單;(2)其隨機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更易于作網(wǎng)格自適應(yīng),以便更好地捕獲流場的物理特性;(3)其生成過程不需求解任何方程。因而這類網(wǎng)格目前使用較多。其生成主要有兩個環(huán)節(jié):(1)如何在計算域內(nèi)合理分布網(wǎng)格點(diǎn);(2)如何將網(wǎng)格點(diǎn)有效連接,形成三角形或四面體網(wǎng)格單元?，F(xiàn)有的生成方法很多,但絕大多數(shù)都基于De1aunay 原理(二維),最為常用的是以下三種:

1、四叉樹(二維)/八叉樹(三維)方法

2、Delaunay 方法

3、陣面推進(jìn)方法

現(xiàn)有的網(wǎng)格自適應(yīng)方法有再生網(wǎng)格(Remeshing)法、網(wǎng)格加密(Mesh Refinement)法。網(wǎng)格移動(Mesh Movement)法等。再生網(wǎng)格法需要較長的計算機(jī)時,而網(wǎng)格移動法又相當(dāng)復(fù)雜,一般采用網(wǎng)格加密法。

混合網(wǎng)格生成技術(shù)

1、針對多部件或多體復(fù)雜外形的混合網(wǎng)格

2、針對黏性計算的混合網(wǎng)格

3、矩形與非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格

復(fù)雜外形網(wǎng)格生成

面網(wǎng)格:Gambit 根據(jù)幾何形狀及CFD 計算的需要提供了三種不同的網(wǎng)格劃分方法:

1、映射方法

2、子映射方法

3、自由網(wǎng)格

體網(wǎng)格:

1、映射網(wǎng)格

2、子映射網(wǎng)格

3、Cooper 方法

Cooper 方法適合于在一個方向幾何相似,而在另兩個方向幾何較為復(fù)雜的實(shí)體

4、Tgrid 方法

對于復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu),可以采用Tgrid 方法方法生成四面體和金字塔網(wǎng)格,Tgrid 方法生成網(wǎng)格過程不需要用戶干預(yù),可以劃分出網(wǎng)格密度變化很大的網(wǎng)格。特別適合計算域很大的外流場。

5、混合網(wǎng)格

Map 創(chuàng)建四邊形的結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格

Submap 將一個不規(guī)則的區(qū)域劃分為幾個規(guī)則區(qū)域并分別劃分結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格。

Pave 創(chuàng)建非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格

Tri Primitive 將一個三角形區(qū)域劃分為三個四邊形區(qū)域并劃分規(guī)則網(wǎng)格。

Wedge Primitive 在一個楔形的尖端劃分三角形網(wǎng)格,沿著楔形向外輻射,劃分四邊形網(wǎng)格

CAD 中創(chuàng)建的圖形要輸出為.sat 文件,要滿足一定的條件。對于二維圖形來說,它必須是一個region,也就是說要求是一個聯(lián)通域。對于三維圖形而言,要求其是一個ASCI body。

FLUENT 對網(wǎng)格文件的操作:

運(yùn)動或縮放結(jié)點(diǎn)坐標(biāo),為并行處理分離單元,重新標(biāo)記區(qū)域中的網(wǎng)格單元以減少帶寬,以及合并或分離區(qū)域。你可以獲得各種各樣的網(wǎng)格調(diào)試信息,包括內(nèi)存的使用復(fù)雜度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和區(qū)域信息。你可以檢查出網(wǎng)格中的結(jié)點(diǎn)、面和單元數(shù)目,決定區(qū)域中的最小和最大單元體,并且可以核查每個單元的合適的結(jié)點(diǎn)和面數(shù)

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