fluent常见问题集锦(9)

2020-06-28 11:28

154 y+是结果算出来之后查看的,具体在生成网格时,如何来控制网格满足一定的y+要求呢? (#36)

在网上看到很多关于Y+的估算公式,Fluent公司的培训教程上也有相关的估算方法;在使用这些公式在给定的Y+要求下反过来计算第一层网格高度时,如果估算的不准,划分出来的网格得到的Y+值可能就相差的有点儿大。

关于Y+的计算公式,在这里也就不多啰嗦了,请参考Fluent的培训教程,关于湍流模型的章节。

在这里,建议大家不要自己动手估算,最好是使用NASA Viscous Grid Space Calculator计算,网址为:

http://geolab.larc.nasa.gov/APPS/YPlus/ 另外,网上还有另一个计算器:

网址为:http://www.simuserve.com/cfd-shop/goodies/yplus.htm

通过比较这两个计算器的源代码,个人感觉NASA的计算器适用范围更广,考虑的因素更多,因此,建议大家优先使用NASA的计算器。

155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?

答:自然界中的流体流动状态主要有两种形式,即层流laminar和湍流(就是问题中所说的紊流)turbulence.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处于分层流动状态。

对于圆管内流动,雷诺数小于等于2300,管流一定为层流,雷诺数大于等于8000到12000之间,管流一定为湍流,雷诺数大于2300而小于8000时,流动处于层流与湍流的过渡区。

对于一般流动,在计算雷诺数时,可以用水力半径代替管径。

157 gambit不响应键盘的原因。

要把输入法调到英文输入状态

158 gambit不能正常启动的原因有哪些?

1、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。

2、出错信息“IDENTIFIER \Gambit的缺省文件已经打开,gambit运行失败,到用户默认目录删default_id.*等文件。 3、出错信息“unable find Exceed X Server ” ,GAMBIT需要装EXCEED才能用,推荐EXCEED 6.2。

159 在fluent中如何设置工作目录?在Gambit中如何设置工作目录? 找到桌面上的Fluent或者Gambit图标,右键图标,“属性”->\起始位置”... 将起始位置设置为你想要的文件夹目录就可以了。

这种设置对于Fluent有效,但有时对Gambit无效,不知道是什么原因。

160 在计算过程中其它指数都收敛了,就continuity不收敛是怎么回事?在初始化设置中,那些项影响continuity的收敛?

在计算过程中其他指数都收敛了,就continuity不收敛,这种情况一般出现在多相流中,在初始化设置中,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continuity的收敛,不过更重要的是改进网格质量。

对圆柱体划分网格的一些经验总结

最近一段时间在做锥形分离器内流场的研究。在对其流场进行数值模拟的过程中,在Gambit中试验了一些关于圆柱体的网格划分方法,并将其导入Fluent中进行了计算进行了对比。在此将个人的一些经验体会与大伙分享。

刚开始划分网格的时候,我天真地认为圆柱体是非常容易划分网格的。但是这折腾了几天后,才发现,圆柱体要得到网格质量好的网格并不容易。经过试验,我总结出了三种划分圆柱体网格的方法。现在一个直径D=300,高度为1000的圆柱体为例进行网格的划分。此圆柱体是直接按照center模式生成体。

方法一:

在二维坐标系下建立一个长1000,宽150的长方形,对此长方形进行网格划分,并设定一条长边为对称轴(注意,采用轴对称模型时,Fluent默认X轴为对称轴)。再将此网格导入Fluent中采用轴对称模型进行计算。此方法优点是:能够划分出高质量的结构性网格,并能在圆柱体的不同部位根据流动情况控制网格的尺寸和长宽比;能够很容易的在近壁面处加入边界

层;即使网格尺寸比较小,网格数量也可以得到控制。缺点:二维轴对称模型决定了Fluent中计算结果都是关于轴对称的,并且Fluent中二维轴对称模型如何将二维网格转化为三维网格计算的机理不太清楚,对其计算结果的正确性不好评估。

方法二:

在三维坐标系下建立圆柱体。先在Geometry>volume>Create Real cylinder中以Center形式生成一个直径为300,高度为1000的圆柱体。对其中一个圆面的圆周划分网格节点,取点的间距interval size为10。然后再对这个圆周面划分elements为Quad,Type为Pave的网格,网格大小interval size取10。(需要注意的是,在划分圆周网格节点的时候,选择的interval size要使得相应interval count为偶数,否则没有办法生成Pave面网格)。生成一个圆面上的面网格后,可以用Quad Map生成圆柱侧面的网格,然后再生成体网格。

后来发现,可以一开始在圆面上生成Quad Map网格,然后直接用Hex\\wedge Cooper模式生成体网格。两者的效果是差不多的。

方法二生成网格的问题在于圆面中心区域网格的质量不好控制。同时,从圆柱侧面看,可以发现侧面上的网格都是正方形的,即网格长度不能控制(关键是生成侧面网格时如果直接生成面网格或体网格,因为已经生成圆面的网格大小的影响,无法对长度进行控制),导致网格数量较多。

生成的网格总体质量还是不错的。但因为我所做的课题要求对中心区域的网格质量要求较高,因此我还是在想办法提高中心区域的网格质量。

方法三:

既然要控制中心区域的网格质量和网格的长度。我想了个办法,生成一个圆柱体后,我再以+x +y +z方向生成一个长、宽、高分别为160、160、1200的长方体,再在+x –y +z方向生成一个长、宽、高分别为160、160、1200的长方体,将这两个长方体合并成一个长方体。然后用合成的长方体去切圆柱体。即在split volume 面板中使用volume 圆柱体 split with 长方体,条件只选则connected(其余两项如果选择了会怎样,大家只要尝试一下,并看看生成的体怎么样就可以了)。上述操作其实就是把圆柱体劈成两个半圆柱体。此时我们就可以通过切开圆柱体的那个中间的面上边控制网格的质量和长度了。

对于圆柱体上下端面网格的处理,因为端面被分成了两个半圆面。对半圆面上的半圆弧和直径上的边分别划分好网格节点,再生成面网格,就会发现圆面中心区域的面网格的质量好了很多,规整了很多。同时,我在想,如果将圆端面分成四个扇形面,可能可以将网格控制得更好更精细。

在将圆柱体劈成两半的那个面的长边上划分网格节点,就可以控制圆柱体侧面上网格面的长度,从而控制体网格的长度。这是方法二做不到的。

经过测试,发现生成的网格质量比方法二有提高,并且我特别关注的中心区域网格质量很好。

方法四:

此方法是在圆柱的端面上生成一种从圆心向四周辐射开去的面网格。生成这种网格时需要圆心存在一个点,并且要将这个点的属性更改。

具体过程如下:在生成圆柱体后。在在生成体的面板中选择生成一个长方体,长方体的长、宽、高分别为160、160、1200,生成方式采用+x +y +z方式。生成体后,在split volume面板中选择volume 圆柱体 split with 长方体,条件只选则connected。然后我们便得到了一个端面为3/4圆面的体和一个端面为1/4圆面的体。此方法实际是为了方便的在圆柱体端面上划分出圆心。此圆心是我们生成辐射状网格必须的。我们打开生成面网格的面板Mesh>Face,打开十个按钮中第一行第四个按钮set face vertex type,在face中选择1/4圆面的那个体的扇形端面,在Type中选择Trielement,然后在Vertices中选择次面上那个圆心点,点击Apply。然后我们便可以对次面生成面网格,我们会发现在选中这个面的时候,网格类型自动选择为elements为Quad/Tri,Type为wedge primitive,选择合适的尺寸。便可以生成从圆心辐射向外的面网格。

同样的方法处理完3/4圆面的那个体的扇形端面。然后我们可以便可以先在两个体的侧面生成Quad Map网格,因为在面上生成网格,网格的长度可以通过边上的网格节点来控制。最后生成体网格。

此方法生成的网格非常漂亮,但能从网格上直接看出在圆柱端面的中心的网格实际是一很长很窄的扇形,因此可以判断中心处的网格质量很差,但外围的网格质量非常好。检查网格时证明的我的推测是正确的,中心区域网格质量非常差,网格扭曲度达到了0.9-1,但外围的网格质量都非常好。

此方法实际更适合对中心是空心的圆柱体进行网格划分。

以上是我最近所做的课题时对圆柱体网格划分的一些经验总结,希望对大伙,特别是所里面刚刚开始学习Fluent的同学一点帮助。因为Bolg不方便上图,我没有贴图。大家有什么疑问的话,可以来找我。如果大家有什么更好的划分圆柱体的方法,请一定要告诉我哦,呵呵。

流固耦合换热模拟需要注意的地方

近来在做流固耦合换热的模拟,流固耦合换热问题就是流动换热的问题,只不过这里面含有固体参与换热。

个人觉得这些地方在做的时候需要注意的: gambit前处理

1.流体与固体相接触的部分单独设置为墙,取个区别于默认wall的其他名称。 2.设置好边界条件后需要另外设置固体区域和流体区域。 Fluent计算

1. 如果管道细长,需要采用双精度求解器; 2.对固体区域材料的定义; 3.对流体区域材料的定义;

4.流体与固体接触的墙需要设置为耦合换热墙,其余的墙按照实际情况给定温度或热流密度或者为绝热

并行命令:fluent 3d -pnet -t4

Floating point error在很多群里面已经提过很多次了并且也已经对它讨论了许多。我在很多QQ群里面对这个问题也给出了自己解释。 【希望】大家跟帖讨论,把这个问题搞清楚。 【原理】

从数值计算方面看,计算机所执行的运算在计算机内是以浮点数(floating point number)来表示的。那些由于用户的非法数值计算或者所用计算机的限制所引起的错误称为floating point error。

1)非法运算:最简单的例子是使用Newton Raphson方法来求解f(x)=0的根时,如果执行第N次迭代时有,x=x(N),f’(x(N))=0,那么根据公式

x(N+1)=x(N)-f(x(N))/ f’(x(N))进行下一次迭代时就会出现被0除的错误。 2)上溢或下溢:这种错误是数据太大或太小造成的,数据太大称为上溢,太小称为下溢。这样的数据在计算机中不能被处理器的算术运算单元进行计算。 3)舍入错误:当对数据进行舍入时,一些重的数字会被丢失并且不可再恢复。例如,如果对0.1进行舍入取整,得到的值为0,如果再对它又进行计算就会导致错误。 【避免方法】

计算和迭代:设一个比较小的时间步长会比较好的。或者改成小的欠松驰因子也会比较好。经验来看,把欠松驰因子设为默认值的1/3;降低欠松驰因子或使用耦合隐式求解;改变欠松驰因子,如果是非稳态问题可能是时间步长太大;改善solver-control-limits比例或许会有帮助;你需要降低Courant数;如果仍然有错误,不选择compute from初始化求解域,然后单击init。再选择你想从哪个面初始化并迭代,这样应该会起作用。另外一个原因可能是courant数太大,就样就是说两次迭代之间的时间步太大并且计算结果变化也较大(残差高)。 网格问题:缩放网格时就会发生这个错误。在Gambit中,所有的尺寸都是以mm为单位,在fluent按scale按钮把它转换成m,然后迭代几百次时就会发生这种错误。但是当不把网格缩放到m时,让它和在Gambit中一样,迭代就会成功;我认为你应当检查网格,网格数太多了,使用较少的网格问题就会解决;网格太多,计算机资源不够用,使使比较粗的网格。

边界条件:一个wall边界条件来代迭axis边界条件,结果fluent拒绝计算并告诉floating point error。你的边界条件不能代表真实的物理现象;错误的边界条件定义可能会导致floating point error。例如把内边界设成interior;使用对称边界条件模拟2D区间时也遇到这种问题,把symmetry设为axe symmetric,就发生了floating point error;检查你设的湍流参数,减小湍流强度,先进行50次迭代。

多处理器问题,进行多处理器模拟时也遇到相似的问题。问题的解决方法是在单


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