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fluent建模教程讲解 (2).pdf
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目录
1.理论知识
1.1 Gambit 软件的介绍
1.2 Fluent 软件的介绍
1.3 Exceed 安装介绍
2.建模过程
2.1
Gambit 启动
2.2
建立几何模型
3.网格划分
4.1
划分网格
4.2
检查网格划分情况
4.3
设置边界类型
4.4
输出网格文件
4.计算求解
5.1
检查网格并定义长度单位
5.2
设置计算模型
5.3
设置流体材料属性
5.4
设置边界条件
5.5
求解初始化
5.6
设置残差监视
5.7
保存 case 文件
5.8
求解计算
5.9
保存计算结果
5.后期处理
第一章
读入 case 和 data 文件
第二章
显示网格
第三章
创建相关面
第四章
计算各单电池获得的质量流率
第五章
绘制图表
6.参考链接
第一章 理论知识
1.1 Gambit 软件的介绍
GAMBIT 是为了帮助分析者和设计者建立并网格化计算流体力学( CFD)模型和其它
科学应用而设计的一个软件包。 GAMBIT 通过它的用户界面( GUI)来接受用户的输入。
GAMBIT GUI 简单而又直接的做出 建立模型 、网格化模型、指定模型区域大小等基本步
骤,然而这对很多的模型应用已是足够了。
面向 CFD 分析的高质量的前处理器,其主要功能包括几何建模和网格生成。由于
GAMBIT 本身所具有的强大功能,以及快速的更新,在目前所有的 CFD 前处理软件中,
GAMBIT 稳居上游。
GAMBIT 软件具有以下特点:
☆ ACIS 内核基础上的全面三维几何建模能力,通过多种方式直接建立点、线、
面、体,而且具有强大的布尔运算能力, ACIS 内核已提高为 ACIS R12 。该功能大大
领先于其它 CAE 软件的前处理器;
☆ 可对自动生成的 Journal 文件进行编辑,以自动控制修改或生成新几何与网
格;
☆ 可以导入 PRO/E 、UG、CATIA 、SOLIDWORKS 、ANSYS 、PATRAN 等大多数 CAD/CAE
软件所建立的几何和网格。导入过程新增自动公差修补几何功能,以保证 GAMBIT 与
CAD 软件接口的稳定性和保真性,使得几何质量高,并大大减轻工程师的工作量;
☆ 新增 PRO/E 、CATIA 等直接接口, 使得导入过程更加直接和方便;
☆ 强大的几何修正功能,在导入几何时会自动合并重合的点、线、面;新增几
何修正工具条,在消除短边、缝合缺口、修补尖角、去除小面、去除单独辅助线和修
补倒角时更加快速、自动、灵活,而且准确保证几何体的精度;
☆ G/TURBO 模块可以准确而高效的生成旋转机械中的各种风扇以及转子、 定子等
的几何模型和计算网格;
☆ 强大的网格划分能力,可以划分包括边界层等 CFD 特殊要求的高质量网格。
GAMBIT 中专用的网格划分算法可以保证在复杂的几何区域内直接划分出高质量的四
面体、六面体网格或混合网格;
☆ 先进的六面体核心 (HEXCORE) 技术是 GAMBIT 所独有的,集成了笛卡尔网格和
非结构网格的优点,使用该技术划分网格时更加容易,而且大大节省网格数量、提高
网格质量;
☆ 居于行业领先地位的尺寸函数( Size function )功能可使用户能自主控制网
格的生成过程以及在空间上的分布规律,使得网格的过渡与分布更加合理,最大限度
地满足 CFD 分析的需要;
☆ GAMBIT 可高度智能化地选择网格划分方法,可对极其复杂的几何区域划分出
与相邻区域网格连续的完全非结构化的混合网格;
☆ 新版本中增加了新的附面层网格生成器,可以方便地生成高质量的附面层网
格;
☆ 可为 FLUENT 、POLYFLOW 、 FIDAP 、ANSYS 等解算器生成和导出所需要的网
格和格式。
1.2 Fluent 软件的介绍
CFD 商业软件介绍之一—— FLUENT
通用 CFD 软件包,用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采
用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术,因而 FLUENT 能达到最佳的收敛速度和
求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型,使
FLUENT 在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动 /变形
网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
FLUENT 软件具有以下特点:
☆
FLUENT 软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法,而且具有基于网格节点和网格单元
的梯度算法;
☆
定常/非定常流动模拟,而且新增快速非定常模拟功能;
☆
FLUENT 软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题,用户只需指定初始网格和运动
壁面的边界条件,余下的网格变化完全由解算器自动生成。网格变形方式有三种:弹簧压缩式、动
态铺层式以及局部网格重生式。其局部网格重生式是 FLUENT 所独有的,而且用途广泛,可用于非
结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题;
☆
FLUENT 软件具有强大的网格支持能力,支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以
及滑动网格等。值得强调的是,FLUENT 软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术
以及动网格与网格动态自适应相结合的技术;
☆
FLUENT 软件包含三种算法:非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法,是商用软件
中最多的;
☆
FLUENT 软件包含丰富而先进的物理模型,使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。
湍流模型包含 Spalart-Allmaras 模型、k-ω 模型组、k-ε 模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡
模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和 V2F 模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍
流模型;
☆
适用于牛顿流体、非牛顿流体;
☆
含有强制/自然/混合对流的热传导,固体/流体的热传导、辐射;
☆
化学组份的混合/反应;
☆
自由表面流模型,欧拉多相流模型,混合多相流模型,颗粒相模型,空穴两相流模型,湿
蒸汽模型;
☆
融化溶化/凝固;蒸发/冷凝相变模型;
☆
离散相的拉格朗日跟踪计算;
☆
非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导,多孔介质模型(考虑多孔介质压力突变);
☆
风扇,散热器,以热交换器为对象的集中参数模型;
☆
惯性或非惯性坐标系,复数基准坐标系及滑移网格;
☆
动静翼相互作用模型化后的接续界面;
☆
基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型;
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