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2017-01-11 by:CAE仿真在线 来源:互联网
1 现在用FLUENT的UDF来加入模块,但是用compiled udf时,共享库老是连不上?
解决办法:
1〉你的计算机必须安装C语言编译器。
2〉请你按照以下结构构建文件夹和存放文件:
libudf/src/*.c (*.c为你的源程序);
libudf/ntx86/2d(二维为2d,三维为3d)/makefile(由makefile_nt.udf改过来的)
libudf/ntx86/2d(二维为2d,三维为3d)/user_nt.udf(对文件中的SOURCE,VERSION,P
ARALLEL_NODE进行相应地编辑)
3〉通过命令提示符进入文件夹libudf/ntx86/2d/中,运行C语言命令 nmake,如果C预言
编译器按装正确和你的源程序无错误,那么此时会编译出Fluent需要的库文件(*.lib)
这时再启动Fluent就不会出错了。
2 在使用UDF中用编译连接,按照帮助文件中给出的步骤去做了,结果在连接中报错
“系统找不到指定文件”。
udf 文件可能不在工作目录中,应该把它拷到工作目录下,或者输入它的全部路径.
3 这个1e-3或者1e-4的收敛标准是相对而言的。在FLUENT中残差是以开始5步的平均值为基准进行
比较的。如果你的初值取得好,你的迭代会很快收敛,但是你的残差却依然很高;但是当你改变初
场到比较不同的值时,你的残差开始会很大,但随后却可以很快降低到很低的水平,让你看起来心
情很好。其实两种情况下流场是基本相同的。
由此来看,判断是否收敛并不是严格根据残差的走向而定的。可以选定流场中具有特征意义的点,
监测其速度,压力,温度等的变化情况。如果变化很小,符合你的要求,即可认为是收敛了。
一般来说,压力的收敛相对比较慢一些的。
是否收敛不能简单看残差图,还有许多其他的重要标准,比如进出口流量差、压力系数波动等等
尽管残差仍然维持在较高数值,但凭其他监测也可判断是否收敛。最重要的就是是否符合物理事实
或试验结论。
残差曲线是否满足只是一个表面的现象,还要看进口和出口总量差不得大于1%,而且即使这样子,
收敛解也不一定准确,它和网格划分/离散化误差,以及屋里模型的准确性都有关系.所以得有试验数
据做对比活着理论分析了
当然最终是否正确是要看是否与实验数据相符合!但既然有残差图的话,总应该可以大概的看出
是否收敛吧?是否要残差要小到一定的程度,或者是残差不在增长,就可以一定程度上认为是收敛
的
残差的大小不能决定是否收敛,我在用FLUENT计算时,多采用监测一个面的速度(或者是压力、
紊动能等参数)基本上不随着计算时间的推移而变化,就认为基本达到收敛
4 据质量守恒,收敛时进、出口的流量数值应大致相等(一般认为进出口质量差值比上入口质量的
相对值小于0.5%时收敛,但是对特殊情况可能不同 ),但符号相反,一般出口流量是负值。
5 在进行稳态计算时候,开始残差线是一直下降的,可是到后来各种残差线都显示为波形波动,
是不是不收敛阿?
答:
有些复杂或流动环境恶劣情形下确实很难收敛。计算的精度(2阶),网格太疏,网格质量太差,
等都会使残差波动。
经常遇到,一开始下降,然后出现波动,可以降低松弛系数,我的问题就能收敛,但如果网格质
量不好,是很难的。通常,计算非结构网格,如果问题比较复杂,会出现这种情况,
建议作网格时多下些功夫 。
理论上说,残差的震荡是数值迭代在计算域内传递遭遇障碍物反射形成周期震荡导致的结果,
与网格亚尺度雷诺数有关。例如,通常压力边界是主要的反射源,换成OUTFLOW边界会好些。
这主要根据经验判断。所以我说网格和边界条件是主要因素。
6 残差——是cell各个Face的通量之和,当收敛后,理论上当单元体内没有源相时各个面流入的通
量也就是对物理量的输运之和应该为0。最大残差或者RSM残差反映流场与所要模拟流场(指收敛后
应该得到的流场,当然收敛后得到的流场与真实流场之间还是存在一定的差距)的差距,残差越小
越好,由于存在数值精度问题,不可能得到0残差,对于单精度计算一般应该低于初始残差1e-03
以下为好,但还要看具体问题。
一般在Fluent里可以添加进出口流量监控(print or plot),当残差收敛到一定程度后,
还要看进出口流量是否达到稳定平衡,才可以确认收敛与否。
残差在较高位震荡,需要检查边界条件是否合理,其次检查初始条件是否合适,比如在有激波的
流场,初始条件不合适,会带来流场的震荡。有时流场可能有分离或者回流,这本身是非定常现象,
计算时残差会在一定程度上发生震荡,这时如果进出口流量是否达到稳定平衡,也可以认为流场收敛了
(前提是要消除其他不合理因数)。另外Fluent缺损地采用多重网格,在计算后期,将多重网格设置
为零可以避免一些波长的残差在细网格上发生震荡。
7 模型比较复杂,是在pro/E中建的模,然后用igs导入gambit,不过这样就产生了很多碎线和碎面并且
在一些面交界的地方还存在尖角。我曾经做成功过把它们统统merge成一个虚面,中间设置了一个可以
容忍尖角的参数,也可以划分网格,但把生成的msh文件导入fluent就会出错,这是virtual geometry
的原因还是因为尖角的原因?还有,virtual geometry和普通的真实的几何体到底有什么区别?好像最大
的区别是virtual geometry不能进行布尔操作,布尔操作(boolean operation)又是什么?
使用virtual geometry需要注意哪些问题?
virtual geometry是很头疼的问题。你把它们统统merge成一个虚面
按理说全是虚的也是可以算的。可能是因为尖角的原因,虚实最大差别:是virtual geometry不能
进行布尔操作,boolean operation即是并
对于复杂外形的网格生成,不可避免的会用到virtual geometry,virtual face ,和virtual edge等,
1。作网格的时候,把所有的面全部合成一个虚面的做法不好,特别是对于复杂外形的网格生成,
你最好在模型变化剧烈的地方多分几个面,这样会更有效的控制网格能够在模型表面曲率比较大的
地方能够生成规则的结构或者非结构网格。
2对于你输入gambit的时候产生很多碎片的问题,你可以适当的把proe里面的模型精度和它的公差降低
,因为gambit的建模工具精度本事就不高。
3。布尔运算就是对于面与面,体与体的联合,相减等运算。这个在所有的cad建模过程中是经常见
到的问题。
4。对于虚体生成的计算网格,和实体生成的计算网格,在计算的时候没有区别,关键是看你网格
生成的质量如何,与实体虚体无关。
我在作复杂模型计算的时候,大部分都是用的虚体,特别是从其他的建模软件里面导进来的复杂
模型,基本上不能够生成实体。
至于计算的效果如何,那是你对于fluent的设置问题和网格的质量问题,与模型无关。
可以用gambit里面的check功能检查一下你的网格质量,看看质量怎么样
实体、实面与虚体、虚面的区别
在建模中,经常会遇到实...与虚...,而且虚体的计算域好像也可以进行计算并得到所需的结果,
对二者的根本区别及在功能上的不同
对于求解是没有任何区别的,只要你能在虚体或者实体上划分你需要的网格
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gambit的实体和虚体在生成网格和计算的时候对于结果没有任何影响,实体和虚体的主要区别有以下几点:
1。实体可以进行布尔运算但是虚体不能,虽然不能进行布尔运算,但是虚体存在merge,split等功能。
2,实体运算在很多cad软件里面都有,但是虚体是gambit的一大特色,有了虚体以后,
gambit的建模和网格生成的灵活性增加了很多。
3。在网格生成的过程中,如果有几个相对比较评弹的面,你可以把它们通过merge合成一个
,这样,作网格的时候,可以节省步骤,对于曲率比较大的面,可能生成的网格质量不好,
这时候,你可以采取用split的方式把它划分成几个小面以提高网格质量
8 问题一:在画体网格时总出现initialization failed perturb boundary nodes and try again.
但是还在继续画。我想一定是有问题的。但不知道问题出现在哪里?谨请各位大虾赐教!
问题二:在画面网格时已经定义了spacing,那么在画体网格时再定义,会不会有冲突?还有,
究竟怎样定义才是合理的?
第一个问题:在做网格时,所有的错误提示都表明部分网格生成要么有问题没有生成,
要么生成的质量很差,要重新检查一下几何体和网格类型.
第二个问题:如果能够生成网格的话,重复定义没有问题,但是可能会出现生成面网格的
spacing和体网格的spacing不一致而产生冲突,这种情况下gambit会自动处理,
但生成的网格质量未必好.
9 在用gambit生成体网格的时候,出现了问题,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 .
我明白这是因为模型中的狭长面太多,但是在修改了大量的狭长面以后,
还是存在这个问题,每一个面我都挨着做了一下网格,看看生成的质量怎么样,
检查应该没有问题了,但是在生成体网格的时候,又出现这个问题,不知道该怎么办
解决办法
1.减小体网格size,当有多个体的时候,体网格从小到大过渡要合理,跨度不要太大
2.合并小面(小面与小面合并,小面并入大面),变成虚体
我觉得合并小面是个很有效的方法,网格质量也可以得到提升
关键是两个小面之间的夹角很大,合并之后会出现一个像角铁一样的拐角面,
做网格的时候效果更差了,老兄说的合并成虚面的情况应该是两个面的夹角不是
太大的情况,减小size我也试验了,但是减小了以后,我的网格数量就太多了,
算东东的时候机子跑不动
那就把夹角很大的那两个小面部分单独切为一个体算了,对这个体给个很小的size
再试试吧,不行就把它忽略掉
Gambit生成的网格质量向来让人很头疼的,用ICEM几乎不出现负体积,这可能跟
Gambit的算法有关系,对于曲率比较大的区域,只能增加该处的网格密度,只能这样了。
**********10 1 FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),
选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?
比如有两个速度入口A和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度
入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西?
一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口
(如多个进口时)进行初始化。对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,
因为计算容易收敛。但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),
初始条件要仔细选择。如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界
条件最后达到所要求的条件。
2 要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和
边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对于一个具体的问题,初始条件
和边界条件的设定并不是唯一的,为了使解收敛,需要不断调整初始条件和
边界条件直到解收敛为止,是吗?如果解收敛了,是不是就可以基本确定模拟
的结果是正确的呢?
对于一个具体的问题,边界条件的设定当然是唯一的,只不过初始化时可以选择
不同的初始条件(指定常流),为了使解的收敛比较好,我一般是逐渐的调节边界
条件到额定值( "额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件,例如计算一个管
内流动,要求入口压力和温度为10MPa和3000K,那么我开始叠代时选择入口压力和
温度为1MPa和500K(假设,这看你自己问题了),等流场计算的初具规模、收敛的
较好了,再逐渐调高压力和温度,经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K,
这样比一开始就设为10MPa和3000K收敛的要好些)这样每次叠代可以比较容易收敛,
每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解,然后继续叠代。
即使解收敛了,这并不意味着就可以基本确定模拟的结果是正确的,还需要和实验
的结果以及理论分析结果进行对比分析。
*********11 这个shadow从何而来?其边界层应当如何设定?
你定义了属性不同的两个计算域(例如A和B区域),两个区域形成共同的交界面。
其中A计算域的面取以前的名称,而B计算域的面则取该名称.shadow的名字。
在边界条件中将该表面定义为interior,则可以将该两区域结合成相连的计算域。
请问shadow 是自动生成的还是要自己去定义?
自动生成的
******shadow面通常在两种情况下出现:
1.当一个wall两面都是流体域时,那么wall的一面被定义为wall.1,wall的
另一面就会被软件自动定义为wall.1_shadow,它的特性和wall是一样的,
有关它的处理和wall面没有什么区别;
2.另外一种情况就是当你在fluent软件中,把周期性面的周期特性除去时,
也会出现一个shadow面,这种情况比较好理解,shadow面和原来的面分别构
成周期性的两个面.
shadow也出现在wall的一面是流体,而另一面是固体的情况。此时可以
进行流体-固体的耦合计算。
******静温和总温度
总温即驻点温度,速度完全滞止时的温度
静温即当地的热力学温度
两者有计算关系式的,和总压、静压差不多
也有区别呀……
比如说总温可以看作流体能量的一个度量,总压就不可以……
绝热流总温沿流线不变,总压是下降的(不等熵)……
速度嘛就是流体宏观运动的速度呀,由能量守衡知道,机械能和热能的总和是守衡的,
当机械能全部转化为热能,准确点说这里应该指动能全部转化的时候,即速度为0的时候,
那一点的温度就是驻点温度,也就是总温,这样的点在实际流场中可能存在,如前驻点,
也可能不存在,只是一种换算而已,用来描述流体总能量的参量。
静温就是一般意义上的温度,就是你在那一点能测量出来的温度,比如你说的火场,
那么实际温度,比如说1000度,这个就是静温:)静温是区别总温的
****怎样判断计算结果是否收敛!
1、观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化;
2、各个参数的残差随计算步数的增加而降低,最后趋于平缓;
3、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)。
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。比如说本斑
最近在算的一个全机模型,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:)
1 1. 什么是结构化网格和非结构化网格
1.1结构化网格
从严格意义上讲,结构化网格是指网格区域内所有的内部点都具有相同的毗邻单元。
它可以很容易地实现区域的边界拟合,适于流体和表面应力集中等方面的计算。
它的主要优点是:
网格生成的速度快。
网格生成的质量好。
数据结构简单。
对曲面或空间的拟合大多数采用参数化或样条插值的方法得到,区域光滑,
与实际的模型更容易接近。
它的最典型的缺点是适用的范围比较窄,只适用于形状规则的图形。
尤其随着近几年的计算机和数值方法的快速发展,人们对求解区域的几何
形状的复杂性的要求越来越高,在这种情况下,结构化网格生成技术就显得力不从心了。
1.2非结构化网格
同结构化网格的定义相对应,非结构化网格是指网格区域内的内部点不具有相同的毗邻单元。
即与网格剖分区域内的不同内点相连的网格数目不同。从定义上可以看出,结构化网格和
非结构化网格有相互重叠的部分,即非结构化网格中可能会包含结构化网格的部分。
2.如果一个几何造型中既有结构化网格,也有非结构化网格,分块完成的,分别生成网格后,
也可以直接就调入fluent中计算。
3.在fluent中,对同一个几何造型,如果既可以生成结构化网格,也可生成非结构化网格,
当然前者要比后者的生成复杂的多,那么应该选择哪种网格,两者计算结果是否相同,哪个
的计算结果更好些呢?
一般来说,结构网格的计算结果比非结构网格更容易收敛,也更准确。但后者容易做。
影响精度主要是网格质量,和你是用那种网格形式关系并不是很大,如果结构话网格的质量很差,
结果同样不可靠,相对而言,结构化网格更有利于计算机存储数据和加快计算速度。
结构化网格据说计算速度快一些,但是网格划分需要技巧和耐心。非结构化网格容易生成,
但相对来说速度要差一些。
4.在gambit中,只有map和submap生成的是结构化网格,其余均为非结构化网格。
2 我们经常遇到计算区是对称的问题,如同心圆环内的自然对流,圆柱绕流,
我们为了节省计算资源,许多时候都把计算区域趣味一半,但有些问题的真实情况是
两步分的流场及物理量的分布并不对称呀,问我们如何判断该不该区一般呢?
对秤的问题一般用在流场稳态解..需满足1.几何图形对秤..2.边界条件对秤..
也就是物理条件对秤..3.structral网格..所以对秤轴的Flux和properties gradient必须为0...
3 按照算例学习了一段时间,有些简单的问题还可以分析对错,但是对于一些头脑里没有
概念的问题,是做出了很多图行了,矢量图了,但是如何比较仔细全面的分析其合理性,
觉得有些困难,望师兄指点~~~~~~~~~~~~
答:
一般来讲计算应该辅助以高精度的实验作为证明,无法或不容易用实验实现的往往是计算
一个经典的或别人算过的例子对比一下。既然已经作出了很多图,可以试试分析一下,
看看跟经典的理论一致否。图是做出来了,但是真的想说明问题,恐怕还有一段路。
以上是我的一点看
4 courant number实际上是指时间步长和空间步长的相对关系,系统自动减小courant数,
这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域,当局部的流速过大或者压差过大时出错,
把局部的网格加密再试一下。
在fluent中,用courant number来调节计算的稳定性与收敛性。一般来说,
随着courant number的从小到大的变化,收敛速度逐渐加快,但是稳定性逐渐降低。
所以具体的问题,在计算的过程中,最好是把courant number从小开始设置,
看看迭代残差的收敛情况,如果收敛速度较慢而且比较稳定的话,可以适当的增加
courant number的大小,根据自己具体的问题,找出一个比较合适的courant number,
让收敛速度能够足够的快,而且能够保持它的稳定性。
5 我觉得FLUENT 中关于松弛因子的解释就很清楚的.
由于流体力学中要求解非线性的方程,在求解过程中,控制变量的变化是很必要的,
这就通过松弛因子来实现的.它控制变量在每次迭代中的变化.也就是说,变量的新值
为原值加上变化量乘以松弛因子.
如:
A1=A0+B*DETA
A1 新值
A0 原值
B 松弛因子
DETA 变化量
松弛因子可控制收敛的速度和改善收敛的状况!
为1,相当于不用松弛因子
大于1,为超松弛因子,加快收敛速度
小于1,欠松弛因子,改善收敛的条件
一般来讲,大家都是在收敛不好的时候,采用一个较小的欠松弛因子。
Fluent里面用的是欠松弛,主要防止两次迭代值相差太大引起发散。
松弛因子的值在0~1之间,越小表示两次迭代值之间变化越小,也就越稳定,但收敛也就越慢。
6 用右键点击显示的图形的边框,点击copy to clipboard,然后就可以粘贴到别的地方去了。
直接这样的话是黑色背景的图片,要是想要白的色背景的图片,先点击Page Setup在弹出的对话
框中选中Reverse Foreground Orientation,然后再copy to clipboard就可了。在Page Setup
对话框里还有其他选项可以设置,大家可以试一试。
7 下面几个问题是使用FLUENT的同仁经常遇到的
有的问题问了不下10次了,归纳一下
1.GAMBIT需要装EXCEED才能用,推荐EXCEED 6.2
出错信息“unable find Exceed X Server ”
fluent的运行:直接在开始-程序-Fluent Inc里面
gambit的运行:先运行命令提示符,输入gambit,回车
2.FLUENT和GAMBIT需要把相应license.dat文件拷贝到FLUENT.INC/license目录下
出错信息“unable find/open license.dat"
3.FLUENT和GAMBIT推荐使用默认安装设置,
安装完GAMBIT请设置环境变量,
设置办法“开始-程序-FLUENT INC-Set Environment"
出错信息:运行gambit时提示找不到gambit文件?
4.安装好FLUENT和GAMBIT最好设置一下用户默认路径
推荐设置办法,在非系统分区建一个目录,如d:\users
a) win2k用户在控制面板-用户和密码-高级-高级,在使用fluent用户的配置文件
修改本地路径为d:\users,重起到该用户运行命令提示符,检查用户路径是否修改
b) xp用户,把命令提示符发送到桌面快捷方式,右键单击命令提示符快捷方式
在快捷方式-起始位置加入D:\users,重起检查
5.gambit的缺省文件已经打开,gambit运行失败,
到用户默认目录删除default_id.*等文件
出错信息“IDENTIFIER "default_id" CURRENTLY OPEN”
6.FLUENT计算开始迭代最好使用较小的库朗数,否则容易导致迭代发散?
修改办法slove-controls-solution,修改courant Number
默认值为1,开始没有经验的改小点,比如0.01,然后逐渐加大,
经验丰富的同仁自己决定
7.FLUENT修改迭代值的极限,slove-controls-Limits
根据你计算的情况决定
归纳了一下FLUENT使用过程中,经常遇到的几个问题,
建议初次使用FLUENT遇到麻烦的时候,先看看此文,或许就是其中的某种情况。
8 对于一个刚开始接触软件的新手,应该从以下方面入手学习:
1.GAMBIT软件的学习,首先熟悉这个前处理软件,在里面构造几何体、划网格及设置边界条件
(关于软件界面的介绍和一些算例在本研究所的ftp上有,在《学术报告第23期》)。
2.FLUENT软件的应用过程(可以结合一些算例学习):
1).构造计算域,创建网格
2).运行合适的解算器:2D、3D、2DDP、3DDP
3).输入网格
4).检查网格
5).选择解算器的格式
6).选择需要解的基本方程:层流还是湍流(无粘)、化学组分还是化学反应、热传导模型等
7). 确定所需要的附加模型:风扇,热交换,多孔介质等
8). 指定材料物理性质
9). 指定边界条件
10).调节解的控制参数
11).初始化流场
12).开始计算
13).检查结果
14).保存结果
15).必要的话,细化网格,改变数值和物理模型
9 [这个贴子最后由caoqx在 2004/09/15 10:03am 第 2 次编辑]
1.FLUENT软件的下载
现在网上有很多fluent的安装及帮助文件,大家可以到北大天网、
工大校内ftp(http://dw.hit.edu.cn/)等搜一下,
这里给出一个下载安装软件的路径:
ftp://202.118.237.120/ 匿名登陆即可。
2.FLUENT软件的安装
需要安装的软件:
Exceed
Gambit
Fluent
安装顺序:首先安装Exceed,再装Gambit和Fluent。最后不要忘了把
flexlm文件复制到系统盘根目录下。
安装完成后,你可以分别双击FLUENT.INC\ntbin\ntx86文件夹下的
gambit和fluent的图标,来运行它们。
gambit运行过程中常遇到的一个问题是:在Gambit建模过程中出现界面
突然跳出,并且下次运行Gambit时,界面调不出来,这时只需删去gambit
工作目录下的(默认的工作目录为\FLUENT.INC\ntbin\ntx86)
后缀为*.lok的文件,就会恢复正常。
10 fluent生成mpg文件经验
步骤就是先在Solve\Animate下Define一个动画序列,然后算的时候
fluent会记下相应的帧。算完后,用Playback回访或者生成mpg文件。
经验是:此时用那个Playback生成mpg文件时,十次大概能有一次成功!
解决方法是:关了fluent重启,然后再用那个Playback读那个序列,然后生成
mpg文件,这么做的成功率比较高
11 首先要进入denf-modi打开能量方程才能选择,然后在solver-moniter-residu
里面就会出现enery的选项
12 [这个贴子最后由caoqx在 2004/09/15 08:39am 第 2 次编辑]
1.划分体网格时,为了得到高质量的网格,把体分成了几部分,分别划分网格,
是不是导入fluent时要用tmerge合并成一个体网格呀? you can see this example
in fluent 6.1.22 Using Sliding Meshes
答:
不用。
在同一GAMBIT文件中对不同的体划分网格时,最后输出的网格文件包含了所有的网格。
注意:若用split剖分体时,要选择“connected”选项,否则FLUENT会将交界面默认
为壁面(wall)。
面网格划分也是类似的。
2.分块划分网格,定义边界时,交接面还用定义嘛,如果不定义是不是默认为墙呀,
要想使其为内部界面,定义为interface吗?
答:
split出来的区域,如果你不定义边界,gambit会默认为interior.
亚孙持因子
1、亚松驰(Under Relaxation):所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减,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(Relaxation Factors)。《数值传热学-214》
2、FLUENT中的亚松驰:由于FLUENT所解方程组的非线性,我们有必要控制 的变化。一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a与 变化的积分离解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FLUENT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,
但是对于一些特殊的非线性问题(如:某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问题),在计算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4到5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,如果直接解焓方程而不是温度方程(即:对PDF计算),基于焓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、k和e的亚松弛因子默认值分别为0.2,0.5,0.5和0.5。
对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中,
如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动,应该对温度和/或密度(所用的亚松弛因子小于1.0)进行亚松弛。相反,当温度和动量方程没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1.0。
对于其它的标量方程,如漩涡,组分,PDF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。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛更容易。
SIMPLE与SIMPLEC比较
在FLUENT中,可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)算法,默认是SIMPLE算法,但是对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果,尤其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SIMPLEC算法很快得到收敛解。在SIMPLEC中,压力校正亚松驰因子通常设为1.0,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1.0可能会导致不稳定。
对于所有的过渡流动计算,强烈推荐使用PISO算法邻近校正。它允许你使用大的时间步,而且对于动量和压力都可以使用亚松驰因子1.0。对于定常状态问题,具有邻近校正的PISO并不会比具有较好的亚松驰因子的SIMPLE或SIMPLEC好。
对于具有较大扭曲网格上的定常状态和过渡计算推荐使用PISO倾斜校正。
当你使用PISO邻近校正时,对所有方程都推荐使用亚松驰因子为1.0或者接近1.0。
如果你只对高度扭曲的网格使用PISO倾斜校正,请设定动量和压力的亚松驰因子之和为
1.0
比如:压力亚松驰因子0.3,动量亚松驰因子0.7)。如果你同时使用PISO的两种校正方法,
推荐参阅PISO邻近校正中所用的方法。单精度和双精度求解器
在所有的操作系统上都可以进行单精度和双精度计算。对于大多数情况来说,单精度计算已经足够,但在下面这些情况下需要使用双精度计算:
(1)计算域非常狭长(比如细长的管道),用单精度表示节点坐标可能不够精确,这时需要采用双精度求解器。
(2)如果计算域是许多由细长管道连接起来的容器,各个容器内的压强各不相同。如果某个容器的压强特别高的话,那么在采用同一个参考压强时,用单精度表示其他容器内压强可能产生较大的误差,这时可以考虑使用双精度求解器。
(3)在涉及到两个区域之间存在很大的热交换,或者网格的长细比很大时,用单精度可能无法正确传递边界信息,并导致计算无法收敛,或精度达不到要求,这时也可以考虑采用双精度求解器。
网格文件是包含各个网格点坐标值和网格连接信息2,以及各分块网格的类型和节点数量等信息的文件
进程文件(journal file)是一个FLUENT 的命令集合,其内容用Scheme 语言写成。可以通过两个途径创建进程文件:一个是在用户进入图形用户界面后,系统自动记录用户的操作和命令输入,自动生成进程文件;另一个是用户使用文本编辑器直接用Scheme 语言创建进程文件,其工作过程与用FORTRAN 语言编程类似。
File -> Write -> Start Journal
系统就开始记录进程文件。此时原来的Start Journa(l 开始进程)菜单项变为Stop Journal(终止进程),点击Stop Journal(终止进程)菜单项则记录过程停止。
边界函数分布文件(profile file)用于定义计算边界上的流场条件
,还可以将边界网格写入单独的文件,相应的菜单操作是:
File -> Write -> Boundary Grid
在打开的文件选择窗口中保存文件即可。在用户对网格不满意时,可以先将边界网格保存起来,然后再用Tgrid 软件读入这个网格文件,并重新生成满意的立体网格。
FLUENT 目前可以兼容的导出格式包括ABAQUS、ANSYS、ASCII、AVS、CGNS、Data Explorer、EnSight (过去称为 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)数据。如果导出的文件中带有指定的表面,那么这样的文件将不能重新导入FLUENT。不过FLUENT 的网格生成软件TGrid 支持表面数据。另外,I-DEAS 软件不支持金字塔型的网格划分方式,所以如果网格中带有金字塔型网格的数据,I-DEAS 将无法识别这样的数据。EnSight6 和结构化FieldViewCase+Data 数据可以用FLUENT 并行版输出。
网格之间解的插值(interpolate)
FLUENT 允许在几何形状确定后,通过插值的方式,在不同网格之间传递数据。比如,可以将六面体网格的计算结果,通过插值转换成混合网格的计算解,然后再利用这个解作为初始解开始混合网格中的计算
在FLUENT 中对下述问题只能使用国际单位制进行输入:
(1)边界函数分布文件。
(2)源项。
(3)自定义场变量。
(4)由外部绘图软件生成的数据。
(5)用户自定义函数(UDF)。
FLUENT 中的“缺省”单位制与国际单位制的唯一区别是角度的单位是“度”,而不是 弧度。
FLUENT 提供三种计算方式,即分离方式、耦合隐式和耦合显式。这三种计算方式都可以给出精确的计算结果,只是针对某些特殊问题时,某种计算方式可能比其它两种方式更快一些。
分离计算和耦合计算的区别在于求解连续、动量、能量和组元方程的方法有所不同。分离方式是分别求解上面的几个方程,最后得到全部方程的解,耦合方式则是用求解方程组的方式,同时进行计算并最后获得方程的解。两种计算方式的共同点是,在求解附带的标量方程时,比如计算湍流模型或辐射换热时,都是采用单独求解的方式,就是先求解控制方程,再求解湍流模型方程或辐射方程。显式和隐式的区别在于对方程的线化方式有所不同。
分离方式一般用于不可压流或弱可压流的计算。耦合方式则通常用于高速可压流计算。而在FLUENT 中,两种方式都可以用于可压和不可压流动计算,只是在计算高速可压流时,耦合方式的计算结果更好一些。
FLUENT 求解器的缺省计算方法是分离算法,但是对于高速可压流、彻体力强耦合型
问题(比如浮力问题或旋转流动问题)、超细网格计算问题等类型的问题,最好还是使用耦合隐式计算方式。这个求解器收敛速度更快,只是需要占用更大的内存
耦合显式计算也是将能量方程与其它方程耦合在一起进行计算,但是所需内存更小,而计算时间则比较长。
只能在分离式求解器中使用的模型:
(1)多相流模型。
(2)混合浓度/PDF 燃烧模型。
(3)预混燃烧模型。
(4)污染物构成模型。
(5)相变模型。
(6)Rosseland 辐射模型。
(7)特定质量流周期流模型。
(8)流向周期性换热模型。
简单地说,可以用三种方法判断计算是否已经收敛:
(1)观察残差曲线。
可以在残差监视器面板中设置Convergence Criterion(收敛判据),比如设为10-3,则残差下降到小于10-3 时,系统既认为计算已经收敛并同时终止计算。
(2)流场变量不再变化。
有时候不论怎样计算,残差都不能降到收敛判据以下。此时可以用具有代表性的流场变量来判断计算是否已经收敛——如果流场变量在经过很多次迭代后不再发生变化,就可以认为计算已经收敛。
(3)总体质量、动量、能量达到平衡。
在Flux Reports(通量报告)面板中检查质量、动量、能量和其他变量的总体平衡情况。通过计算域的净通量应该小于0.1%。
一阶精度格式的缺点是耗散性很大,计算稳定性好,但是对流场中梯度比较大区域内的解有比较严重的“抹平”现象,因此为了获得精度更高的结果,可以采用二阶精度格式。因为二阶精度格式的稳定性不如一阶精度,所以在采用二阶精度格式的时候要适当减小亚松弛因子
通过对一阶精度的计算结果和采用适应性网格、并用二阶精度计算的结果进行对比,可以发现,后者的耗散性已经大大减小,计算精度得到提高。在FLUENT 中,一阶精度格式是缺省设置的计算格式,在实际计算过程中可以用它获得初始流场,然后再提高计算格式精度,最后采用适应性网格技术。采用这样的计算策略,既可以保证计算的稳定性,又可以获得精度较高的流场计算结果,因此在复杂流场的计算中是经常使用的办法.
结构网格就是网格拓扑相当于矩形域内均匀网格的网格。为了便于处理物面边界条件,以提高计算精度,常要求结构网格具有贴体性质,即通过坐标变换,使物体的几何边界成为坐标面(线)。现有的结构网格的生成方法基本上可分为以下四大类:
1、代数生成方法。其特点是根据边界上规定的网格点位置,或者附加一些参考点位置,用插值方法确定所有其它网格点的位置。它具有简便灵活、计算速度快的突出优点,但对复杂的几何形状往往难以找到合适的插值函数。
2、保角变换方法。它能生成完全正交的贴体网格,计算机时也少,但局限于二维情况,且对物体形状往往有很大限制。
3、偏微分方程方法。其特点是通过求解偏微分方程的边值问题来确定区域内网格点分布。它具有较大的适应性,且生成的网格质量很好,特别是椭圆型方程生成的网格通常是光滑和均匀变化的,同时调和函数的极值性质保证了网格生成时物理空间和计算空间之间的一一对应关系,但网格较密时,一般需要较长的计算机时。
4、变分原理方法。在这类方法中,将生成网格所希望满足的要求表示成某个目标函数(泛函)取极值。这种方法常用于生成自适应网格,因为可以比较方便地将自适应网格的要求用某个变分原理来表示,然后再导出和该变分原理相应的偏微分方程,即Euler 方程。
结构网格总的优点是可以方便准确地处理边界条件,计算精度高,并且可以采用许多高效隐式算法和多重网格法,计算效率也较高。缺点是对复杂外形的网格生成较难,甚至难以实现;即使生成多块结构网格,块与块之间的界面处理又十分复杂,因而在使用上受到限制。
非结构网格就是指这种网格单元和节点彼此没有固定的规律可循,其节点分布完全是任意的。其基本思想基于这样的假设:任何空间区域都可以被四面体(三维)或三角形(二维)单元所填满,即任何空间区域都可以被四面体或三角形为单元的网格所划分。它有两种类型:宏观非结构网格和微观非结构网格。
宏观非结构网格是先将空间区域划分成许多小块,每个小块用结构网格划分,再将每个小块网格用非结构网格连接,合并成总体网格。它在一定程度上可以解复杂边界问题,但块网格拓扑的形成往往需要大量的人工处理,因而不易形成工程实际所需的通用程序;而且这种网格由于自适应处理会导致网格结构性的彻底破坏,因而也不适合于作网格自适应。
微观非结构网格是完全没有规律的、自由生成的网格,是一种任意的网格。这种网格较结构网格有如下优点:(1)适合于复杂区域的网格划分,特别对奇性点的处理很简单;(2)其随机的数据结构更易于作网格自适应,以便更好地捕获流场的物理特性;(3)其生成过程不需求解任何方程。因而这类网格目前使用较多。其生成主要有两个环节:(1)如何在计算域内合理分布网格点;(2)如何将网格点有效连接,形成三角形或四面体网格单元。现有的生成方法很多,但绝大多数都基于De1aunay 原理(二维),最为常用的是以下三种:
1、四叉树(二维)/八叉树(三维)方法
2、Delaunay 方法
3、阵面推进方法
现有的网格自适应方法有再生网格(Remeshing)法、网格加密(Mesh Refinement)法。网格移动(Mesh Movement)法等。再生网格法需要较长的计算机时,而网格移动法又相当复杂,一般采用网格加密法。
混合网格生成技术
1、针对多部件或多体复杂外形的混合网格
2、针对黏性计算的混合网格
3、矩形与非结构混合网格
复杂外形网格生成
面网格:Gambit 根据几何形状及CFD 计算的需要提供了三种不同的网格划分方法:
1、映射方法
2、子映射方法
3、自由网格
体网格:
1、映射网格
2、子映射网格
3、Cooper 方法
Cooper 方法适合于在一个方向几何相似,而在另两个方向几何较为复杂的实体
4、Tgrid 方法
对于复杂的工程结构,可以采用Tgrid 方法方法生成四面体和金字塔网格,Tgrid 方法生成网格过程不需要用户干预,可以划分出网格密度变化很大的网格。特别适合计算域很大的外流场。
5、混合网格
Map 创建四边形的结构性网格
Submap 将一个不规则的区域划分为几个规则区域并分别划分结构性网格。
Pave 创建非结构性网格
Tri Primitive 将一个三角形区域划分为三个四边形区域并划分规则网格。
Wedge Primitive 在一个楔形的尖端划分三角形网格,沿着楔形向外辐射,划分四边形网格
CAD 中创建的图形要输出为.sat 文件,要满足一定的条件。对于二维图形来说,它必须是一个region,也就是说要求是一个联通域。对于三维图形而言,要求其是一个ASCI body。
FLUENT 对网格文件的操作:
运动或缩放结点坐标,为并行处理分离单元,重新标记区域中的网格单元以减少带宽,以及合并或分离区域。你可以获得各种各样的网格调试信息,包括内存的使用复杂度、拓扑结构和区域信息。你可以检查出网格中的结点、面和单元数目,决定区域中的最小和最大单元体,并且可以核查每个单元的合适的结点和面数
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