fluent中的一些基本问题

2017-03-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

使用gambit时可能遇到的问题
问题1:
如果体网格做好后,感觉质量不好,然后将体网格删除,在其面上重新作网格,结果发现网格都脱离面,不再附体了,比其先前的网格质量更差了.
原因:
删除体网格时,也许连同较低层次的网格都删除了.上面的脱离面可能是需要的体的面.
解决方法:
重新生成了面,在重新划分网格
问题2:
在gambit下做一虚的曲面的网格,结果面上的网格线脱离曲面,由此产生的体网格出现负体积.
原因:
估计是曲面扭曲太严重造成的
解决方法:
可以试试分区域划分体网格,先将曲面分成几个小面,生成各自的面网,再划体网格。
问题3:
当好网格文件的时候,并检查了网格质量满足要求,但输出*.msh时报错误.
原因:
应该不是网格数量和尺寸.可能是在定义边界条件或continuum type时出了问题.
解决方法:
先把边界条件删除重新导出看行不行.其二如果有两个几何信息重合在一起, 也可能出现上述情况,将几何信息合并掉.
问题4:
当把两个面(其中一个实际是由若干小面组成,将若干小面定义为了group了)拼接在一起,
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fluent时,使用interface时出现网格check的错误,将interface的边界条件删除,就不会发生网格检查的错误.
原因:
interface后的两个体的交接面,fluent以将其作为内部流体处理(非重叠部分默认为wall,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,或者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interior.也可以将网格拼接一起.

Map (产生规则的结构化网格)
Submap(把一个非mappable面分成几个mappable面,从而在每个区域产生结构化网格)Pave (产生非结构化网格)Tri Primitive(把一个三边形面分成三个四边形部分,在每个部分生成结构化网格)Wedge Primitive(在楔形面的顶点产生三角形网格单元,从顶点往外生成发散性的网格)

插值方式常称为离散格式。
中心差分格式:就是界面上的物理量采用线性插值公式来计算,即取上游和下游节点的算术平均值。它是条件稳定的,在网格Pe数小于等于2时稳定。在不发生振荡的参数范围内,可以获得较准确的结果。如没有特殊声明,扩散项总是采用中心差分格式来进行离散。
一阶迎风格式: 即界面上的未知量恒取上游节点(即迎风侧节点)的值。
这种迎风格式具有一阶截差,因此叫一阶迎风格式。无论在任何计算条件下都不会引起解的振荡,是绝对稳定的。但是当网格Pe数较大时,假扩散严重,为避免此问题,常需要加密网格。
研究表明,在对流项中心差分的数值解不出现振荡的参数范围内,在相同的网格节点数条件下,采用中心差分的计算结果要比采用一阶迎风格式的结果误差小。
混合格式:综合了中心差分和迎风作用两方面的因素,当|Pe|<2时,使用具有二阶精度的中心差分格式;
当|Pe|>=2时,采用具有一阶精度但考虑流动方向的一阶迎风格式。该格式综合了中心差分格式和一阶迎风格式的共同的优点,其离散系数总是正的,是无条件稳定的。计算效率高,总能产生物理上比较真实的解,
但缺点是只有一阶精度。
二阶迎风格式:二阶迎风格式与一阶迎风格式的相同点在于,二者都通过上游单元节点的物理量来确定控制体积界面的物理量。但二阶格式不仅要用到上游最近一个节点的值,还有用到另一个上游节点的值。
它可以看作是在一阶迎风格式的基础上,考虑了物理量在节点间分布曲线的曲率影响。在二阶迎风格式中,只有对流项采用了二阶迎风格式,而扩散项仍采用中心差分格式。二阶迎风格式具有二阶精度的截差。
QUICK格式:是“对流项的二次迎风插值”,是一种改进离散方程截差的方法,通过提高界面上插值函数的阶数来提高格式截断误差的。对流项的QUICK格式具有三阶精度的截差,但扩散项仍采用二阶截差的中心差分
格式。对于与流动方向对齐的结构网格而言,QUICK格式将可产生比二阶迎风格式等更精确的计算结果。
QUICK格式常用于六面体(二维中四边形)网格。对于其它类型的网格,一般使用二阶迎风格式。

在Fleuent隐藏了很多湍流模型,在GUI面板中只能看到三种k-e模型,实际上低雷诺数湍流模型同样可以使用。
具体操作一共有两步,第一步,先在viscous model面板中选择k-e模型;
第二步,键入下面的命令:
define/models/viscous/turbulence-expert /low-re-ke y
然后回车
在模型选择面板中我们就可以看见低雷模型low-re-ke model了。

离散相模型一般只用于体积率小于10%的情况,双流体模型(VOF模型、混合物模型和欧拉模型)可用于各种体积份额下,但只能选择一阶时间离散。如果分散相的的分布广,那么用混合模型最为合适。如果分散相几种在主域的某些区域,那么用欧拉模型合适。如果相间的drag law可用或者可以通过用户定义的方式得到,那么欧拉模型能得到精确的结果,如果相间的draglaw不可知或者能否应用到你的问题中还是未知的情况下,选择混合模型

FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算,选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?
一般是选取ALLZONE,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。

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courantnumber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courantnumber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courantnumber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。

什么是旋流数?切向动量和轴向动量比.
强旋流动用混合长,K-e模型都不行,反应不出强旋情况下的各向异型。用代数应力模型或者雷诺应力模型比较合适。一般来说,混合长,K-e模型(用的最广)算自由射流,剪切流,弱旋,无浮力流等等各向异型不强的情况符合很好。对强旋流动,也可以采用修正后的K-e模型(有很多修正,对强旋就找针对强旋修正的模型)。

出现回流后影响不影响计算精度主要是看实际有没有回流。如果实际有回流,则计算出来的回流是确实存在的。则此时的回流参数应靠试验来确定。所谓的回流参数是指计算中一旦出现回流,则从出口流回来的物理量(如组分)是多少!当实验中没有回流,而计算中出现回流时,要分成两种情况来讨论。在讨论这个以前,有必要将产生假回流的原因仔细说一下。产生假回流主要是由于不好的初始条件或是上次迭代的结果所计算的系数被代入使矩阵迭代而产生的结果。这样说,则可把问题分为两类。一类是计算中出现回流,而计算最后没有回流的,这样的话,可以将迭代中没有回流以后的任意步看作初始条件,这样设不设回流参数都是无所谓的。第二种问题是计算最后还有回流。这就可能是你边界条件或是物
性什么的原因了,即使设置回流参数,结果也是不足取的。

计算时间和网格数,湍流模型,离散格式阶数等都有关系。一般每十万个单元需要50-100M内存,在CPU速度和内存两者中,计算速度和内存的关系更大。

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