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二阶迎风绝对稳定精度较一阶迎风高,但仍有假扩散问题混合格式绝对稳定当小于等于时,性能与中心差分格式相同当大于时,性能与一阶迎Peclet2Peclet2风格式相同指数格式、乘方格式绝对稳定主要适用于无源项的对流扩散问题,对有非常数源项的场合,当数较高时有较大Peclet误差格式QUICK条件稳定小于等于Peclet8/3可以减少假扩散误差,精度较高,应用较广泛,但主要用于六面体和四边形网格改进的格式QUICK绝对稳定性能同标准格式,只是不存在稳定性问题QUICK流场数值计算的目的是什么?主要方法有哪些?其基本思路是什么?各自的适用范围是5什么?这个问题的范畴好大啊简要的说一下个人的理解吧流场数值求解的目的就是为了得到某个流动状态下的相关参数,这样可以节省实验经费,节约实验时间,并且可以模拟一些不可能做实验的流动状态主要方法有有限差分,有限元和有限体积法,好像最近还有无网格法和波尔兹曼法(格子法)基本思路都是将复杂的非线性差分/积分方程简化成简单的代数方程相对来说,有限差分法对网格的要求较高,而其他的方法就要灵活的多可压缩流动和不可压缩流动,在数值解法上各有何特点?为何不可压缩流动在求解时反6而比可压缩流动有更多的困难?注这个问题不是一句两句话就能说清楚的,大家还是看下面的两篇小文章吧,摘自《计算流体力学应用》,读完之后自有体会可压缩及方程数值解
6.1Euler Navier-Stokes描述无粘流动的基本方程组是方程组,描述粘性流动的基本方程组是Euler Navier-Stokes方程组用数值方法通过求解方程和方程模拟流场是计算流体动力学的Euler Navier-Stokes重要内容之一由于飞行器设计实际问题中的绝大多数流态都具有较高的雷诺数,这些流动粘性区域很小,由对流作用主控,因此针对方程发展的计算方法,在大多数情况下对Euler Navier-方程也是有效的,只需针对粘性项用中心差分离散Stokes用数值方法求解无粘方程组的历史可追溯到世纪年代,具有代表性的方法Euler2050是年等人以及年和提出的一阶方法从那时开始,人们发1952Courant1954Lax Friedrichs展了大量的差分格式和的开创性工作是非定常(可压缩)Lax WendroffEuler Navier-Stokes方程组数值求解方法发展的里程碑二阶精度格式应用于非线性方程组派生出Lax-Wendroff了一类格式,其共同特点是格式空间对称,即在空间上对一维问题是三点中心格式,在时间上是显式格式,并且该类格式是从时间空间混合离散中导出的该类格式中最流行的是格式MacCormack采用时空混合离散方法,其数值解趋近于定常时依赖于计算中采用的时间步长尽管由时间步长项引起的误差与截断误差在数量级上相同,但这却体现了一个概念上的缺陷,因为在计算得到的定常解中引进了一个数值参数将时间积分从空间离散中分离出来就避免了上述缺陷常用的时空分别离散格式有中心型格式和迎风型格式空间二阶精度的中心型格式(一维问题是三点格式)就属于上述范畴该类格式最具代表性的是隐式格式和Beam-Warming等人采用的时间积分方法发展的显式格式迎风型差分格式共同特点Jameson Runge-Kutta是所建立起的特征传播特性与差分空间离散方向选择的关系是与无粘流动的物理特性一致的第一个显式迎风差分格式是由等人构造的,并推广为二阶精度和隐式时间积分方法Courant基于通量方向性离散的和矢通量分裂方法可以认为是这类格式的一Steger-Warming Van Leer种该类格式的第二个分支是方法,该方法在每个网格步求解描述相邻间断(Godunov Riemann问题)的当地一维方程根据这一方法、和等人构造了一系列引入Euler EngquistOsher Roe近似算子的格式,这就是著名的通量差分方法Riemann对于没有大梯度的定常光滑流动,所有求解方程格式的计算结果都是令人满意的,Euler但当出现诸如激波这样的间断时,其表现确有很大差异绝大多数最初发展起来的格式,如格式中心型格式,在激波附近会产生波动人们通过引入人工粘性构造了各种Lax-Wendroff方法来控制和限制这些波动在一个时期里,这类格式在复杂流场计算中得到了应用然而,由于格式中含有自由参数,对不同问题要进行调整,不仅给使用上带来了诸多不便,而且格式对激波分辨率受到影响,因而其在复杂流动计算中的应用受到了一定限制另外一种方法是力图阻止数值波动的产生,而不是在其产生后再进行抑制这种方法是建立在非线性限制器的概念上,这一概念最初由和及提出,并且通过Boris BookVanLeer发展的总变差减小的重要概念得以实现通过这一Harten TVD,Total VariationDiminishing途径,数值解的变化以非线性的方式得以控制这一类格式的研究和应用,在世纪年代2080形成了一股发展浪潮年,张涵信和庄逢甘利用热力学焙增原理,通过对差分格式修正1988方程式的分析,构造了满足炳增条件能够捕捉激波的无波动、无自由参数的耗散格式格NND式该类格式在航空航天飞行器气动数值模拟方面得到了广泛应用年,和指出,格式最多能达到二阶精度为了突破这一精度上1987Harten OsherTVD的限制引入了实质上无波动格式的概念该类格式“几乎是的,因此推断ENO TVD”Harten这些格式产生的数值解是一致有界的继和之后,和将格式从Harten OsherShu OsherENO一维推广到多维在三阶精度差分格式上也做了不少工作年,张涵信另辟蹊径,ENO1992在格式的基础上,发展了一种能捕捉激波的实质上无波动、无自由参数的三阶精度差分NND格式简称格式年,、和发展了ENN1994Liu OsherChan WENOWeightedEssentially格式格式是基于格式构造的高阶混合格式,它在保持了Non-Oscillatory WENO ENOENO格式优点的同时,计算流场中虚假波动明显减少此后,提出了一种新的网格模板光滑程Jiang度的度量方法目前高阶精度格式的研究与应用是计算流体力学的热点问题之一不可压缩方程求解
6.2Navier-Stokes不可压缩流体力学数值解法有非常广泛的需求从求解低速空气动力学问题,推进器内部流动,到水动力相关的液体流动以及生物流体力学等满足这么广泛问题的研究,要求有与之相应的较好的物理问题的数学模型以及鲁棒的数值算法相对于可压缩流动,不可压缩流动的数值求解困难在于,不可压缩流体介质的密度保持常数,而状态方程不再成立,连续方程退化为速度的散度为零的方程由此,在可压缩流动的计算中可用于求解密度和压力的连续方程在不可压缩流动求解中仅是动量方程的一个约束条件,由此求解不可压缩流动的压力称为一个困难求解不可压缩流动的各种方法主要在于求解不同的压力过程目前,主要有两类求解不可压缩流体力学的方法,原始变量方法和非原始变量方法求解不可压缩流动的原始变量方法是将方程写成压力和速度的形式,进行直接求Navier-Stokes解,这种形式已被广为应用非原始变量方法主要有提出的流函数■涡函数法、和Fasel Aziz提出的势函数-涡函数方法在求解三维流动问题时,上述每一个方法都需要反复求Heliums解三个方程,非常耗时原始变量方法可以分为三类第一种方法是和Possion HarlowWelch首先提出的压力方程方法该方法首先将动量方程推进求得速度场,然后利用Possion Possion方程求解压力,这一种方法由于每一时间步上需要求解方程,求解非常耗时第二种Possion方法是和的Patanker SpaldingSIMPLESemi-lmplicit Methodfor Pressure-Linked Equation法,它是通过动量方程求得压力修正项对速度的影响,使其满足速度散度等于零的条件作为压力控制方程第三种方法是虚拟压缩方法,这一方法是于年提出的该方法的核Chorin1967心就是通过在连续方程中引入一个虚拟压缩因子,再附加一项压力的虚拟时间导数,使压力显式地与速度联系起来,同时方程也变成了双曲型方程这样,方程的形式就与求解可压缩流动的方程相似,因此,许多求解可压缩流动的成熟方法都可用于不可压缩流动的求解目前,由于基于求解压力方程的方法非常复杂及耗时,难于求解具体的工程实Possion际问题,因此用此方法解决工程问题的工作越来越少工程上常用的主要是方法和虚SIMPLE拟压缩方法luent中一些问题-----(7-27)什么叫边界条件?有何物理意义?它与初始条件有什么关系?7边界条件与初始条件是控制方程有确定解的前提边界条件是在求解区域的边界上所求解的变量或其导数随时间和地点的变化规律对于任何问题,都需要给定边界条件初始条件是所研究对象在过程开始时刻各个求解变量的空间分布情况,对于瞬态问题,必须给定初始条件,稳态问题,则不用给定对于边界条件与初始条件的处理,直接影响计算结果的精度在瞬态问题中,给定初始条件时要注意的是要针对所有计算变量,给定整个计算域内各单元的初始条件;初始条件一定是物理上合理的,要靠经验或实测结果在数值计算中,偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别?8我们知道很多描述物理问题的控制方程最终就可以归结为偏微分方程,描述流动的控制方程也不例外从数学角度,一般将偏微分方程分为椭圆型(影响域是椭圆的,与时间无关,且是空间内的闭区域,故又称为边值问题),双曲型(步进问题,但依赖域仅在两条特征区域之间),抛物型(影响域以特征线为分界线,与主流方向垂直;具体来说,解的分布与瞬时以前的情况和边界条件相关,下游的变化仅与上游的变化相关;也称为初边值问题);从物理角度,一般将方程分为平衡问题(或稳态问题),时间步进问题两种角度,有这样的关系椭圆型方程描述的一般是平衡问题(或稳态问题),双曲型和抛物型方程描述的一般是步进问题至于具体的分类方法,大家可以参考一般的偏微分方程专著,里面都有介绍关于各种不同近似水平的流体控制方程的分类,大家可以参考张涵信院士编写《计算流体力学一差分方法的原理与应用》里面讲的相当详细三种类型偏微分方程的基本差别如卜)三种类型偏微分方程解的适定性(即解存在且唯一,并且解稳定)要求对定解条件有1不同的提法;)三种类型偏微分方程解的光滑性不同,对定解条件的光滑性要求也不同;2椭圆型和抛物型方程的解是充分光滑的,因此对定解条件的光滑性要求不高而双曲型方程允许有所谓的弱解存在(如流场中的激波),即解的一阶导数可以不连续,所以对定解条件的光滑性要求很高,这也正是采用有限元法求解双曲型方程困难较多的原因之一)三种类型偏微分方程的影响区域和依赖区域不一样3在双曲型和抛物型方程所控制的流场中,某一点的影响区域是有界的,可采用步进求解如对双曲型方程求解时,为了与影响区域的特征一致,采用上风格式比较适宜而椭圆型方程的影响范围遍及全场,必须全场求解,所采用的差分格式也要采用相应的中心格式在网格生成技术中,什么叫贴体坐标系?什么叫网格独立解?9数值计算的与实验值之间的误差来源只要有这几个物理模型近似误差(无粘或有粘,定常与非定常,二维或三维等等),差分方程的截断误差及求解区域的离散误差(这两种误差通常统称为离散误差),迭代误差(离散后的代数方程组的求解方法以及迭代次数所产生的误差),舍入误差(计算机只能用有限位存储计算物理量所产生的误差)等等在通常的计算中,离散误差随网格变细而减小,但由于网格变细时,离散点数增多,舍入误差也随之加大由此可见,网格数量并不是越多越好的再说说网格无关性的问题,由上面的介绍,我们知道网格数太密或者太疏都可能产生误差过大的计算结果,网格数在一定的范围内的结果才与实验值比较接近,这样在划分网格时就要求我们首先依据已有的经验大致划分一个网格进行计算,将计算结果(当然这个计算结果必须是收敛的)与实验值进行比较(如果没有实验值,则不需要比较,后面的比较与此类型相同),再酌情加密或减少网格,再进行计算,再与实验值进行比较,并与前一次计算结果比较,如果两次的计算结果相差较小(例如在)说明这一范围的网格的计算结果是可信的,说明计算2%,结果是网格无关的再加密网格已经没有什么意义(除非你要求的计算精度较高)但是,如果你用粗网格也能得到相差很小的计算结果,从计算效率上讲,你就可以完全使用粗网格去完成你的计算加密或者减少网格数量,你可以以一倍的量级进行在中显示的主要通过哪几种来判断其网格的质量?及其在做网格时大致注10GAMBIT“check”意到哪些细节?判断网格质量的方面有单元面积,适用于单元,较为基本的单元质量特征Area2D长宽比,不同的网格单元有不同的计算方法,等于是最好的单元,如正三Aspect Ratio1角形,正四边形,正四面体,正六面体等;一般情况下不要超过
51.对角线之比,仅适用于四边形和六面体单元,默认是大于或等于的,该Diagonal Ratio1值越高,说明单元越不规则,最好等于也就是正四边形或正六面体1,长边与最短边长度之比,大于或等于最好等于解释同上Edge Ratio1,1,通过单元夹角计算的歪斜度,在到之间,为质量最好,为质量最EquiAngle Skew0101差最好是要控制在到之间
00.4通过单元大小计算的歪斜度,在到之间,为质量最好,为质量最EquiSize Skew0101差质量好的单元该值最好在以内,单元在以内2D
0.13D
0.4通过单元边中点连线夹角计算的歪斜度,仅适用于四边形和六面体单元,在MidAngle Skew到之间,为质量最好,为质量最差0101相邻单元大小之比,仅适用于)单元,最好控制在以内Size Change312伸展度通过单元的对角线长度与边长计算出来的,仅适用于四边形和六面体单Stretch兀,在到之间,为质量最好,为质量最差0101锥度仅适用于四边形和六面体单元,在至之间,为质量最好,为质量最Taper0101差单元体积,仅适用于单元,划分网格时应避免出现负体积Volume3D翘曲仅适用于四边形和六面体单元,在到之间,为质量最好,为质量Wamage0101最差以上只是针对帮助文件的简单归纳,不同的软件有不同的评价单元质量的指标,Gambit使用时最好仔细阅读帮助文件另外,在中的窗口键入然后回车,能检查网格的质量,主要Fluent gridquality Fluent有以下三个指标如果该值等于表示得到了很坏的单元;
1.Maxium cellsquish:1,该值在到之间,表示最好,表示最坏;
2.Maxium cellskewness:0101表示最好
3.Maxiumaspect-ratio:1在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时,即两块网格不连续时,怎么样克服11这种情况呢?这个问题就是非连续性网格的设置,一般来说就是把两个交接面设置为一对interface另外,作此操作可能出现的问题及可供参考的解决方法为问题把两个面(其中一个实际是由若干小面组成,将若干小面定义为了了)拼接group在一起,也就是说两者之间有流体通过,两个面个属不同的体,网格导入到口寸,使用fluent时出现网格的错误,将的边界条件删除,就不会发生网格检查的错interface checkinterface误,如何将两个面的网格相连?原因后的两个体的交接面,以将其作为内部流体处理(非重叠部分默认interface fluent为合并后网格会在某些地方发生畸变,导致合并失败,也可能准备合并的两个面几何位置wall,有误差,应该准确的在同一几何位置(合并的面大小相等时),在合并之前要合理分块解决方法为了避免网格发生畸变(可能一个面上的网格跑到另外的面上了),可以一面网格粗,一面网格细避免;再者就是通过将一个面的网格直接映射到另一面上的,两个面默认为也可以将网格拼接一起.interior.在设置边界层类型时需要注意的几个问题、没有定义的边界线如何处理?、计12GAMBIT ab算域内的内部边界如何处理()2D答默认为一般情况下可以到再修改边界类型内部边界如果是gambit wall,fluent split产生的,那么就不需再设定了,如果不是,那么就需要设定为或者是interface internal为何在划分网格后,还要指定边界类型和区域类型?常用的边界类型和区域类型有哪些?13答要得到一个问题的定解就需要有定解条件,而边界条件就属于定解条件也就是说边界条件确定了结果不同的流体介质有不同的物理属性,也就会得到不同的结果,所以必须指定区域类型对于来说,默认的区域类型是所以一般情况下不需要再指定gambit fluid,何为流体区域()和固体区域()为什么要使用区域的概念?14fluid zonesolid zoneFLUENT是怎样使用区域的?是一个单元组,是求解域内所有流体单元的综合所激活的方程都要在这些Fluid Zone单元上进行求解向流体区域输入的信息只是流体介质(材料•)的类型对于当前材料列表中没有的材料,需要用户自行定义注意,多孔介质也当作流体区域对待也是一个单元组,只不过这组单元仅用来进行传热计算,不进行任何的流动计Solid Zone算作为固体处理的材料可能事实上是流体,但是假定其中没有对流发生,固体区域仅需要输入材料类型中使用的概念,主要是为了区分分块网格生成,边界条件的定义等等;Fluent Zone如何监视的计算结果?如何判断计算是否收敛?在中收敛准则是如何定15FLUENT FLUENT义的?分析计算收敛性的各控制参数,并说明如何选择和设置这些参数?解决不收敛问题通常的几个解决方法是什么?可以采用残差控制面板来显示;或者采用通过某面的流量控制;如监控出口上流量的变化;采用某点或者面上受力的监视;涡街中计算达到收敛时,绕流体的面上受的升力为周期交变,而阻力为平缓的直线怎样判断计算结果是否收敛?、观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化;
1、各个参数的残差随计算步数的增加而降低,最后趋于平缓;
2、要满足质量守恒(计算中不牵涉到能量)或者是质量与能量守恒(计算中牵涉到能量)3特别要指出的是,即使前两个判据都已经满足了,也并不表示已经得到合理的收敛解了,因为,如果松弛因子设置得太紧,各参数在每步计算的变化都不是太大,也会使前两个判据得到满足此时就要再看第三个判据了还需要说明的就是,一般我们都希望在收敛的情况下,残差越小越好,但是残差曲线是全场求平均的结果,有时其大小并不一定代表计算结果的好坏,有时即使计算的残差很大,但结果也许是好的,关键是要看计算结果是否符合物理事实,即残差的大小与模拟的物理现象本身的复杂性有关,必须从实际物理现象上看计算结果比如说一个全机模型,在大攻角情况下,解震荡得非常厉害,而且残差的量级也总下不去,但这仍然是正确的,为什么呢,因为大攻角下实际流动情形就是这样的,不断有涡的周期性脱落,流场本身就是非定常的,所以解也是波动的,处理的时候取平均就可以呢)什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么样16的影响?、亚松驰()所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的1Under Relaxation差值作适当缩减,以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散用通用变量来写出时,为松驰因子()《数值传热学》Relaxation Factorso-
214、中的亚松驰由于所解方程组的非线性,我们有必要控制的变化一2FLUENT FLUENT般用亚松驰方法来实现控制,该方法在每一部迭代中减少了的变化量亚松驰最简单的形式为单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子与变化的积,分离解a算器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新这就意味着使用分离解算器解的方程,包括耦合解算器所解的非耦合方程(湍流和其他标量)都会有一个相关的亚松驰因子在中,所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值这个值适合于很多问题,FLUENT但是对于一些特殊的非线性问题(如某些湍流或者高数自然对流问题),在计算Rayleigh开始时要慎重减小亚松驰因子使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯如果经过到4步的迭代残差仍然增长,你就需要减小亚松驰因子有时候,如果发现残差开始增加,你可5以改变亚松驰因子重新计算在亚松驰因子过大时通常会出现这种情况最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件,并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数最典型的情况是,亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加,但是随着解的进行残差的增加又消失了如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件注意粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的而且,如果直接解焰方程而不是温度方程(即对计算),基于焰的温度的更新是要进行亚松驰的要查看默认的亚松弛因子的PDF值,你可以在解控制面板点击默认按钮对于大多数流动,不需要修改默认亚松弛因子但是,如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了,其中压力、动量、和的亚松k e弛因子默认值分别为・和对于格式一般不需要减小压力的亚松弛
0.2,
0.5,
050.5SIMPLEC因子在密度和温度强烈耦合的问题中,如相当高的数的自然或混合对流流动,应Rayleigh该对温度和/或密度(所用的亚松弛因子小于)进行亚松弛相反,当温度和动量方程没
1.0有耦合或者耦合较弱时,流动密度是常数,温度的亚松弛因子可以设为对于其它的标量方
1.0程,如漩涡,组分,变量,对于某些问题默认的亚松弛可能过大,尤其是对于初始计算PDF你可以将松弛因子设为以使得收敛更容易
0.
8、与比较3SIMPLE SIMPLEC在中,可以使用标准算法和()算法,FLUENT SIMPLE SIMPLEC SIMPLE-Consistent默认是算法,但是对于许多问题如果使用可能会得到更好的结果,尤其SIMPLESIMPLEC是可以应用增加的亚松驰迭代时,具体介绍如下对于相对简单的问题(如没有附加模型激活的层流流动),其收敛性已经被压力速度耦合所限制,你通常可以用算法很快得到收敛解在中,压力校正亚松驰SIMPLEC SIMPLEC因子通常设为它有助于收敛但是,在有些问题中,将压力校正松弛因子增加到可能
1.0,
1.0会导致不稳定对于所有的过渡流动计算,强烈推荐使用算法邻近校正它允许你使用PISO大的时间步,而且对于动量和压力都可以使用亚松驰因子对于定常状态问题,具有邻近
1.0校正的并不会比具有较好的亚松驰因子的或好对于具有较大扭曲PISO SIMPLESIMPLEC网格上的定常状态和过渡计算推荐使用倾斜校正当你使用邻近校正时,对所有方PISO PISO程都推荐使用亚松驰因子为或者接近如果你只对高度扭曲的网格使用倾斜校
1.
01.0o PISO正,请设定动量和压力的亚松驰因子之和为比如压力亚松驰因子动量亚松驰因子)
1.
00.3,
0.7如果你同时使用的两种校正方法,推荐参阅邻近校正中所用的方法PISO PISO在运行过程中,经常会出现u超过了极限值,此时如何17FLUENT turbulence viscous rate”解决?而这里的极限值指的是什么值?修正后它对计算结果有何影响,z〃Lets takecare ofthe warningturbulent viscositylimited toviscosity ratio****which isnotphysical.This problemis mainlydue toone ofthe following:lPoor meshquality i.e.,skewness
0.85for Quad/IIex,or skewness
0.9for Tri/Tetraelements.{what valuesdo youhave}2Use ofimproper turbulentboudary conditions.3Not supplyinggood initialvalues forturbulent quantities.出现这个警告,一般来讲,最可能的就是网格质量的问题,尤其是值的问题;在划分Y+网格的时候要注意,第一层网格高度非常重要,可以使用的NASA ViscousGrid Space来计算第一层网格高度;如果这方面已经注意了,那就可能是边界条件中有关湍流Calculator量的设置问题,在运行计算时,为什么有时候总是出现其具体意义是什么?有没18FLUENT“reversed flow有办法避免?如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响?这个问题的意思是出现了回流,这个问题相对于湍流粘性比的警告要宽松一些,有些case可能只在计算的开始阶段出现这个警告,随着迭代的计算,可能会消失,如果计算一段时间之后,警告消失了,那么对计算结果是没有什么影响的,如果这个警告一直存在,可能需要作以下处理.如果是模拟外部绕流,出现这个警告的原因可能是边界条件取得距离物体不够远,如果1边界条件取的足够远,该处可能在计算的过程中的确存在回流现象;对于可压缩流动,边界最好取在倍的物体特征长度之处;对于不可压缩流动,边界最好取在倍的物体特征长度104之处.如果出现了这个警告,不论对于外部绕流还是内部流动,可以使用边界2pressure-outlet条件代替边界条件改善这个问题utf low什么叫问题的初始化?在中初始化的方法对计算结果有什么样的影响?初始化中26FLUENT的怎么理解?“patch”问题的初始化就是在做计算时,给流场一个初始值,包括压力、速度、温度和湍流系数等理论上,给的初始场对最终结果不会产生影响,因为随着跌倒步数的增加,计算得到的流场会向真实的流场无限逼近,但是,由于等计算软件存在像离散格式精度会产生离散Fluent误差和截断误差等问题的限制,如果初始场给的过于偏离实际物理场,就会出现计算很难收敛,甚至是刚开始计算就发散的问题因此,在初始化时,初值还是应该给的尽量符合实际物理现象这就要求我们对要计算的物理场,有一个比较清楚的理解初始化中的就是对初始化的一种补充,比如当遇到多相流问题时,需要对各相的参patch数进行更细的限制,以最大限度接近现实物理场这些就可以通过来实现,可以对patch patch流场分区进行初始化,还可以通过编写简单的函数来对特定区域初始化什么叫方法?中模拟煤粉燃烧的方法有哪些27PDF FLUENT概率密度函数输运输运方程方法方法是近年来逐步建立起来的描述湍流两相流动PDF的新模型方法所谓的概率密度函数简称方法是基于湍流Probability DensityFunction,PDF场随机性和概率统计描述,将流场的速度、温度和组分浓度等特征量作为随机变量,研究其概率密度函数在相空间的传递行为的研究方法模型介于统观模拟和细观模拟之间,是从随PDF机运动的分子动力论和两相湍流的基本守恒定律出发,探讨两相湍流的规律,因此可作为发展双流体模型框架内两相湍流模型的理论基础它实质上是沟通模型和模型的桥梁,E-L E-E可以用颗粒运动的拉氏分析通过统计理论,即方程的积分建立封闭的两相湍流模型PDF E-E非预混湍流燃烧过程的正确模拟要求同时模拟混合和化学反应过程提供了四种FLUENT反应模拟方法即有限率反应法、混合分数法、不平衡火焰微元法和预混燃烧法火PDF焰微元法是混合分数方法的一种特例该方法是基于不平衡反应的,混合分数法PDF PDF不能模拟的不平衡现象如火焰的悬举和熄灭,的形成等都可用该方法模拟但由于该方法NOx还未完善,在只能适用于绝热模型FLUENT对许多燃烧系统,辐射式主要的能量传输方式,因此在模拟燃烧系统时,对辐射能量的传输的模拟也是非常重要的在中,对于模拟该过程的模型也是非常全面的包括、FLUENT DTRM、辐射模型,还有用模型来模拟吸收系数P-1Rosseland.DO WSGGf I uent中一些问题---30-54运行过程中,出现残差曲线震荡是怎么回事?如何解决残差震荡的问题?残30FLUENT差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响?数值模拟过程中,什么情况下出现伪扩散的情况?以及对于伪扩散在数值模拟过程中31如何避免?假扩散的含义false diffusion基本含义由于对流一扩散方程中一阶导数项的离散格式的截断误差小于二阶而引起较大数值计算误差的现象有的文献中将人工粘性或数值粘性artificial viscosity视为它的同义词numerical viscosity拓宽含义现在通常把以下三种原因引起的数值计算误差都归在假扩散的名称下,非稳态项或对流项采用一阶截差的格式;
1.流动方向与网格线呈倾斜交叉多维问题;2,建立差分格式时没有考虑到非常数的源项的影响3克服或减轻假扩散的格式或方法,为克服或减轻数值计算中的假扩散包括流向扩散及交叉扩散误差,应当:采用截差阶数较高的格式;
1.敛问题通常的几个解决方法是什么?什么叫松弛因子?松弛因子对计算结果有什么样的影响?它对计算的收敛情况又有什么1622样的影响?在运行过程中,经常会出现「超过了极限值,此时如1723FLUENT“turbulenceviscousate”何解决?而这里的极限值指的是什么值?修正后它对计算结果有何影响在运行计算时,为什么有时候总是出现?其具体意义是什么?1824FLUENT“reversed flow”有没有办法避免?如果一直这样显示,它对最终的计算结果有什么样的影响什么叫问题的初始化?在中初始化的方法对计算结果有什么样的影响?初始化中26FLUENT的怎么理解?“patch”什么叫方法?中模拟煤粉燃烧的方法有哪些?27PDF FLUENT运行过程中,出现残差曲线震荡是怎么回事?如何解决残差震荡的问题?残差震30FLUENT荡对计算收敛性和计算结果有什么影响?数值模拟过程中,什么情况下出现伪扩散的情况?以及对于伪扩散在数值模拟过程中如何31避免?轮廓()显示过程中,有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细节,32FLUENT contour特别是对于封闭的物体(如柱体),其原因是什么?如何解决?3D如果采用非稳态计算完毕后,如何才能更形象地显示出动态的效果图?33在的学习过程中,通常会涉及儿个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对值?34FLUENT参考压力有何作用?如何设置和利用它?在结果的后处理过程中,如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示意图35FLUENT插入到论文中来说明问题?在模型中,粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程,如何显示单一粒径粒子的轨道(如36DPM微米的粒子)?在定义速度入口时,速度入口的适用范围是什么?湍流参数2037FLUENT的定义方法有哪些?各自有什么不同?在计算完成后,如何显示某一断面上的温度值?如何得到速度矢量图?如何得到流线?38分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么?分析两种求解器在计算效率与精度方面39的区别中常用的文件格式类型等有什么用处?43FLUENT dbs,msh,cas,dat,trn,jou,profile44在计算区域内的某一个面()或一个体()内定义体积热源或组分质量源2D3D如何把这个定义出来?而且这个仍然是流体流动的zone zone如何选择单、双精度解算器的选择46求解器为在设置边界条件时,下的中有三项关于47flunet5/6specify boundary types types设置,在什么情况下设置相应的条件?它们之间的区别是什么?interior,interface,internal好像是把边界设置为内容默认的一部分;是两个不同区域的边界区interior interface48FLUENT并行计算中如何对多个的管理Flexlm License减轻流线与网格线之间的倾斜交叉现象或在构造格式时考虑到来流方向的影响
2.至于非常数源项的问题,目前文献中,还没有为克服这种影响而专门构造的格式,但
3.是高阶格式显然对减轻其影响是有利的轮廓显示过程中,有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细32FLUENT contour节,特别是对于封闭的物体如柱体,其原因是什么?如何解决?3D等高线显示过程中,可以通过调节显示的水平等级来调节其显示细节,FLUENT contour…最大值允许设置为.对于封闭的物体,可以通过建立监视上Levels1003D Surface,Surface的量来显示计算结果或者计算之后将结果导入到中,作切片图显Tecplot如果采用非稳态计算完毕后,如何才能更形象地显示出动态的效果图?33对于非定常计算,可以通过创建动画来形象地显示出动态的效果图具体操作请参考用户手册Solve-Animate-Define...,Fluent在的学习过程中,通常会涉及几个压力的概念,比如压力是相对值还是绝对34FLUENT值?参考压力有何作用?如何设置和利用它?就是静压GAUGE PRESSURE是总压GAUGE totalPRESSURE这里需要强调一下为名义值,Gauge什么意思呢?如果,INITIAL GaugePRESSURE=0那么就是实际的静压GAUGE PRESSUREPinf是实际的总压GAUGE totalPRESSURE Pt如果不等于零INITIAL GaugePRESSUREGAUGE PRESSURE=Pint-INITIAL GaugePRESSUREGAUGE totalPRESSURE=Pt-INITIAL GaugePRESSURE在结果的后处理过程中,如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示35FLUENT意图插入到论文中来说明问题?三种方法来得到用于插入到论文的图片.在中显示你想得到的效果图的窗口,可以直接在任务栏中右键该窗口将其复制1Fluent到剪贴板,保存;或者打印到文件,保存.在中,在你想要保存相关窗口的效果图时,首先激活效果图监视窗口,就是用2Fluent鼠标左键监视窗口,然后在中操作,选择好你想要的图片格Fluent Fluent-File-Hardcopy...,式,然后就可以保存了.将计算结果或者相关数据导入到中,然后作出你想要的效果图,这种方法得出3Tecplot的图片,个人感觉比得到的图片美观简洁大方Fluent在模型中,粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程,如何显示单一粒径粒子的36DPM轨道(如微米的粒子)?20首先选择模型,在面板中,选择的类型为DMP setinjection propertiesinjection typesingle,然后设置初始条件,如位置()速度,直径(如微米的粒子),温度,质量流x,y,z,20率等!设定完成后,你就可以行迭代了等气相和离散相收敛以后,你就可以追踪粒子轨迹在中打开面板进行操作!display particletracks在定义速度入口时,速度入口的适用范围是什么?湍流参数的定义方法有哪37FLUENT些?各自有什么不同?速度入口的边界条件适用于不可压流动,需要给定进口速度以及需要计算的所有标量值速度入口边界条件不适合可压缩流动,否则入口边界条件会使入口处的总温或总压有一定的波动关于湍流参数的定义方法,根据所选择的湍流模型的不同有不同的湍流参数组合,具体可以参考用户手册的相关章节,也可以参考王福军的书《计算流体动力学分析Fluent—CFD软件原理与应用》的第页,214-216在计算完成后,如何显示某一断面上的温度值?如何得到速度矢量图?如何得到流38线?这些都可以用来处理将计算的和文件倒入到中断面tecplot fluentdate casetecplot可以做切片速度矢量图流线图直接就可以选择相应选项来查看分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么?分析两种求解器在计算效率与精度39方面的区别分离式求解器以前主要用于不可压缩流动和微可压流动,而耦合式求解器用于高速可压流动现在,两种求解器都适用于从不可压到高速可压的很大范围的流动,但总的来讲,当计算高速可压流动时,耦合式求解器比分离式求解器更有优势默认使用分离式求解器,但是,对于高速可压流动,由强体积力(如浮力或者旋转Fluent力)导致的强耦合流动,或者在非常精细的网格上求解的流动,需要考虑耦合式求解器耦合式求解器耦合了流动和能量方程,常常很快便可以收敛耦合式求解器所需要的内存约是分离式求解器的到倍,选择时可以根据这一情况来权衡利弊在需要耦合隐式的时候,
1.52如果计算机内存不够,就可以采用分离式或耦合显式耦合显式虽然也耦合了流动和能量方程,但是它还是比耦合隐式需要的内存少,当然它的收敛性也相应差一些需要注意的是,在分离式求解器中提供的几个物理模型,在耦合式求解器中是没有的这些物理模型包括流体体积模型多项混合模型,欧拉混合模型,燃烧模型,预混合VOF,PDF燃烧模型,部分预混合燃烧模型,烟灰和模型,辐射模型,熔化和凝固等相NOx Rosseland变模型,指定质量流量的周期流动模型,周期性热传导模型和壳传导模型等而下列物理模型只在耦合式求解器中有效,用户定在分离式求解器中无效理想气体模型,义的理想气体模型,理想气体模型,NIST非反射边界条件和用于层流火焰的化学模型中常用的文件格式类型么43FLUENT dbs,等有什msh,cas,dat,trn,jou,profile用处?在目录中,有三个文件,分别是文件,对运行Gambit defaultjd.dbs,jou,tm Gambitsave,将会在工作目录下保存这三个文件defaultjd.dbs,defaultjd.jou,defaultjd.trno文件是命令记录文件,可以通过运行文件来批处理命令;jou gambitjou gambit文件是默认的储存几何体和网格数据的文件;dbs gambit文件是记录命令显示窗信息的文件;tm gambittranscript文件可以在划分网格和设置好边界条件之后中选择文件输出格式,msh gambitexport msh该文件可以被求解器读取ment文件包括网格,边界条件,解的参数,用户界面和图形环境Case文件包含每个网格单元的流动值以及收敛的历史纪录残差值自动保存文Data Fluent件类型,默认为和文件date case文件边界轮廓用于指定求解域的边界区域的流动条件例如,它们可以用于指定Profile入口平面的速度场读入轮廓文件,点击菜单弹出选择文件对话框,你就可以读入边界File/Read/Profile…轮廓文件了写入轮廓文件,你也可以在指定边界或者表面的条件上创建轮廓文件例如你可以在一个算例的出口条件中创建一个轮廓文件,然后在其它算例中读入该轮廓文件,并使用出口轮廓作为新算例的入口轮廓要写一个轮廓文件,你需要使用面板菜单Write ProfileFigure1,File/Write/Profile在多维情形中,一个错误的主要来源是数值耗散,术语也为伪耗散()falsedffusion之所以称为“伪耗散是因为耗散不是一个真实现象,而是它对一个流动计算的影响近似于增加真实耗散系数的影响关于数值耗散的观点有当真实耗散小,即情形出现对流受控时(即本身物理耗散比较小时),数值的耗散是最值得注意的关于流体流动的所有实际的数值设计包括有限数量的数值耗散这是因为数值耗散起于切断错误,而切断错误是一个表达离散形式的流体流动方程的结果用于中的二阶离散方案有助于减小数值耗散对解的影响FLUENT数值耗散的总数反过来与网格的分解有关因此,处理数值耗散的一个方法是改进网格当流动与网格相吻一致时,数值耗散减到最小最后这一点与网格的选择非常有关很明显,如果你选择一个三角形/四面体网格,那么流动与网格总不能一致另一方面,如果你使用一个四边形/六面体网格,这种情况也可能会发生,但对于复杂的流动则不会在一个简单流动中,例如过一长管道的流动,你可以依靠一个四边形/六面体网格以尽可能的降低数值的耗散在这种情形,使用一个四边形/六面体网格可能有些有利条件,因为与使用一个三角形/四面体单元比起来,你将能够使用比较少的单元而得到一个更好的解在中型的执行方式和型的执行方式有什么不同59UDF compiledinterpreted编译型UDF采用与本身执行命令相同的方式构建的采用一个称为的脚本来引导FLUENT Makefile编译器构造一个当地目标编码库(目标编码库包含有将高级语言源代码转换为机器语言)c c这个共享库在运行时通过“动态加载”过程载入到中目标库特指那些使用的计算机FLUENT体系结构,和运行的特殊版本因此,版本升级,计算机操作系统改变以FLUENT FLUENT及在另一台不同类型的计算机上运行时,这个库必须进行重构编译型通过用户界面将原代码进行编译,分为两个过程这两个过程是访问编译UDF面板,从源文件第一次构建共享库的目标文件中;然后加载共享库到中UDF FLUENT采用与本身执行命令相同的方式构建的采用一个称为的脚本来引导FLUENT Makefile编译器构造一个当地目标编码库(目标编码库包含有将高级语言源代码转换为机器语言)c c这个共享库在运行时通过“动态加载”过程载入到中目标库特指那些使用的计算机FLUENT体系结构,和运行的特殊版本因此,版本升级,计算机操作系统改变以FLUENT FLUENT及在另一台不同类型的计算机上运行时,这个库必须进行重构编译型通过用户界面将原代码进行编译,分为两个过程这两个过程是访问编译UDF面板,从源文件第一次构建共享库的目标文件中;然后加载共享库到中UDF FLUENT解释型UDF解释型同样也是通过图形用户界面解释原代码,却只有单一过程这一过程伴随着UDF运行,包含对解释型面板的访问,这一面板位于源文件中的解释函数UDF在内部,源代码通过编译器被编译为即时的、体系结构独立的机器语言FLUENT c UDF调用时,机器编码通过内部模拟器或者解释器执行额外层次的代码导致操作不利,但是允许解释型在不同计算结构,操作系统和版本上很容易实现共享如果迭代速度成UDF FLUENT为焦点时,解释型可以不用修改就用编译编码直接运行UDF解释型使用的解释器不需要有标准的编译器的所有功能特别是解释型不含UDF cUDF有下列程序语言部分C语句声明;无语法原形;没有直接数据结构引用;局部结构的声明;联合goto ANSI-C函数指针;函数阵列;解释型与编译型的区别UDF UDF在解释型与编译型之间的主要的不同之处是很重要的,例如当你想在中引进UDF UDF新的数据结构时•解释型不能通过直接数据引用获得解算器的数据;只能间接的通过FLUENT预先提供的宏来获取数据具体请参考第章FLUENT7在解释型与编译型之间的主要的不同之处是很重要的,例如当你想在中引进UDF UDF新的数据结构时解释型不能通过直接数据引用获得解算器的数据;只能间接的通过FLUENT预先提供的宏来获取数据具体请参考第章FLUENT7总结一下,当选择写解释型或者编译型时,记住以下几条UDF解释型对别的运行系统是可移植的,可以作为编译型运行,不需要编译器,比编UDF c译型的要慢,在使用程序语言时有限制,不能链接到编译系统或者用户库,只能通过预先提C供的宏访问中存储的数据FLUENT编译型运行要快于解释型对程序语言没有限制,可以使用任何UDF UDF,C编译器进行编译,可以调用其他语言写的函数(特别是独立于系统和编译器ANSI-compliant c的),如果包含某些解释器不能处理的语言部分时用解释型是不行的cUDF总之,当决定哪一类型的应用到你的模型时udf对小的,直接的函数用解释型;对复杂函数使用编译型和能教会我们(特别是刚入门的新手)学习什么基本知61FLUENT helpGAMBIT help识?答可以了解其基本原理和基本的操作不过我觉得对于新手熟悉软件最好的还是tutorialguide在中、和如何区别?对于和各49“solver”2D axisymmetricaxisymmetric swirl2D3D有什么适用范围?在设置速度边界条件时,提到了(和)都50“Velocity formulationAbsolute Relative”是指的动量方程的相对速度表示和绝对速度表示,这两个速度如何理解?对于出口有回流的问题,在出口应该选用什么样的边界条件(压力出口边界条件、质51量出口边界条件等)计算效果会更好?对于不同求解器,离散格式的选择应注意哪些细节?实际计算中一阶迎风差分与二阶52迎风差分有什么异同?对于的耦合解算器,对时间步进格式的主要控制是数()那么53FLUENT CourantCFL,数对计算结果有何影响?Courant在分离求解器中,提供了压力速度耦和的三种方法及54FLUENT SIMPLE,SIMPLEC它们的应用有什么不同PISO,对于大多数情况,在选择选择压力插值格式时,标准格式已经足够了,但是对于特定55的某些模型使用其它格式有什么特别的要求?讨论在数值模拟过程中采用四面体网格计算效果好,还是采用六面体网格更妙呢?57在中型的执行方式和型的执行方式有什么不同59UDF compiledinterpreted和能教会我们(特别是刚入门的新手)学习什么基本知61FLUENT helpGAMBIT help识?模拟飞行器外部流场,最高多少时就不准确了?达到一定的程度做63FLUENT MAMA模拟需注意哪些问题?做飞机设计时,经常计算一些翼型,可是经常出现计算出来的阻力是负值,出现负值68究竟是什么原因,是网格的问题还是计算参数设置的问题?大概需要划分万个左右的单元,且只计算稳态流动,请问这样的问题机上算74100PC的了吗?如果能算至少需要怎样的计算机配置呢?划分三维网格后,怎样知道结点数?如何知道总生成多少网格(整个模型)?76GAMBIT在的后处理中可以显示一个管道的某个标量的圆截面平均值沿管道轴线77FLUENT(中心线)的变化曲线吗?何显示空间某一点的数值呀(比如某一点温度)?如何在中输入和的图形?如何将的结果成80gambit cadPro/e FLUNETEXPORT的文件?ANSYS数在模拟高压的流场的时候,迭代的时候总是自动减小其数值,这是什么原87courant因造成的,为什么?怎么修改?把带网格的几个到另一处,但原来的界面,现在都变成了怎94volume,copy splitwall,么才能把变成内部流体呢?wall模拟飞行器外部流场,最高多少时就不准确了?达到一定的程度做63FLUENT MAMA模拟需注意哪些问题?答不准确的标准是什么?没有判断标准就没办法判断一般来说计算马赫数大于fluent3〜5之后就不是很理想了(不过相信版本越新结果越好)计算的时候应该从低马赫数慢慢往上算比如说如果计算马赫数是的话,就在马赫数的计算结果上算另外,求解器需选择54耦合和显式的(对于来说,选择基于密度的求解器)
6.3做飞机设计时,经常计算一些翼型,可是经常出现计算出来的阻力是负值,出现负值68究竟是什么原因,是网格的问题还是计算参数设置的问题?如果这个问题对于某个人经常出现的话,那就比较奇怪了,阻力是负值,难道就是传说中的前缘吸力现身?呵呵,只是开个玩笑),估计肯定是计算错了或者是设置错了在飞机翼型气动里面,阻力主要有两种成份压差阻力和摩擦阻力应该是正值的排除是计算过程的其他问题,我觉得在使用进行这方面的计算时,需要注意两个Fluent方面,参考值的设置,也就是1Report-Reference Values...这些参考值,是用来计算以及升力,阻力,力矩系数所要用到的如果设置不当,即Re,使计算过程是对的,所得到的升阻力等系数也是不对的对于翼型仿真计算,比较容易出2D错的就是里面的该写什么,单位是平方米,这里应该填写翼型的弦长()Area ChordLength,;就是每单位展长的面积The areahere isactually areaper unitdepth.在监视力的时候,关于力的矢量方向设置,2Solve-Monitor-Force...这个矢量方向千万不要小看,不能填错,填错了就可能出现阻力是负值的错误,之Fluent前的版本所附带的例子,关于翼型的计算中,这里的矢量就设置错了,受错误例NACA0012子的影响,韩占忠那本书中三角形翼型的那个例子也设置错误,在书的第页的第步的第1126()小步就设置错误,升力系数的力方向矢量,应该是;前面他也7X=-
0.087155,Y=
0.996195写到要注意要确保阻力和升力分别与来流平行和垂直,那么这两个力矢量肯定是垂直的了,那么这两个矢量的点乘就肯定等于零了;所幸的是,在版本的例子中,这个错误已Fluent
6.3经改正过来了大概需要划分万个左右的单元,且只计算稳态流动,请问这样的问题机上算74100PC的了吗?如果能算至少需要怎样的计算机配置呢?答一般来说,按照个节点对内存这样预估就差不多了,只计算稳态流动,10001MB pc机应该差不多了,不过因为一般的机可能在连续计算、天之后就出现浮点运算错误,pc56所以如果计算不是很复杂,采用的求解器和湍流模型不是太好计算资源,应该还是可以的如果使用机计算,建议至少采用内存,主板最好固态电容,不易爆浆,电源最好pc2GB功率大典,应该差不多了,现在流行四核的,可以考虑使用四核的,这样的配置下来也不cpu比服务器差多少划分三维网格后,怎样知道结点数?如何知道总生成多少网格(整个模型)?76GAMBIT答个人一般是将网格读入后,通过来看fluent grid-info-size在的后处理中可以显示一个管道的某个标量的圆截面平均值沿管道轴线77FLUENT(中心线)的变化曲线吗?何显示空间某一点的数值呀(比如某一点温度)?正确的方法应该是输入命令画曲线命令输入状态下直接按回车plot(就是)c-a-a circum-average-axial再空按回车显示可以选择的值(从温度到数应有尽有)nusselt比如输入,(温度)temp(轴向数据点个数)100(文件名,随便取)filename.txt(不矢口道什么,)no orderpoint然后在里选择输出就可以了plot-file另定义空间点的方法为输入点的坐标或者直接在网格上标记,然后就能在surface—point,后处理时看到这个点的选项了如何在中输入和的图形?如何将的结果成80gambit cadPro/e FLUNETEXPORT的文件?ANSYS答:需要将图形转化为格式,可以将文件转化为或者格式在autocad satpro/e igsestp的中可以选择导出格式的文件fluent flie/export ansys数在模拟高压的流场的时候,迭代的时候总是自动减小其数值,这是什么原87courant因造成的,为什么?怎么修改?这是流场的压力梯度较大,自身逐步降低时间步长,防止计算发散我一般的处理Fluent办法是先将边界条件上的压力设置较低点,使得压力梯度较小一点,等到收敛的感觉差不多,在这个基础上,逐渐把压力增大,这样就不容易发散把带网格的几个到另一处,但原来的界面,现在都变成了怎94volume,copy splitwall,么才能把变成内部流体呢?wall直接边界面定义为即可interior在中,代表的速度,分别代表什么方向的,直角坐标还是柱坐标?97udf U,V,W应该是在直角坐标系中,、、分别代表是、、的方向U VW XY Z的网格相连问题如果物体是由两个相连的模型所结合,一个的网格划分比较98Gambit密、另一个比较稀疏,用有办法将两个网格密度不同的物体,相连在一起吗?Gambit请参考第题答案将两种网格交界的地方设置成一对即可16interface在里定义流体的密度时,定义为不可压理想流体是用在什么地方呀,讲义100FLUENT上说是用于可变密度的不可压流动,不知如何理解?答中定义可变密度的不可压缩流动,就是说在该流动下,流体介质的define/matirial密度可以认为不变比如说空气在流速在马赫的情况下都可以认为是密度不变的
0.3已经建好的模型,想修改一些尺寸,但不知道顶点的座标,请问如何在中显101gambit示点的座标?答在中的即可显示点的坐标gambit geometr-vortex-summarize vortices在模拟以后用下的操作都无法显示,不过刚开始用的是好的,然后102FLUENT display就不行了,为什么?答控制面板中的“加速”功能禁用即可DirectXf Iuent中一些问题---103-160能否同时设置进口和出口都为压力的边界条件?在这样的边界条件设置情况下发现103没有收敛,研究的物理模型只是知道进口和出口的压力,不知道怎么修改才能使其收敛?当然可以同时设置进口和出口都为压力的边界条件如果没有收敛,需要首先看看求解器、湍流模型、气体性质和边界条件时有没有出现;其次,还是我上边的帖子所说的,warning对于可压流动,采用压力边界条件,不能一下把压力和温度加到所需值,应该首先设置较低的压力或温度,然后逐渐增大,最后达到自己所需的值在计算时,有时候计算时间会特别长,为了避免断电或其它情况影响计算,104FLUENT应设置自动保存功能,如何设置自动保存功能?在非定常计算中读入自动保存文件时如下出现问题Writing T:\propane\16\
160575.caskError:sopenoutputfile:unable toopen filefor outputError Object:T:\propane\16\16O
575.casH nError:Error writingF:\propane\16\16O
575.cas.ErrorObject:#f非定常的,算了一段之后停下来,改天继续算的时候,自动保存的时候出现问题,请问如何解决?答就可以实现自动保存只要你在写自动保存文件的时候,文件File-write-Autosave名另取一个就行,比如Writing T:\propane\16\160575_
1.cas划分时运动部分与静止部分交接面一个系统的两块,运动部分与静止部分105gambit交接部分近似认为没有空隙(无限小,虽然实际上是不可能的),假设考虑做成一个实体,那么似乎要一起运动或静止;假设分开做成两个实体,那么交接处的两个不完全重合的面要设为还是什么呢,设成不就不能过流了吗?WALL WALL将这一对接触面设置成就行了,具体请参考第题的解答Interface47在计算模拟中,总不收敛,除了加密网格,还有别的办法吗?别的条件都106continuity已经收敛了,就差它自己了,还有收敛的标准是什么?是不是到了一定的尺度就能收敛了,比如具体的数量级就收敛了10—e5是质量残差,具体是表示本次计算结果与上次计算结果的差别,如果别的条件continuity收敛了,就差它可以点打开里面选项,算出进口与出口的质量流量差,看它是report,FLUX否小于•如果小于,可以判断它收敛.
0.5%想把的图形保存成图片,可是底色总是黑色,怎么改为白色呀用中108gambit windows画图板的反色,好像失真很多如何处理?答:首先点开的菜单,其次点在下拉列表中点到GAMBIT EDITGRAPHICS,WINDOWS一项在下面中填写再点左面的BACKGROUND COLORBLACK VALUEWHITE,MODIFY,就可以了.在分析一个转轮时,想求得转轮的转矩,不知道中有什么方法可以提供该数据110fluent本来想到用叶片上面的压力乘半径,然后做积分运算,但是由于叶片正反壁面统一定义的,即全部定义为所以分不出方向来了wall-rn1,答定义需要计算的面和旋转中心就了report/force/moment ok如何在中实现坐标轴的变换有一个三维的网格,想在柱坐标中实现,可是111gambit中一直显示直角坐标?gambit答对于这个问题,你可以尝试一下Operation—Tools—CoordinateSystem—Activate CoordinateSystem利用非稳态求解,结果明显没有收敛的情况下,为什么就开始提示收敛,虽然可113vof以不管它,继续算下去达到收敛但是求解怎么会提前收敛?可以吧残差图的和改小点,就好点了另外中残差图一般是波动的吧所以最好设k Evof置检测面比如说进出口流量来确定你的计算的准确性在中如何将两个文件到入把炉膛分成了三个文件,现在想导入两116Gambit dbsdbs个文件,在中进行操作,但好象使用命令就只能一个文件,请dbs Gambitopen opendbs问这要怎么处理?答将其中一个导出成或者别的格式,然后就能和一起导入了iges dbs用生成网格时要是出现负值怎么办啊?有什么办法可以改正吗,只能将网格119GAMBIT重新画吗?答好像只能重新生成也就是要在线上重新布点,重新生成面网格等等是把你所画模型中的单位转化为默认的而是根据你自己的需要120scale Fluent m,unite转化单位,也就是把中默认的转画为其他的单位,两中方法对计算没有什么影响吗?Fluent m答是对几何进行比例缩放,而只是改变单位,不改变几何外形的大小比如,scale unit一个是的几何外形,通过将变为那么几何外形就变成了如果通过1m scalem mm,1mm unite将改为那么几何外形不变,还是只是表示的单位变成m mm,1000mm,mm T处理技巧两个圆内切产生的尖角那个面如何生成网格质量才比较好?121GAMBIT答可以采用划分结构网格的方法(对于狭缝的一般处理都是生成长宽比很大的结构网格);或者将这个尖角导个圆弧之后再划分网格(也就是进行几何简化)在中对一体积成功的进行了体网格,网格进行了也没有什么128gambit examinemesh,问题,可当要进行边界类型()的设定时,却发现只有boundary typetype node,element_side两项,没有什么等为何无法定义边界?wall,pressure_outlet答因为没有选择求解器为fluent5/6网格数量和内存之间的关系是什么?132大概有这样一个估计网格内存”“1k=1M对于一台有内存的计算机,你能接受的计算网格数最好少于万,当然这只是一个1G100粗略的说法,影响计算速度的因素还有计算的设置等Fluent如何在中进行密度的选择?133FLUENT中的密度我个人认为是指流体的状态方程,包括不可压缩(常数),不可压缩FLUENT理想流体;可压缩理想流体;或者定义成温度的线性关系;也可以通过定义成压力和温度的复杂函数(但是我亲自实践过)定义成压力的函数要udf么收敛后结果不对,要么根本不收敛(我定义的是讦标准水蒸汽性质)97因此,如果说问题中的密度要写成压力的复杂函数,会对收敛带来一定困难设置,在所选材料的里面选density什么是多孔介质;在那些方面应用?142多孔介质由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质多孔介质在很多方面都有运用,像医学,工业,环境,军事等!我个人曾经做过这方面的实验主要是多孔陶瓷,运用它来进行除尘的!有没有介绍多孔介质的专业书籍?143《多孔介质流体动力学》贝尔著;李竞生,陈崇希译北京中国建筑工业出版社,
1983.8《多孔介质污染物迁移动力学》件彦卿编著上海上海交通大学出版社,2007《多孔介质——流体渗移与孔隙结构》著石油工业出版FAL DULLIEN《多孔介质传热传质理论与应用》作者刘伟范爱武黄晓明科学出版社《多孔介质溶质运移动力学》张永祥,陈鸿汉著北京地震出版社2000如何区分层流和紊流?以什么为标准来区分呢?从层流过渡到紊流的标准是什么?155答自然界中的流体流动状态主耍有两种形式抑层流和湍流(就是问题中所说的laminar紊流).层流是指流体在流动过程中两层之间没有相互混渗,而湍流是指流体不是turbulence处于分层流动状态对于圆管内流动,雷诺数小于等于管流一定为层流,雷诺数大于等于到2300,800012000之间,管流一定为湍流,雷诺数大于而小于时,流动处于层流与湍流的过渡区23008000对于一般流动,在计算雷诺数时,可以用水力半径代替管径不响应键盘的原因157gambit要把输入法调到英文输入状态,,不能正常启动的原因有哪些158gambit、在建模过程中出现界面突然跳出,并且下次运行时,界面调不出来,1Gambit Gambit这时只需删去工作目录下的(默认的工作目录为)后缀为gambit\FLUENT.INC\ntbin\ntx86*.lok的文件,就会恢复正常、出错信息,的缺省文件已经打2“IDENTIFIEFTdefaultJd”CURRENTLY OPENGambit开,运行失败,到用户默认目录删等文件gambit defaultjd.*、出错信息,需要装才能用,推荐3“unable findExceed XServerGAMBIT EXCEEDEXCEED
6.2o在中如何设置工作目录?在中如何设置工作目录?159fluent Gambit找到桌面上的或者图标,右键图标,“属性”,”起始位置”…Fluent Gambit将起始位置设置为你想要的文件夹目录就可以了在计算过程中其它指数都收敛了,就不收敛是怎么回事?在初始化设置中,160continuity那些项影响的收敛?continuity在计算过程中其他指数都收敛了,就不收敛,这种情况一般出现在多相流中,在contirndty初始化设置中,可能把上次计算结果的进口参数作为初始化设置,可以加快的收敛,continuity不过更重要的是改进网格质量解决负体积问题从输出的网格文件读入到里面,会碰到各种各样的问题gridgen cas,fluent用命令检查,会遇到负体积的问题ghd—check解决方法先激活菜单下的一些选项,要用到的是然后在initialize,adapt iso—value,grid下选然后会得到网格的体积范围,然后在下填入最小负值,最cell volume,compute,iso min大值填然后用就可以得到一个的面,在旁边的菜单下的会出现0,mark,iso manageregister一个的面,用下面的加上命令,就可以很清楚的看到负体积在计算域iso displaydisplay grid的位置下面就可以用网格工具修改网格,直到解决问题遇到有两种解决方法一是用命令left handednessfaces,text grid-modify zone—right简便的方法就是输入可以修改如果能够通过网格检查,就算成face handedness,gr mzrfh,功如果失败,可以用检查负体积的方法,查到出现问题的网格的位置,然后在里重gridgen新修改网格,不过要在下选然后和都填grid facehandedness,iso miniso max1o有可能还会遇到(忘了什么显示的内容了,),然后会显示出坐标的位no pointer置,等等,这个问题可能是由的不一致造成的,这就需要xc,yc,zc structuredmesh orientation在里把的改成一致,具体的菜单操作在选中gridgen structuredblock orientationmodify block,需要的然后对齐就行了block,fIuent网格检查检查网格质量的方法,网格导入中之后,可以看看网格大
1.Fluent Fluent grid-check,致情况,有无负体积,等等;在窗口输入,然后回车,会显示最主要Fluentgridquality Fluent的几个网格质量计算对网格质量的几个主要要求Fluent)网格质量参数1(不能高于最好在以下;越小越好)Skewness
0.95,
0.90(也是最好在以内,最高不能超过)Change inCell-Size GrowthRate,
1.
201.40(一般控制在以内,边界层网格可以适当放宽)Aspect Ratio51(就是估计一下网格线与流动方向是否一致,要求尽量一致,以Alignment withthe Flow减少假扩散))网格质量对于计算收敛的影响2高的单元对计算收敛影响很大,很多时候计算发散的原因就是网格中的仅仅Skewness几个高的单元Skewness举个例子共有个单元,仅有个单元的超过了在进行到112,0007Skewness
0.95,步迭代时计算就发散了!73高长宽比的单元使离散方程刚性增加,使迭代收敛减慢,甚至困难也就是说,Aspect Ratio尽量控制在推荐值之内)网格质量对精度的影响3相邻网格单元尺寸变化较大,会大大降低计算精度,这也是为什么连续方程高残差的原因网格线与流动是否一致也会影响计算精度)网格单元形状的影响4非结构网格比结构网格的截断误差大,因此,为提高计算精度计,请大家尽量使用结构网格,对于复杂几何,在近壁这些对流动影响较大的地方尽量使用结构网格,在其他次要区域使用非结构网格不要使用那些书上写的与的计算公式,那个公式一般只能提供数量级上的参考
2.y+yp推荐大家使用的粘性网格间距计算器,设定你想要的值,它就能给你计算出第一层NASA y+网格高度,与计算结果的很接近y+关于边界层网格高度与长度的比例,有本书上说,大概在()就可以;另
3.CFD1/sqrt Re外,也有这种说法,在做粘性计算时,这个比值可以在之间,无粘有激波计算时,100-1000这个比值要相应小点儿,在・之间,因为要考虑激波捕捉精度问题10100在中,代表的速度,分别代表什么方向的,直角坐标还是柱坐标97udf U,V,W的网格相连问题如果物体是由两个相连的模型所结合,一个的网格划分比较98Gambit密、另一个比较稀疏,用有办法将两个网格密度不同的物体,相连在一起吗?Gambit在里定义流体的密度时,定义为不可压理想流体是用在什么地方呀,讲义100FLUENT上说是用于可变密度的不可压流动,不知如何理解?已经建好的模型,想修改一些尺寸,但不知道顶点的座标,请问如何在中显示101gambit点的座标?在模拟以后用下的操作都无法显示,不过刚开始用的是好的,然后102FLUENT display就不行了,为什么?能否同时设置进口和出口都为压力的边界条件?在这样的边界条件设置情况下发现103没有收敛,研究的物理模型只是知道进口和出口的压力,不知道怎么修改才能使其收敛?在计算时,有时候计算时间会特别长,为了避免断电或其它情况影响计算,104FLUENT应设置自动保存功能,如何设置自动保存功能?划分时运动部分与静止部分交接面一个系统的两块,运动部分与静止部分105gambit交接部分近似认为没有空隙(无限小,虽然实际上是不可能的),假设考虑做成一个实体,那么似乎要一起运动或静止;假设分开做成两个实体,那么交接处的两个不完全重合的面要设为还是什么呢,设成不就不能过流了吗?WALL WALL在计算模拟中,总不收敛,除了加密网格,还有别的办法吗?别的条件都106continuity已经收敛了,就差它自己了,还有收敛的标准是什么?是不是到了一定的尺度就能收敛了,比如具体的数量级就收敛了10—e5想把的图形保存成图片,可是底色总是黑色,怎么改为白色呀用中108gambit windows画图板的反色,好像失真很多如何处理?在分析一个转轮时,想求得转轮的转矩,不知道中有什么方法可以提供该数据110fluent本来想到用叶片上面的压力乘半径,然后做积分运算,但是由于叶片正反壁面统一定义的,即全部定义为所以分不出方向来了wall-m1,如何在中实现坐标轴的变换有一个三维的网格,想在柱坐标中实现,可是111gambit中一直显示直角坐标?gambit利用非稳态求解.,结果明显没有收敛的情况下,为什么就开始提示收敛,虽然可113vof以不管它,继续算下去达到收敛但是求解怎么会提前收敛?在中如何将两个文件到入把炉膛分成了三个文件,现在想导入两116Gambit dbsdbs个文件,在中进行操作,但好象使用命令就只能一个文件,请问dbs Gambitopen opendbs这要怎么处理?用生成网格时要是出现负值怎么办啊?有什么办法可以改正吗,只能将网格119GAMBIT重新画吗?是把你所画模型中的单位转化为默认的而是根据你自己的需要120scale Fluentm,unite转化单位,也就是把中默认的转画为其他的单位,两中方法对计算没有什么影响吗?Fluentm处理技巧两个圆内切产生的尖角那个面如何生成网格质量才比较好?121GAMBIT在中对一体积成功的进行了体网格,网格进行了也没有什么128gambit examinemesh,问题,可当要进行边界类型的设定时,却发现只有两boundarytypetype node,element_side项,没有什么等为何无法定义边界?wall,pressure_outlet网格数量和内存之间的关系是什么?132如何在中进行密度的选择?133FLUENT什么是多孔介质;在那些方面应用?142有没有介绍多孔介质的专业书籍?143如何区分层流和紊流?以什么为标准来区分呢?从层流过渡到紊流的标准是什么?155在中如何设置工作目录?在中如何设置工作目录?159fluent Gambit在计算过程中其它指数都收敛了,就不收敛是怎么回事在初始化设置中,那些160continuity项影响的收敛?continuityf Iuent中一些问题---1-6如何入门1学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门心得介绍一下,FLUENT希望能给学习的新手一点帮助FLUENT由于当时我需要学习来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《流FLUENT FLUENT体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件第一,具有流体力学的基础,第二,有安装软件可以应用然后就照着书上二FLUENT维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算不能急于求成,从前处理器到通过进行仿真,再到后处理,GAMBIT,FLUENT如进行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的如果身边有懂得的TECPLOT,FLUENT老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语2CFD理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等理想流体和粘性流体
2.1Ideal FluidViscous Fluid流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比当流体的粘性较小实际上最重要的流体如空气、水等的粘性都是很小的,运动的相对速度也不大时,所产生的粘性应力比起其他类型的力如惯性力可忽略不计此时我们可以近似地把流体看成无粘性的,这样的流体称为理想流体十分明显,理想流体对于切向变形没有任何抗拒能力这样对于粘性而言,我们可以将流体分为理想流体和粘性流体两大类应该强调指出,真正的理想流体在客观实际中是不存在的,它只是实际流体在某些条件下的一种近似模型牛顿流体和非牛顿流体
2.2Newtonian Fluidnon-Newtonian Fluid日常生活和工程实践中最常遇到的流体其切应力与剪切变形速率符合下式的线性关系,称为牛顿流体而切应力与变形速率不成线性关系者称为非牛顿流体图・中绘出了切应力21a与变形速率的关系曲线其中符合上式的线性关系者为牛顿流体其他为非牛顿流体,非牛顿流体中又因其切应力与变形速率关系特点分为膨胀性流体拟塑性流体Dilalant,具有屈服应力的理想宾厄流体和塑性流体Pseudoplastic,Ideal BinghamFluid PlasticFluid等通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、血液、泥浆等均为非牛顿流体非牛顿流体的研究在化纤、塑料、石油、化工、食品及很多轻工业中有着广泛的应用图还显示出对于有些非牛顿2-1b流体,其粘滞特性具有时间效应,即剪切应力不仅与变形速率有关而且与作用时间有关当变形速率保持常量,切应力随时间增大,这种非牛顿流体称为震凝性流体当Rheopectic Fluid变形速率保持常量而切应力随时间减小的非牛顿流体则称为触变性流体Thixotropic Fluid可压缩流体和不可压缩流体
2.3Compressible FluidIncompressible Fluid在流体的运动过程中,由于压力、温度等因素的改变,流体质点的体积或密度,因质点的质量一定,或多或少有所改变流体质点的体积或密度在受到一定压力差或温度差的条件下可以改变的这个性质称为压缩性真实流体都是可以压缩的它的压缩程度依赖于流体的性质及外界的条件例如水在个大气压下,容积缩小温度从变化到,容积
1000.5%,20100降低因此在一般情况下液体可以近似地看成不可压的但是在某些特殊问题中,例如水4%中爆炸或水击等问题,则必须把液体看作是可压缩的气体的压缩性比液体大得多,所以在一般情形下应该当作可压缩流体处理但是如果压力差较小,运动速度较小,并且没有很大的温度差,则实际上气体所产生的体积变化也不大此时,也可以近似地将气体视为不可压缩的在可压缩流体的连续方程中含密度,因而可把密度视为连续方程中的独立变量进行求解,再根据气体的状态方程求出压力不可压流体的压力场是通过连续方程间接规定的由于没有直接求解压力的方程,不可压流体的流动方程的求解具有其特殊的困难层流和湍流
2.4Laminar FlowTurbulent Flow实验表明,粘性流体运动有两种形态,即层流和湍流这两种形态的性质截然不同层流是流体运动规则,各部分分层流动互不掺混,质点的轨线是光滑的,而且流动稳定湍流的特征则完全相反,流体运动极不规则,各部分激烈掺混,质点的轨线杂乱无章,而且流场极不稳定这两种截然不同的运动形态在一定条件下可以相互转化定常流动和非定常流动
2.5Steady FlowUnsteady Flow以时间为标准,根据流体流动的物理量如速度、压力、温度等是否随时间变化,将流动分为定常与非定常两大类当流动的物理量不随时间变化,为定常流动;反之称为非定常流动定常流动也称为恒定流动,或者稳态流动;非定常流动也称为非恒定流动、非稳态流动许多流体机械在起动或关机时的流体流动一般是非定常流动,而正常运转时可看作是定常流动亚音速流动与超音速流动
2.6Subsonic Supersonic当气流速度很大,或者流场压力变化很大时,流体就受到了压速性的影响马赫数定义为当地速度与当地音速之比当马赫数小于时,流动为亚音速流动;当马赫数远远小于如11时,流体的可压速性及压力脉动对密度变化影响都可以忽略当马赫数接近时候跨Mv
0.11音速,可压速性影响就显得十分重要了如果马赫数大于流体就变为超音速流动1,FLUENT对于亚音速,跨音速以及超音速等可压流动都有模拟能力热传导及扩散
2.7HeatTransfer Diffusion除了粘性外,流体还有热传导及扩散等性质当流体中存在温度差时,温度高的地方将向温度低的地方传送热量,这种现象称为热传导同样地,当流体混合物中存在组元的浓度差时,浓度高的地方将向浓度低的地方输送该组元的物质,这种现象称为扩散流体的宏观性质,如扩散、粘性和热传导等,是分子输运性质的统计平均由于分子的不规则运动,在各层流体间交换着质量、动量和能量,使不同流体层内的平均物理量均匀化,这种性质称为分子运动的输运性质质量输运宏观上表现为扩散现象,动量输运表现为粘性现象,能量输运表象为热传导现象理想流体忽略了粘性,即忽略了分子运动的动量输运性质,因此在理想流体中也不应考虑质量和能量输运性质——扩散和热传导,因为它们具有相同的微观机制在数值模拟过程中,离散化的目的是什么?如何对计算区域进行离散化?离散化时通常3使用哪些网格?如何对控制方程进行离散?离散化常用的方法有哪些?它们有什么不同?首先说一下的基本思想把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场,如速度场,CFD压力场等,用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替,通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组,然后求解代数方程组获得场变量的近似值然后,我们再讨论下这些题目离散化的目的
3.1我们知道描述流体流动及传热等物理问题的基本方程为偏微分方程,想要得它们的解析解或者近似解析解,在绝大多数情况下都是非常困难的,甚至是不可能的,就拿我们熟知的方程来说,现在能得到的解析的特解也就个左右;但为了对这些问题进行研Navier-Stokes70究,我们可以借助于我们已经相当成熟的代数方程组求解方法,因此,离散化的目的简而言之,就是将连续的偏微分方程组及其定解条件按照某种方法遵循特定的规则在计算区域的离散网格上转化为代数方程组,以得到连续系统的离散数值逼近解计算区域的离散及通常使用的网格
3.2在对控制方程进行离散之前,我们需要选择与控制方程离散方法相适应的计算区域离散方法网格是离散的基础,网格节点是离散化的物理量的存储位置,网格在离散过程中起着关键的作用网格的形式和密度等,对数值计算结果有着重要的影响一般情况下,二维问题,有三角形单元和四边形,三位问题中,有四面体,六面体,棱锥体,楔形体及多面体单元网格按照常用的分类方法可以分为结构网格,非结构网格,混合网格;也可以分为单块网格,分块网格,重叠网格;等等上面提到的计算区域的离散方法要考虑到控制方程的离散方法,比如说有限差分法只能使用结构网格,有限元和有限体积法可以使用结构网格也可以使用非结构网格控制方程的离散及其方法
3.3上面已经提到了离散化的目的,控制方程的离散就是将主控的偏微分方程组在计算网格上按照特定的方法离散成代数方程组,用以进行数值计算按照应变量在计算网格节点之间的分布假设及推到离散方程的方法不同,控制方程的离散方法主要有有限差分法,有限元法,有限体积法,边界元法,谱方法等等这里主要介绍最常用的有限差分法,有限元法及有限体积法()有限差分法(用简称)是数值方法中最经典的方法1Finite Derence Method,FDM它是将求解域划分为差分网格,用有限个网格节点代替连续的求解域,然后将偏微分方程(控制方程)的导数用差商代替,推导出含有离散点上有限个未知数的差分方程组°求差分方程组(代数方程组)的解,就是微分方程定解问题的数值近似解,这是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法这种方法发展较早,比较成熟,较多用于求解双曲型和抛物型问题(发展型问题)用它求解边界条件复杂,尤其是椭圆型问题不如有限元法或有限体积法方便()2有限元法(简称)与有限差分法都是广泛应用的流体力学数值计Finite ElementMethod,FEM算方法有限元法是将一个连续的求解域任意分成适当形状的许多微小单元,并于各小单元分片构造插值函数,然后根据极值原理(变分或加权余量法),将问题的控制方程转化为所有单元上的有限元方程,把总体的极值作为个单元极值之和,即将局部单元总体合成,形成嵌入了指定边界条件的代数方程组,求解该方程组就得到各节点上待求的函数值有限元法的基础是极值原理和划分插值,它吸收了有限差分法中离散处理的内核,又采用了变分计算中选择逼近函数并对区域积分的合理方法,是这两类方法相互结合,取长补短发展的结果它具有广泛的适应性,特别适用于几何及物理条件比较复杂的问题,而且便于程序的标准化对椭圆型问题(平衡态问题)有更好的适应性有限元法因求解速度较有限差分法和有限体积法满,因此,在商用软件中应用并不普遍,目前的商用软件中,采用的是有限元法CFD CFDFIDAP而有限元法目前在固体力学分析中占绝对比例,几乎所有的固体力学分析软件都是采用有限元法()有限体积法(简称)是近年发展非常迅速的一种离散化3Finite VolumeMethod,FVM方法,其特点是计算效率高目前在领域得到了广泛的应用其基本思路是将计算区CFD域划分为网格,并使每个网格点周围有一个互不重复的控制体积;将待解的微分方程(控制方程)对每一个控制体积分,从而得到一组离散方程其中的未知数是网格点上的因变量,为了求出控制体的积分,必须假定因变量值在网格点之间的变化规律从积分区域的选取方法看来,有限体积法属于加权余量法中的子域法,从未知解的近似方法看来,有限体积法属于采用局部近似的离散方法简言之,子域法加离散,就是有限体积法的基本方法各种离散化方法的区别
3.4简短而言,有限元法,将物理量存储在真实的网格节点上,将单元看成由周边节点及型函数构成的统一体;有限体积法往往是将物理量存储在网格单元的中心点上,而将单元看成围绕中心点的控制体积,或者在真实网格节点上定义和存储物理量,而在节点周围构造控制题常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)4请参考王福军的书《计算流体动力学分析一理论与应用》离散格式CFD稳定性及稳定条件精度与经济性中心差分条件稳定小于等于Peclet2在不发生振荡的参数范围内,可以获得校准确的结果一阶迎风绝对稳定虽然可以获得物理上可接受的解,但当数较大时,假扩散较严重为避免此问题,Peclet常需要加密计算网格。