1、學(xué)習(xí)fluent-流體常識及軟件計(jì)算參數(shù)設(shè)置luent中一些問題-(目錄)1如何入門2CFD計(jì)算中涉及到的流體及流動的根本概念和術(shù)語2.1 理想流體(IdealFluid)和粘性流體(ViscousFluid)2.2 牛頓流體(NewtonianFluid)和非牛頓流體(non-NewtonianFluid)2.3 可壓縮流體(CompressibleFluid)和不可壓縮流體(IncompressibleFluid)2.4 層流(LaminarFlow)和湍流(TurbulentFlow)2.5 定常流動(SteadyFlow)和非定常流動(UnsteadyFlow)2.6 亞音速流動(Su

2、bsonic)與超音速流動(Supersonic)2.7 熱傳導(dǎo)(HeatTransfer)及擴(kuò)散(Diffusion)3在數(shù)值模擬過程中,離散化的目的是什么？如何對計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散化？離散化時通常使用哪些網(wǎng)格？如何對限制方程進(jìn)行離散？離散化常用的方法有哪些？它們有什么不同？3.1 離散化的目的3.2 計(jì)算區(qū)域的離散及通常使用的網(wǎng)格3.3 限制方程的離散及其方法3.4 各種離散化方法的區(qū)別4常見離散格式的性能的比照穩(wěn)定性、精度和經(jīng)濟(jì)性5流場數(shù)值計(jì)算的目的是什么？主要方法有哪些？其根本思路是什么？各自的適用范圍是什么？6可壓縮流動和不可壓縮流動,在數(shù)值解法上各有何特點(diǎn)？為何不可壓縮流動在求解時反

3、而比可壓縮流動有更多的困難？6.1 可壓縮Euler及Navier-Stokes方程數(shù)值解6.2 不可壓縮Navier-Stokes方程求解7什么叫邊界條件？有何物理意義？它與初始條件有什么關(guān)系？8在數(shù)值計(jì)算中,偏微分方程的雙曲型方程、橢圓型方程、拋物型方程有什么區(qū)別？9在網(wǎng)格生成技術(shù)中,什么叫貼體坐標(biāo)系？什么叫網(wǎng)格獨(dú)立解？10在GAMBIT中顯示的“check主要通過哪幾種來判斷其網(wǎng)格的質(zhì)量？及其在做網(wǎng)格時大致注意到哪些細(xì)節(jié)？11在兩個面的交界線上如果出現(xiàn)網(wǎng)格間距不同的情況時,即兩塊網(wǎng)格不連續(xù)時,怎么樣克服這種情況呢？12在設(shè)置GAMBIT邊界層類型時需要注意的幾個問題：a、沒有定義的邊界線

4、如何處理？b、計(jì)算域內(nèi)的內(nèi)部邊界如何處理(2D)?13為何在劃分網(wǎng)格后,還要指定邊界類型和區(qū)域類型？常用的邊界類型和區(qū)域類型有哪些？1420何為流體區(qū)域(fluidzone)和固體區(qū)域(solidzone)?為什么要使用區(qū)域的概念？FLUENT是怎樣使用區(qū)域的？1521如何監(jiān)視FLUENT的計(jì)算結(jié)果？如何判斷計(jì)算是否收斂？在FLUENT中收斂準(zhǔn)那么是如何定義的？分析計(jì)算收斂性的各限制參數(shù),并說明如何選擇和設(shè)置這些參數(shù)？解決不收斂問題通常的幾個解決方法是什么？1622什么叫松弛因子？松弛因子對計(jì)算結(jié)果有什么樣的影響？它對計(jì)算的收斂情況又有什么樣的影響？1723在FLUENT運(yùn)行過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)

5、“turbulenceviscousrate超過了極限值,此時如何解決？而這里的極限值指的是什么值？修正后它對計(jì)算結(jié)果有何影響1824在FLUENT運(yùn)行計(jì)算時,為什么有時候總是出現(xiàn)reversedflow?其具體意義是什么？有沒有方法預(yù)防？如果一直這樣顯示,它對最終的計(jì)算結(jié)果有什么樣的影響26什么叫問題的初始化？在FLUENT中初始化的方法對計(jì)算結(jié)果有什么樣的影響？初始化中的“patch怎么理解？27什么叫PDF方法？FLUENT中模擬煤粉燃燒的方法有哪些？30FLUENT運(yùn)行過程中,出現(xiàn)殘差曲線震蕩是怎么回事？如何解決殘差震蕩的問題？殘差震蕩對計(jì)算收斂性和計(jì)算結(jié)果有什么影響？31數(shù)值模擬過程

6、中,什么情況下出現(xiàn)偽擴(kuò)散的情況？以及對于偽擴(kuò)散在數(shù)值模擬過程中如何預(yù)防？32FLUENT輪廓(contour)顯示過程中,有時候標(biāo)準(zhǔn)輪廓線顯示通常不能精確地顯示其細(xì)節(jié),特別是對于封閉的3D物體如柱體,其原因是什么？如何解決？33如果采用非穩(wěn)態(tài)計(jì)算完畢后,如何才能更形象地顯示出動態(tài)的效果圖？34在FLUENT的學(xué)習(xí)過程中,通常會涉及幾個壓力的概念,比方壓力是相對值還是絕對值？參考壓力有何作用？如何設(shè)置和利用它？35在FLUENT結(jié)果的后處理過程中,如何將美觀漂亮的定性分析的效果圖和定量分析示意圖插入到論文中來說明問題？36在DPM模型中,粒子軌跡能表示粒子在計(jì)算域內(nèi)的行程,如何顯示單一粒徑粒子的

7、軌道如20微米的粒子？37在FLUENT定義速度入口時,速度入口的適用范圍是什么？湍流參數(shù)的定義方法有哪些？各自有什么不同？38在計(jì)算完成后,如何顯示某一斷面上的溫度值？如何得到速度矢量圖？如何得到流線？39別離式求解器和耦合式求解器的適用場合是什么？分析兩種求解器在計(jì)算效率與精度方面的區(qū)別43FLUENT中常用的文件格式類型：dbs,msh)cas)dat)trn)jou)profile等有什么用處？44在計(jì)算區(qū)域內(nèi)的某一個面(2D)或一個體(3D)內(nèi)定義體積熱源或組分質(zhì)量源.如何把這個zone定義出來？而且這個zone仍然是流體流動的.46如何選擇單、雙精度解算器的選擇47求解器為flun

8、et5/6在設(shè)置邊界條件時,specifyboundarytypes下的types中有三項(xiàng)關(guān)于interior)interface)internal設(shè)置)在什么情況下設(shè)置相應(yīng)的條件？它們之間的區(qū)別是什么？interior好似是把邊界設(shè)置為內(nèi)容默認(rèn)的一局部；interface是兩個不同區(qū)域的邊界區(qū)48FLUENT并行計(jì)算中Flexlm如何對多個License的治理？49在“solver中2D、axisymmetric和axisymmetricswirl如何區(qū)別？對于2D和3D各有什么適用范圍？50在設(shè)置速度邊界條件時,提到了Velocityformulation(Absolute和Relativ

9、e)都是指的動量方程的相對速度表示和絕對速度表示,這兩個速度如何理解？51對于出口有回流的問題,在出口應(yīng)該選用什么樣的邊界條件壓力出口邊界條件、質(zhì)量出口邊界條件等計(jì)算效果會更好？52對于不同求解器,離散格式的選擇應(yīng)注意哪些細(xì)節(jié)？實(shí)際計(jì)算中一階迎風(fēng)差分與二階迎風(fēng)差分有什么異同？53對于FLUENT的耦合解算器,對時間步進(jìn)格式的主要限制是Courant數(shù)CFL,那么Courant數(shù)對計(jì)算結(jié)果有何影響？54在別離求解器中,FLUENT提供了壓力速度耦和的三種方法：SIMPLE,SIMPLEC及PISO,它們的應(yīng)用有什么不同55對于大多數(shù)情況,在選擇選擇壓力插值格式時,標(biāo)準(zhǔn)格式已經(jīng)足夠了,但是對于特定

10、的某些模型使用其它格式有什么特別的要求？57討論在數(shù)值模擬過程中采用四面體網(wǎng)格計(jì)算效果好,還是采用六面體網(wǎng)格更妙呢？59在UDF中compiled型的執(zhí)行方式和interpreted型的執(zhí)行方式有什么不同61FLUENThelp和GAMBIThelp能教會我們特別是剛?cè)腴T的新手學(xué)習(xí)什么根本知識？63FLUENT模擬飛行器外部流場,最高M(jìn)A多少時就不準(zhǔn)確了？MA到達(dá)一定的程度做模擬需注意哪些問題？68做飛機(jī)設(shè)計(jì)時,經(jīng)常計(jì)算一些翼型,可是經(jīng)常出現(xiàn)計(jì)算出來的阻力是負(fù)值,出現(xiàn)負(fù)值究竟是什么原因,是網(wǎng)格的問題還是計(jì)算參數(shù)設(shè)置的問題？74大概需要劃分100萬個左右的單元,且只計(jì)算穩(wěn)態(tài)流動,請問這樣的問題P

11、C機(jī)上算的了嗎？如果能算至少需要怎樣的計(jì)算機(jī)配置呢？76GAMBIT劃分三維網(wǎng)格后,怎樣知道結(jié)點(diǎn)數(shù)？如何知道總生成多少網(wǎng)格整個模型？77在FLUENT的后處理中可以顯示一個管道的.某個標(biāo)量的.圓截面平均值沿管道軸線中心線的變化曲線嗎？何顯示空間某一點(diǎn)的數(shù)值呀比方某一點(diǎn)溫度？80如何在gambit中輸入cad和Pro/e的圖形？如何將FLUNET的結(jié)果EXPORT成ANSYS的文件？87courant數(shù)：在模擬高壓的流場的時候,迭代的時候總是自動減小其數(shù)值,這是什么原因造成的,為什么？怎么修改？94把帶網(wǎng)格的幾個volume,copy到另一處,但原來split的界面,現(xiàn)在都變成了wall,怎么才

12、能把wall變成內(nèi)部流體呢？97在udf中,U,V,W代表的速度,分別代表什么方向的,直角坐標(biāo)還是柱坐標(biāo)？98Gambit的網(wǎng)格相連問題：如果物體是由兩個相連的模型所結(jié)合,一個的網(wǎng)格劃分比擬密、另一個比擬稀疏,用Gambit有方法將兩個網(wǎng)格密度不同的物體,相連在一起嗎？100在FLUENT里定義流體的密度時,定義為不可壓理想流體是用在什么地方呀,講義上說是用于可變密度的不可壓流動,不知如何理解？101已經(jīng)建好的模型,想修改一些尺寸,但不知道頂點(diǎn)的座標(biāo),請問如何在gambit中顯示點(diǎn)的座標(biāo)？102在FLUENT模擬以后用display下的操作都無法顯示,不過剛開始用的是好的,然后就不行了,為什么

13、？103能否同時設(shè)置進(jìn)口和出口都為壓力的邊界條件？在這樣的邊界條件設(shè)置情況下發(fā)現(xiàn)沒有收斂,研究的物理模型只是知道進(jìn)口和出口的壓力,不知道怎么修改才能使其收斂？104在FLUENT計(jì)算時,有時候計(jì)算時間會特別長,為了預(yù)防斷電或其它情況影響計(jì)算,應(yīng)設(shè)置自動保存功能,如何設(shè)置自動保存功能？105gambit劃分時運(yùn)動局部與靜止局部交接面：一個系統(tǒng)的兩塊,運(yùn)動局部與靜止局部交接局部近似認(rèn)為沒有空隙無限小,雖然實(shí)際上是不可能的,假設(shè)考慮做成一個實(shí)體,那么似乎要一起運(yùn)動或靜止；假設(shè)分開做成兩個實(shí)體,那么交接處的兩個不完全重合的面要設(shè)為WALL還是什么呢,設(shè)成WALL不就不能過流了嗎？106在計(jì)算模擬中,c

14、ontinuity總不收斂,除了加密網(wǎng)格,還有別的方法嗎？別的條件都已經(jīng)收斂了,就差它自己了,還有收斂的標(biāo)準(zhǔn)是什么？是不是到了一定的尺度就能收斂了,比方10-e5具體的數(shù)量級就收斂了108想把gambit的圖形保存成圖片,可是底色總是黑色,怎么改為白色呀.用windows中畫圖板的反色,好似失真很多.如何處理？110在分析一個轉(zhuǎn)輪時,想求得轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)矩,不知道fluent中有什么方法可以提供該數(shù)據(jù).本來想到用葉片上面的壓力乘半徑,然后做積分運(yùn)算,但是由于葉片正反壁面統(tǒng)一定義的,即全部定義為wall-rn1,所以分不出方向來了111如何在gambit中實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸的變換：有一個三維的網(wǎng)格,想在柱坐標(biāo)

15、中實(shí)現(xiàn),可是gambit中一直顯示直角坐標(biāo)？113利用vof非穩(wěn)態(tài)求解,結(jié)果明顯沒有收斂的情況下,為什么就開始提示收斂,雖然可以不管它,繼續(xù)算下去到達(dá)收斂.但是求解怎么會提前收斂？116在Gambit中如何將兩個dbs文件到人:把爐膛分成了三個dbs文件,現(xiàn)在想導(dǎo)入兩個dbs文件,在Gambit中進(jìn)行操作,但好象使用open命令就只能open一個dbs文件,請問這要怎么處理？119用GAMBIT生成網(wǎng)格時要是出現(xiàn)負(fù)值怎么辦??？有什么方法可以改正嗎,只能將網(wǎng)格重新畫嗎？120scale是把你所畫模型中的單位轉(zhuǎn)化為Fluent默認(rèn)的m,而unite是根據(jù)你自己的需要轉(zhuǎn)化單位,也就是把Fluent中

16、默認(rèn)的m轉(zhuǎn)畫為其他的單位,兩中方法對計(jì)算沒有什么影響嗎？121GAMBIT處理技巧：兩個圓內(nèi)切產(chǎn)生的尖角那個面如何生成網(wǎng)格質(zhì)量才比擬好？128在gambit中對一體積成功的進(jìn)行了體網(wǎng)格,網(wǎng)格進(jìn)行了examinemesh,也沒有什么問題,可當(dāng)要進(jìn)行邊界類型(boundarytype)的設(shè)定時,卻發(fā)現(xiàn)type只有node,element_side兩項(xiàng),沒有什么wall,pressure_outlet等.為何無法定義邊界？132網(wǎng)格數(shù)量和內(nèi)存之間的關(guān)系是什么？133如何在FLUENT中進(jìn)行密度的選擇？142什么是多孔介質(zhì)；在那些方面應(yīng)用？143有沒有介紹多孔介質(zhì)的專業(yè)書籍？155如何區(qū)分層流和紊流？

17、以什么為標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分呢？從層流過渡到紊流的標(biāo)準(zhǔn)是什么？159在fluent中如何設(shè)置工作目錄？在Gambit中如何設(shè)置工作目錄？160在計(jì)算過程中其它指數(shù)都收斂了,就continuity不收斂是怎么回事？在初始化設(shè)置中,那些項(xiàng)影響continuity的收斂？fluent中一些問題-(1-6)1如何入門學(xué)習(xí)任何一個軟件,對于每一個人來說,都存在入門的時期.認(rèn)真勤學(xué)是必須的,什么是最好的學(xué)習(xí)方法,我也不能妄加定論,在此,我愿意將我三年前入門FLUENT心得介紹一下,希望能給學(xué)習(xí)FLUENT的新手一點(diǎn)幫助.由于當(dāng)時我需要學(xué)習(xí)FLUENT來做畢業(yè)設(shè)計(jì),老師給了我一本書,韓占忠的?FLUENT流體工程仿真

18、計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用?,當(dāng)然,學(xué)這本書之前必須要有兩個條件：第一,具有流體力學(xué)的根底,第二,有FLUENT安裝軟件可以應(yīng)用.然后就照著書上二維的計(jì)算例子,一個例子,一個步驟地去學(xué)習(xí),然后學(xué)習(xí)三維,再針對具體你所遇到的工程進(jìn)行針對性的計(jì)算.不能急于求成,從前處理器GAMBIT,到通過FLUENT進(jìn)行仿真,再到后處理,如TECPLOT,進(jìn)行循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí),堅(jiān)持,效果是非常顯著的.如果身邊有懂得FLUENT的老師,那么遇到問題向老師請教是最有效的方法,碰到不懂的問題也可以上網(wǎng)或者查找相關(guān)書籍來得到答案.另外我還有本?計(jì)算流體動力學(xué)分析?王福軍的,兩者結(jié)合起來學(xué)習(xí)效果更好.2CFD計(jì)算中涉及到的流體及流動的

19、根本概念和術(shù)語理想流體和粘性流體；牛頓流體和非牛頓流體；可壓縮流體和不可壓縮流體；層流和湍流；定常流動和非定常流動；亞音速與超音速流動；熱傳導(dǎo)和擴(kuò)散等.2.1 理想流體(IdealFluid)和粘性流體(ViscousFluid)流體在靜止時雖不能承受切應(yīng)力,但在運(yùn)動時,對相鄰的兩層流體間的相對運(yùn)動,即相對滑動速度卻是有反抗的,這種反抗力稱為粘性應(yīng)力.流體所具備的這種反抗兩層流體相對滑動速度,或普遍說來反抗變形的性質(zhì)稱為粘性.粘性的大小依賴于流體的性質(zhì),并顯著地隨溫度變化.實(shí)驗(yàn)說明,粘性應(yīng)力的大小與粘性及相對速度成正比.當(dāng)流體的粘性較小(實(shí)際上最重要的流體如空氣、水等的粘性都是很小的),運(yùn)動的

20、相對速度也不大時,所產(chǎn)生的粘性應(yīng)力比起其他類型的力如慣性力可忽略不計(jì).此時我們可以近似地把流體看成無粘性的,這樣的流體稱為理想流體.十清楚顯,理想流體對于切向變形沒有任何抗拒水平.這樣對于粘性而言,我們可以將流體分為理想流體和粘性流體兩大類.應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出,真正的理想流體在客觀實(shí)際中是不存在的,它只是實(shí)際流體在某些條件下的一種近似模型.2.2 牛頓流體(NewtonianFluid)和非牛頓流體(non-NewtonianFluid)日常生活和工程實(shí)踐中最常遇到的流體其切應(yīng)力與剪切變形速率符合下式的線性關(guān)系,稱為牛頓流體.而切應(yīng)力與變形速率不成線性關(guān)系者稱為非牛頓流體.圖2-1(a)中繪出了切應(yīng)

21、力與變形速率的關(guān)系曲線.其中符合上式的線性關(guān)系者為牛頓流體.其他為非牛頓流體,非牛頓流體中又因其切應(yīng)力與變形速率關(guān)系特點(diǎn)分為膨脹性流體(Dilalant),擬塑性流體(Pseudoplastic),具有屈服應(yīng)力的理想賓厄流體(IdealBinghamFluid)和塑性流體(PlasticFluid)等.通常油脂、油漆、牛奶、牙膏、血液、泥漿等均為非牛頓流體.非牛頓流體的研究在化纖、塑料、石油、化工、食品及很多輕工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用.圖2-1(b)還顯示出對于有些非牛頓流體,其粘滯特性具有時間效應(yīng),即剪切應(yīng)力不僅與變形速率有關(guān)而且與作用時間有關(guān).當(dāng)變形速率保持常量,切應(yīng)力隨時間增大,這種非牛頓流

22、體稱為震凝性流體(RheopecticFluid).當(dāng)變形速率保持常量而切應(yīng)力隨時間減小的非牛頓流體那么稱為觸變性流體(ThixotropicFluid).2.3 可壓縮流體(CompressibleFluid)和不可壓縮流體(IncompressibleFluid)在流體的運(yùn)動過程中,由于壓力、溫度等因素的改變,流體質(zhì)點(diǎn)的體積(或密度,因質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量一定),或多或少有所改變.流體質(zhì)點(diǎn)的體積或密度在受到一定壓力差或溫度差的條件下可以改變的這個性質(zhì)稱為壓縮性.真實(shí)流體都是可以壓縮的.它的壓縮程度依賴于流體的性質(zhì)及外界的條件.例如水在100個大氣壓下,容積縮小0.5%,溫度從20變化到100,容積降

23、低4%.因此在一般情況下液體可以近似地看成不可壓的.但是在某些特殊問題中,例如水中爆炸或水擊等問題,那么必須把液體看作是可壓縮的.氣體的壓縮性比液體大得多,所以在一般情形下應(yīng)該當(dāng)作可壓縮流體處理.但是如果壓力差較小,運(yùn)動速度較小,并且沒有很大的溫度差,那么實(shí)際上氣體所產(chǎn)生的體積變化也不大.此時,也可以近似地將氣體視為不可壓縮的.在可壓縮流體的連續(xù)方程中含密度,因而可把密度視為連續(xù)方程中的獨(dú)立變量進(jìn)行求解,再根據(jù)氣體的狀態(tài)方程求出壓力.不可壓流體的壓力場是通過連續(xù)方程間接規(guī)定的.由于沒有直接求解壓力的方程,不可壓流體的流動方程的求解具有其特殊的困難.2.4 層流(LaminarFlow)和湍流(

24、TurbulentFlow)實(shí)驗(yàn)說明,粘性流體運(yùn)動有兩種形態(tài),即層流和湍流.這兩種形態(tài)的性質(zhì)截然不同.層流是流體運(yùn)動規(guī)那么,各局部分層流動互不摻混,質(zhì)點(diǎn)的軌線是光滑的,而且流動穩(wěn)定.湍流的特征那么完全相反,流體運(yùn)動極不規(guī)那么,各局部劇烈摻混,質(zhì)點(diǎn)的軌線雜亂無章,而且流場極不穩(wěn)定.這兩種截然不同的運(yùn)動形態(tài)在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.2.5 定常流動(SteadyFlow)和非定常流動(UnsteadyFlow)以時間為標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)流體流動的物理量(如速度、壓力、溫度等)是否隨時間變化,將流動分為定常與非定常兩大類.當(dāng)流動的物理量不隨時間變化,為定常流動；反之稱為非定常流動.定常流動也稱為恒定流動,或

25、者穩(wěn)態(tài)流動；非定常流動也稱為非恒定流動、非穩(wěn)態(tài)流動.許多流體機(jī)械在起動或關(guān)機(jī)時的流體流動一般是非定常流動,而正常運(yùn)轉(zhuǎn)時可看作是定常流動.2.6 亞音速流動(Subsonic)與超音速流動(Supersonic)當(dāng)氣流速度很大,或者流場壓力變化很大時,流體就受到了壓速性的影響.馬赫數(shù)定義為當(dāng)?shù)厮俣扰c當(dāng)?shù)匾羲僦?當(dāng)馬赫數(shù)小于1時,流動為亞音速流動；當(dāng)馬赫數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1(如M0.1)時,流體的可壓速性及壓力脈動對密度變化影響都可以忽略.當(dāng)馬赫數(shù)接近1時候(跨音速),可壓速性影響就顯得十分重要了.如果馬赫數(shù)大于1,流體就變?yōu)槌羲倭鲃?FLUENT對于亞音速,跨音速以及超音速等可壓流動都有模擬水平.2

26、.7 熱傳導(dǎo)(HeatTransfer)及擴(kuò)散(Diffusion)除了粘性外,流體還有熱傳導(dǎo)及擴(kuò)散等性質(zhì).當(dāng)流體中存在溫度差時,溫度高的地方將向溫度低的地方傳送熱量,這種現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo).同樣地,當(dāng)流體混合物中存在組元的濃度差時,濃度高的地方將向濃度低的地方輸送該組元的物質(zhì),這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散.流體的宏觀性質(zhì),如擴(kuò)散、粘性和熱傳導(dǎo)等,是分子輸運(yùn)性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)平均.由于分子的不規(guī)那么運(yùn)動,在各層流體間交換著質(zhì)量、動量和能量,使不同流體層內(nèi)的平均物理量均勻化,這種性質(zhì)稱為分子運(yùn)動的輸運(yùn)性質(zhì).質(zhì)量輸運(yùn)宏觀上表現(xiàn)為擴(kuò)散現(xiàn)象,動量輸運(yùn)表現(xiàn)為粘性現(xiàn)象,能量輸運(yùn)表象為熱傳導(dǎo)現(xiàn)象.理想流體忽略了粘性,即忽略了分子運(yùn)

27、動的動量輸運(yùn)性質(zhì),因此在理想流體中也不應(yīng)考慮質(zhì)量和能量輸運(yùn)性質(zhì)一一擴(kuò)散和熱傳導(dǎo),由于它們具有相同的微觀機(jī)制.3在數(shù)值模擬過程中,離散化的目的是什么？如何對計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散化？離散化時通常使用哪些網(wǎng)格？如何對限制方程進(jìn)行離散？離散化常用的方法有哪些？它們有什么不同？首先說一下CFD的根本思想：把原來在時間域及空間域上連續(xù)的物理量的場,如速度場,壓力場等,用一系列有限個離散點(diǎn)上的變量值的集合來代替,通過一定的原那么和方式建立起關(guān)于這些離散點(diǎn)上場變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組,然后求解代數(shù)方程組獲得場變量的近似值.然后,我們再討論下這些題目.3.1 離散化的目的我們知道描述流體流動及傳熱等物理問題的根本方

28、程為偏微分方程,想要得它們的解析解或者近似解析解,在絕大多數(shù)情況下都是非常困難的,甚至是不可能的,就拿我們熟知的Navier-Stokes方程來說,現(xiàn)在能得到的解析的特解也就70個左右；但為了對這些問題進(jìn)行研究,我們可以借助于我們已經(jīng)相當(dāng)成熟的代數(shù)方程組求解方法,因此,離散化的目的簡而言之,就是將連續(xù)的偏微分方程組及其定解條件根據(jù)某種方法遵循特定的規(guī)那么在計(jì)算區(qū)域的離散網(wǎng)格上轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組,以得到連續(xù)系統(tǒng)的離散數(shù)值逼近解3.2 計(jì)算區(qū)域的離散及通常使用的網(wǎng)格在對限制方程進(jìn)行離散之前,我們需要選擇與限制方程離散方法相適應(yīng)的計(jì)算區(qū)域離散方法.網(wǎng)格是離散的根底,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是離散化的物理量的存儲位置,

29、網(wǎng)格在離散過程中起著關(guān)鍵的作用.網(wǎng)格的形式和密度等,對數(shù)值計(jì)算結(jié)果有著重要的影響.一般情況下,二維問題,有三角形單元和四邊形,三位問題中,有四面體,六面體,棱錐體,楔形體及多面體單元.網(wǎng)格按照常用的分類方法可以分為：結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,混合網(wǎng)格；也可以分為：單塊網(wǎng)格,分塊網(wǎng)格,重疊網(wǎng)格；等等.上面提到的計(jì)算區(qū)域的離散方法要考慮到限制方程的離散方法,比方說：有限差分法只能使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,有限元和有限體積法可以使用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格也可以使用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格.3.3 限制方程的離散及其方法上面已經(jīng)提到了離散化的目的,限制方程的離散就是將主控的偏微分方程組在計(jì)算網(wǎng)格上根據(jù)特定的方法離散成代數(shù)方程組,用以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算

30、.根據(jù)應(yīng)變量在計(jì)算網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之間的分布假設(shè)及推到離散方程的方法不同,限制方程的離散方法主要有：有限差分法,有限元法,有限體積法,邊界元法,譜方法等等.這里主要介紹最常用的有限差分法,有限元法及有限體積法.1有限差分法FiMteDifferenceMethod,簡稱FDM是數(shù)值方法中最經(jīng)典的方法.它是將求解域劃分為差分網(wǎng)格,用有限個網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)代替連續(xù)的求解域,然后將偏微分方程限制方程的導(dǎo)數(shù)用差商代替,推導(dǎo)出含有離散點(diǎn)上有限個未知數(shù)的差分方程組.求差分方程組代數(shù)方程組的解,就是微分方程定解問題的數(shù)值近似解,這是一種直接將微分問題變?yōu)榇鷶?shù)問題的近似數(shù)值解法.這種方法開展較早,比擬成熟,較多用于求解雙曲型

31、和拋物型問題開展型問題.用它求解邊界條件復(fù)雜,尤其是橢圓型問題不如有限元法或有限體積法方便.2有限元法FiniteElementMethod,簡稱FEM與有限差分法都是廣泛應(yīng)用的流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法.有限元法是將一個連續(xù)的求解域任意分成適當(dāng)形狀的許多微小單元,并于各小單元分片構(gòu)造插值函數(shù),然后根據(jù)極值原理變分或加權(quán)余量法,將問題的限制方程轉(zhuǎn)化為所有單元上的有限元方程,把總體的極值作為個單元極值之和,即將局部單元總體合成,形成嵌入了指定邊界條件的代數(shù)方程組,求解該方程組就得到各節(jié)點(diǎn)上待求的函數(shù)值.有限元法的根底是極值原理和劃分插值,它吸收了有限差分法中離散處理的內(nèi)核,又采用了變分計(jì)算中選擇逼近函

32、數(shù)并對區(qū)域積分的合理方法,是這兩類方法相互結(jié)合,取長補(bǔ)短開展的結(jié)果.它具有廣泛的適應(yīng)性,特別適用于幾何及物理?xiàng)l件比擬復(fù)雜的問題,而且便于程序的標(biāo)準(zhǔn)化.對橢圓型問題平衡態(tài)問題有更好的適應(yīng)性.有限元法因求解速度較有限差分法和有限體積法滿,因止匕,在商用CFD軟件中應(yīng)用并不普遍,目前的商用CFD軟件中,FIDAP采用的是有限元法.而有限元法目前在固體力學(xué)分析中占絕比照例,幾乎所有的固體力學(xué)分析軟件都是采用有限元法.3有限體積法FiniteVolumeMethod,簡稱FVM是近年開展非常迅速的一種離散化方法,其特點(diǎn)是計(jì)算效率高.目前在CFD領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.其根本思路是：將計(jì)算區(qū)域劃分為網(wǎng)格,并

33、使每個網(wǎng)格點(diǎn)周圍有一個互不重復(fù)的限制體積；將待解的微分方程限制方程對每一個控制體積分,從而得到一組離散方程.其中的未知數(shù)是網(wǎng)格點(diǎn)上的因變量,為了求出限制體的積分,必須假定因變量值在網(wǎng)格點(diǎn)之間的變化規(guī)律.從積分區(qū)域的選取方法看來,有限體積法屬于加權(quán)余量法中的子域法,從未知解的近似方法看來,有限體積法屬于采用局部近似的離散方法.簡言之,子域法加離散,就是有限體積法的根本方法.3.4 各種離散化方法的區(qū)別簡短而言,有限元法,將物理量存儲在真實(shí)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上,將單元看成由周邊節(jié)點(diǎn)及型函數(shù)構(gòu)成的統(tǒng)一體；有限體積法往往是將物理量存儲在網(wǎng)格單元的中央點(diǎn)上,而將單元看成圍繞中心點(diǎn)的限制體積,或者在真實(shí)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上

34、定義和存儲物理量,而在節(jié)點(diǎn)周圍構(gòu)造限制題.4常見離散格式的性能的比照穩(wěn)定性、精度和經(jīng)濟(jì)性請參考王福軍的書?計(jì)算流體動力學(xué)分析-CFD理論與應(yīng)用?離散格式穩(wěn)定性及穩(wěn)定條件精度與經(jīng)濟(jì)性中央差分條件穩(wěn)定Peclet小于等于2在不發(fā)生振蕩的參數(shù)范圍內(nèi),可以獲得校準(zhǔn)確的結(jié)果.一階迎風(fēng)絕對穩(wěn)定雖然可以獲得物理上可接受的解,但當(dāng)Peclet數(shù)較大時,假擴(kuò)散較嚴(yán)重.為避免此間題,常需要加密計(jì)算網(wǎng)格.二階迎風(fēng)絕對穩(wěn)定精度較一階迎風(fēng)高,但仍有假擴(kuò)散問題混合格式絕對穩(wěn)定當(dāng)Peclet小于等于2時,性能與中央差分格式相同.當(dāng)Peclet大于2時,性能與一階迎風(fēng)格式相同.指數(shù)格式、乘方格式絕對穩(wěn)定主要適用于無源項(xiàng)的對流

35、擴(kuò)散問題,對有非常數(shù)源項(xiàng)的場合,當(dāng)Peclet數(shù)較高時有較大誤差.QUICK格式條件穩(wěn)定Peclet小于等于8/3可以減少假擴(kuò)散誤差,精度較高,應(yīng)用較廣泛,但主要用于六面體和四邊形網(wǎng)格.改良的QUICK格式絕對穩(wěn)定性能同標(biāo)準(zhǔn)QUICK格式,只是不存在穩(wěn)定性問題.5流場數(shù)值計(jì)算的目的是什么？主要方法有哪些？其根本思路是什么？各自的適用范圍是什么？這個問題的范疇好大啊.簡要的說一下個人的理解吧：流場數(shù)值求解的目的就是為了得到某個流動狀態(tài)下的相關(guān)參數(shù),這樣可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),節(jié)約實(shí)驗(yàn)時間,并且可以模擬一些不可能做實(shí)驗(yàn)的流動狀態(tài).主要方法有有限差分,有限元和有限體積法,好似最近還有無網(wǎng)格法和波爾茲曼法格

36、子法.根本思路都是將復(fù)雜的非線性差分/積分方程簡化成簡單的代數(shù)方程.相對來說,有限差分法對網(wǎng)格的要求較高,而其他的方法就要靈活的多6可壓縮流動和不可壓縮流動,在數(shù)值解法上各有何特點(diǎn)？為何不可壓縮流動在求解時反而比可壓縮流動有更多的困難？注：這個問題不是一句兩句話就能說清楚的,大家還是看下面的兩篇小文章吧,摘自?計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用?,讀完之后自有體會.6.1 可壓縮Euler及Navier-Stokes方程數(shù)值解描述無粘流動的根本方程組是Euler方程組,描述粘性流動的根本方程組是Navier-Stokes方程組.用數(shù)值方法通過求解Euler方程和Navier-Stokes方程模擬流場是計(jì)算流體動

37、力學(xué)的重要內(nèi)容之一.由于飛行器設(shè)計(jì)實(shí)際問題中的絕大多數(shù)流態(tài)都具有較高的雷諾數(shù),這些流動粘性區(qū)域很小,由對流作用主控,因此針對Euler方程開展的計(jì)算方法,在大多數(shù)情況下對Navier-Stokes方程也是有效的,只需針對粘性項(xiàng)用中央差別離散.用數(shù)值方法求解無粘Euler方程組的歷史可追溯到20世紀(jì)50年代,具有代表性的方法是1952年Courant等人以及1954年Lax和Friedrichs提出的一階方法.從那時開始,人們開展了大量的差分格式.Lax和Wendroff的開創(chuàng)性工作是非定常Euler可壓縮Navier-Stokes方程組數(shù)值求解方法開展的里程碑.二階精度Lax-Wendroff

38、格式應(yīng)用于非線性方程組派生出了一類格式,其共同特點(diǎn)是格式空間對稱,即在空間上對一維問題是三點(diǎn)中央格式,在時間上是顯式格式,并且該類格式是從時間空間混合離散中導(dǎo)出的.該類格式中最流行的是MacCormack格式.采用時空混合離散方法,其數(shù)值解趨近于定常時依賴于計(jì)算中采用的時間步長.盡管由時間步長項(xiàng)引起的誤差與截?cái)嗾`差在數(shù)量級上相同,但這卻表達(dá)了一個概念上的缺陷,由于在計(jì)算得到的定常解中引進(jìn)了一個數(shù)值參數(shù).將時間積分從空間離散中別離出來就預(yù)防了上述缺陷.常用的時空分別離散格式有中央型格式和迎風(fēng)型格式.空間二階精度的中央型格式一維問題是三點(diǎn)格式就屬于上述范疇.該類格式最具代表性的是Beam-Warm

39、ing隱式格式和Jameson等人采用的Runge-Kutta時間積分方法開展的顯式格式.迎風(fēng)型差分格式共同特點(diǎn)是所建立起的特征傳播特性與差分空間離散方向選擇的關(guān)系是與無粘流動的物理特性一致的.第一個顯式迎風(fēng)差分格式是由Courant等人構(gòu)造的,并推廣為二階精度和隱式時間積分方法.基于通量方向性離散的Steger-Warming和VanLeer矢通量分裂方法可以認(rèn)為是這類格式的一種.該類格式的第二個分支是Godunov方法,該方法在每個網(wǎng)格步求解描述相鄰間斷Riemann問題的當(dāng)?shù)匾痪SEuler方程.根據(jù)這一方法Engquist、Osher和Roe等人構(gòu)造了一系列引入近似Riemann算子的格

40、式,這就是著名的通量差分方法.對于沒有大梯度的定常光滑流動,所有求解Euler方程格式的計(jì)算結(jié)果都是令人滿意的,但當(dāng)出現(xiàn)諸如激波這樣的間斷時,其表現(xiàn)確有很大差異.絕大多數(shù)最初開展起來的格式,如Lax-Wendroff格式中央型格式,在激波附近會產(chǎn)生波動.人們通過引入人工粘性構(gòu)造了各種方法來限制和限制這些波動.在一個時期里,這類格式在復(fù)雜流場計(jì)算中得到了應(yīng)用.然而,由于格式中含有自由參數(shù),對不同問題要進(jìn)行調(diào)整,不僅給使用上帶來了諸多不便,而且格式對激波分辨率受到影響,因而其在復(fù)雜流動計(jì)算中的應(yīng)用受到了一定限制.另外一種方法是力圖阻止數(shù)值波動的產(chǎn)生,而不是在其產(chǎn)生后再進(jìn)行抑制.這種方法是建立在非線

41、性限制器的概念上,這一概念最初由Boris和Book及VanLeer提出,并且通過Harten開展的總變差減小TVD,TotalVariationDiminishing的重要概念得以實(shí)現(xiàn).通過這一途徑,數(shù)值解的變化以非線性的方式得以限制.這一類格式的研究和應(yīng)用,在20世紀(jì)80年代形成了一股開展浪潮.1988年,張涵信和莊逢甘利用熱力學(xué)嫡增原理,通過對差分格式修正方程式的分析,構(gòu)造了滿足嫡增條件能夠捕捉激波的無波動、無自由參數(shù)的耗散格式NND格式.該類格式在航空航天飛行器氣動數(shù)值模擬方面得到了廣泛應(yīng)用.1987年,Harten和Osher指出,TVD格式最多能到達(dá)二階精度.為了突破這一精度上的限

42、制引入了實(shí)質(zhì)上無波動ENO格式的概念.該類格式幾乎是TVU的,Harten因此推斷這些格式產(chǎn)生的數(shù)值解是一致有界的.繼Harten和Osher之后,Shu和Osher將ENO格式從一維推廣到多維.J.Y.Yang在三階精度ENO差分格式上也做了不少工作.1992年,張涵信另辟蹊徑,在NND格式的根底上,開展了一種能捕捉激波的實(shí)質(zhì)上無波動、無自由參數(shù)的三階精度差分格式(簡稱ENN格式).1994年,Liu、Osher和Chan開展了WENO(WeightedEssentiallyNon-Oscillatory)格式.WENO格式是基于ENO格式構(gòu)造的高階混合格式,它在保持了ENO格式優(yōu)點(diǎn)的同時,

43、計(jì)算流場中虛假波動明顯減少.此后,Jiang提出了一種新的網(wǎng)格模板光滑程度的度量方法.目前高階精度格式的研究與應(yīng)用是計(jì)算流體力學(xué)的熱點(diǎn)問題之一.6.2 不可壓縮Navier-Stokes方程求解不可壓縮流體力學(xué)數(shù)值解法有非常廣泛的需求.從求解低速空氣動力學(xué)問題,推進(jìn)器內(nèi)部流動,到水動力相關(guān)的液體流動以及生物流體力學(xué)等.滿足這么廣泛問題的研究,要求有與之相應(yīng)的較好的物理問題的數(shù)學(xué)模型以及魯棒的數(shù)值算法.相對于可壓縮流動,不可壓縮流動的數(shù)值求解困難在于,不可壓縮流體介質(zhì)的密度保持常數(shù),而狀態(tài)方程不再成立,連續(xù)方程退化為速度的散度為零的方程.由此,在可壓縮流動的計(jì)算中可用于求解密度和壓力的連續(xù)方程在

44、不可壓縮流動求解中僅是動量方程的一個約束條件,由此求解不可壓縮流動的壓力稱為一個困難.求解不可壓縮流動的各種方法主要在于求解不同的壓力過程.目前,主要有兩類求解不可壓縮流體力學(xué)的方法,原始變量方法和非原始變量方法.求解不可壓縮流動的原始變量方法是將Navier-Stokes方程寫成壓力和速度的形式,進(jìn)行直接求解,這種形式已被廣為應(yīng)用.非原始變量方法主要有Fasel提出的流函數(shù)-渦函數(shù)法、Aziz和Heliums提出的勢函數(shù)-渦函數(shù)方法.在求解三維流動問題時,上述每一個方法都需要反復(fù)求解三個Possion方程,非常耗時.原始變量方法可以分為三類：第一種方法是Harlow和Welch首先提出的壓力

45、Possion方程方法.該方法首先將動量方程推進(jìn)求得速度場,然后利用Possion方程求解壓力,這一種方法由于每一時間步上需要求解Possion方程,求解非常耗時.第二種方法是Patanker和Spalding的SIMPLE(Semi-ImplicitMethodforPressure-LinkedEquation)法,它是通過動量方程求得壓力修正項(xiàng)對速度的影響,使其滿足速度散度等于零的條件作為壓力限制方程.第三種方法是虛擬壓縮方法,這一方法是Chorin于1967年提出的.該方法的核心就是通過在連續(xù)方程中引入一個虛擬壓縮因子,再附加一項(xiàng)壓力的虛擬時間導(dǎo)數(shù),使壓力顯式地與速度聯(lián)系起來,同時方程

46、也變成了雙曲型方程.這樣,方程的形式就與求解可壓縮流動的方程相似,因此,許多求解可壓縮流動的成熟方法都可用于不可壓縮流動的求解.弓前,由于基于求解壓力Possion方程的方法非常復(fù)雜及耗時,難于求解具體的工程實(shí)際問題,因此用此方法解決工程問題的工作越來越少.工程上常用的主要是SIMPLE方法和虛擬壓縮方法.luent中一些問題-(7-27)7什么叫邊界條件？有何物理意義？它與初始條件有什么關(guān)系？邊界條件與初始條件是限制方程有確定解的前提.邊界條件是在求解區(qū)域的邊界上所求解的變量或其導(dǎo)數(shù)隨時間和地點(diǎn)的變化規(guī)律.對于任何問題,都需要給定邊界條件.初始條件是所研究對象在過程開始時刻各個求解變量的空間

47、分布情況,對于瞬態(tài)問題,必須給定初始條件,穩(wěn)態(tài)問題,那么不用給定.對于邊界條件與初始條件的處理,直接影響計(jì)算結(jié)果的精度.在瞬態(tài)問題中,給定初始條件時要注意的是：要針對所有計(jì)算變量,給定整個計(jì)算域內(nèi)各單元的初始條件；初始條件一定是物理上合理的,要靠經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y結(jié)果.8在數(shù)值計(jì)算中,偏微分方程的雙曲型方程、橢圓型方程、拋物型方程有什么區(qū)別？我們知道很多描述物理問題的限制方程最終就可以歸結(jié)為偏微分方程,描述流動的限制方程也不例外.從數(shù)學(xué)角度,一般將偏微分方程分為橢圓型影響域是橢圓的,與時間無關(guān),且是空間內(nèi)的閉區(qū)域,故又稱為邊值問題,雙曲型步進(jìn)問題,但依賴域僅在兩條特征區(qū)域之間,拋物型影響域以特征線為分

48、界線,與主流方向垂直；具體來說,解的分布與瞬時以前的情況和邊界條件相關(guān),下游的變化僅與上游的變化相關(guān)；也稱為初邊值問題；從物理角度,一般將方程分為平衡問題或穩(wěn)態(tài)問題,時間步進(jìn)問題.兩種角度,有這樣的關(guān)系：橢圓型方程描述的一般是平衡問題或穩(wěn)態(tài)問題,雙曲型和拋物型方程描述的一般是步進(jìn)問題.至于具體的分類方法,大家可以參考一般的偏微分方程專著,里面都有介紹.關(guān)于各種不同近似水平的流體限制方程的分類,大家可以參考張涵信院士編寫?計(jì)算流體力學(xué)一差分方法的原理與應(yīng)用?里面講的相當(dāng)詳細(xì).三種類型偏微分方程的根本差異如下：1三種類型偏微分方程解的適定性即解存在且唯一,并且解穩(wěn)定要求對定解條件有不同的提法；2三

49、種類型偏微分方程解的光滑性不同,對定解條件的光滑性要求也不同；橢圓型和拋物型方程的解是充分光滑的,因此對定解條件的光滑性要求不高.而雙曲型方程允許有所謂的弱解存在如流場中的激波,即解的一階導(dǎo)數(shù)可以不連續(xù),所以對定解條件的光滑性要求很高,這也正是采用有限元法求解雙曲型方程困難較多的原因之一.3三種類型偏微分方程的影響區(qū)域和依賴區(qū)域不一樣.在雙曲型和拋物型方程所限制的流場中,某一點(diǎn)的影響區(qū)域是有界的,可采用步進(jìn)求解.如對雙曲型方程求解時,為了與影響區(qū)域的特征一致,采用上風(fēng)格式比擬適宜.而橢圓型方程的影響范圍普及全場,必須全場求解,所采用的差分格式也要采用相應(yīng)的中央格式.9在網(wǎng)格生成技術(shù)中,什么叫貼

50、體坐標(biāo)系？什么叫網(wǎng)格獨(dú)立解？數(shù)值計(jì)算的與實(shí)驗(yàn)值之間的誤差來源只要有這幾個：物理模型近似誤差無粘或有粘,定常與非定常,二維或三維等等,差分方程的截?cái)嗾`差及求解區(qū)域的離散誤差這兩種誤差通常統(tǒng)稱為離散誤差,迭代誤差離散后的代數(shù)方程組的求解方法以及迭代次數(shù)所產(chǎn)生的誤差,舍入誤差計(jì)算機(jī)只能用有限位存儲計(jì)算物理量所產(chǎn)生的誤差等等.在通常的計(jì)算中,離散誤差隨網(wǎng)格變細(xì)而減小,但由于網(wǎng)格變細(xì)時,離散點(diǎn)數(shù)增多,舍入誤差也隨之加大.由此可見,網(wǎng)格數(shù)量并不是越多越好的.再說說網(wǎng)格無關(guān)性的問題,由上面的介紹,我們知道網(wǎng)格數(shù)太密或者太疏都可能產(chǎn)生誤差過大的計(jì)算結(jié)果,網(wǎng)格數(shù)在一定的范圍內(nèi)的結(jié)果才與實(shí)驗(yàn)值比擬接近,這樣在劃分

51、網(wǎng)格時就要求我們首先依據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)大致劃分一個網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果當(dāng)然這個計(jì)算結(jié)果必須是收斂的與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比擬如果沒有實(shí)驗(yàn)值,那么不需要比擬,后面的比擬與此類型相同,再酌情加密或減少網(wǎng)格,再進(jìn)行計(jì)算,再與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比擬,并與前一次計(jì)算結(jié)果比擬,如果兩次的計(jì)算結(jié)果相差較小例如在2%,說明這一范圍的網(wǎng)格的計(jì)算結(jié)果是可信的,說明計(jì)算結(jié)果是網(wǎng)格無關(guān)的.再加密網(wǎng)格已經(jīng)沒有什么意義除非你要求的計(jì)算精度較高.但是,如果你用粗網(wǎng)格也能得到相差很小的計(jì)算結(jié)果,從計(jì)算效率上講,你就可以完全使用粗網(wǎng)格去完成你的計(jì)算.加密或者減少網(wǎng)格數(shù)量,你可以以一倍的量級進(jìn)行.10在GAMBI件顯示的“check主要通過哪幾種

52、來判斷其網(wǎng)格的質(zhì)量？及其在做網(wǎng)格時大致注意到哪些細(xì)節(jié)？判斷網(wǎng)格質(zhì)量的方面有：Area單元面積,適用于2D單元,較為根本的單元質(zhì)量特征.AspectRatio長寬比,不同的網(wǎng)格單元有不同的計(jì)算方法,等于1是最好的單元,如正三角形,正四邊形,正四面體,正六面體等；一般情況下不要超過5:1.DiagonalRatio對角線之比,僅適用于四邊形和六面體單元,默認(rèn)是大于或等于1的,該值越高,說明單元越不規(guī)那么,最好等于1,也就是正四邊形或正六面體.EdgeRatio長邊與最短邊長度之比,大于或等于1,最好等于1,解釋同上.EquiAngleSkew通過單元夾角計(jì)算的歪斜度,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1

53、為質(zhì)量最差.最好是要限制在0到0.4之間.EquiSizeSkew通過單元大小計(jì)算的歪斜度,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差.2D質(zhì)量好的單元該值最好在0.1以內(nèi),3D單元在0.4以內(nèi).MidAngleSkew通過單元邊中點(diǎn)連線夾角計(jì)算的歪斜度,僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差.SizeChange相鄰單元大小之比,僅適用于3D單元,最好限制在2以內(nèi).Stretch伸展度.通過單元的對角線長度與邊長計(jì)算出來的,僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差.Taper錐度.僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,

54、1為質(zhì)量最差.Volume單元體積,僅適用于3D單元,劃分網(wǎng)格時應(yīng)避免出現(xiàn)負(fù)體積.Warpage翹曲.僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差.以上只是針對Gambit幫助文件的簡單歸納,不同的軟件有不同的評價(jià)單元質(zhì)量的指標(biāo),使用時最好仔細(xì)閱讀幫助文件.另外,在Fluent中的窗口鍵入：gridquality然后回車,Fluent能檢查網(wǎng)格的質(zhì)量,主要有以下三個指標(biāo)：1 .Maxiumcellsquish:如果該值等于1,表示得到了很壞的單元；2 .Maxiumcellskewness:該值在0至U1之間,0表下最好,1表不最壞；3 .Maxiumaspect-ra

55、tio:1表示最好.11在兩個面的交界線上如果出現(xiàn)網(wǎng)格間距不同的情況時,即兩塊網(wǎng)格不連續(xù)時,怎么樣克服這種情況呢？這個問題就是非連續(xù)性網(wǎng)格的設(shè)置,一般來說就是把兩個交接面設(shè)置為一對interface.另外,作此操作可能出現(xiàn)的問題及可供參考的解決方法為：問題：把兩個面其中一個實(shí)際是由假設(shè)干小面組成,將假設(shè)干小面定義為了group了拼接在一起,也就是說兩者之間有流體通過,兩個面?zhèn)€屬不同的體,網(wǎng)格導(dǎo)入到fluent時,使用interface時出現(xiàn)網(wǎng)格check的錯誤,將interface的邊界條件刪除,就不會發(fā)生網(wǎng)格檢查的錯誤,如何將兩個面的網(wǎng)格相連？原因：interface后的兩個體的交接面,fl

56、uent以將其作為內(nèi)部流體處理非重疊局部默認(rèn)為wall,合并后網(wǎng)格會在某些地方發(fā)生畸變,導(dǎo)致合并失敗,也可能準(zhǔn)備合并的兩個面幾何位置有誤差,應(yīng)該準(zhǔn)確的在同一幾何位置合并的面大小相等時,在合并之前要合理分塊.解決方法：為了預(yù)防網(wǎng)格發(fā)生畸變可能一個面上的網(wǎng)格跑到另外的面上了,可以一面網(wǎng)格粗,一面網(wǎng)格細(xì)預(yù)防；再者就是通過將一個面的網(wǎng)格直接映射到另一面上的,兩個面默認(rèn)為interior,也可以將網(wǎng)格拼接一起.12在設(shè)置GAMBIA界層類型時需要注意的幾個問題：a、沒有定義的邊界線如何處理？b、計(jì)算域內(nèi)的內(nèi)部邊界如何處理2D?答：gambit默認(rèn)為wall,一般情況下可以到fluent再修改邊界類型.內(nèi)

57、部邊界如果是split產(chǎn)生的,那么就不需再設(shè)定了,如果不是,那么就需要設(shè)定為interface或者是internal13為何在劃分網(wǎng)格后,還要指定邊界類型和區(qū)域類型？常用的邊界類型和區(qū)域類型有哪些？答：要得到一個問題的定解就需要有定解條件,而邊界條件就屬于定解條件.也就是說邊界條件確定了結(jié)果.不同的流體介質(zhì)有不同的物理屬性,也就會得到不同的結(jié)果,所以必須指定區(qū)域類型.對于gambit來說,默認(rèn)的區(qū)域類型是fluid,所以一般情況下不需要再指定14何為流體區(qū)域(fluidzone)和固體區(qū)域(solidzone)?為什么要使用區(qū)域的概念？FLUENT怎樣使用區(qū)域的？FluidZone是一個單元組,是求解域內(nèi)所有流體單元的綜合.所激活的方程都要在這些單元上進(jìn)行求解.向流體區(qū)域輸入的信息只是流體介質(zhì)(材料)的類型.對于當(dāng)前材料列表中沒有的材料,需要用戶自行定義.注意,多孔介質(zhì)也當(dāng)作流體區(qū)域?qū)Υ?SolidZone也是一個單元組,只不過這組單元僅用來進(jìn)行傳熱計(jì)算,不進(jìn)行任何的流動計(jì)算.作為固體處理的材料可能事實(shí)上是流體,但是假定其中沒有對流發(fā)生,固體區(qū)域僅需要輸