【正文】 機(jī)械中的各種風(fēng)扇以及轉(zhuǎn)子、定子等的幾何模型和 計算網(wǎng)格 ； ☆ 強(qiáng)大的 網(wǎng)格 劃分能力，可以劃分包括邊界層等 CFD 特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。 Gambit 的操作步驟 步驟 1： 啟動 Gambit 軟件 步驟 2：文件的創(chuàng)建及求解器的選擇 步驟 3：創(chuàng)建控制點 步驟 4：創(chuàng)建邊 步驟 5：創(chuàng)建面 步驟 6：體的創(chuàng)建 步驟 7：實體網(wǎng)格的劃分 步驟 8：邊界條件類型的指定 步驟 9： Mesh 文件的輸出 8 Fluent 軟件的介紹 Fluent 是目前國際上比較流行的商用 CFD 軟件包 ，在美國的市場占有率為60%，凡是和流體、熱傳遞和化學(xué)反應(yīng)等有關(guān)的工業(yè)均可使用。 CFD 商業(yè) 軟件 FLUENT，是通 用 CFD 軟件包 ，用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內(nèi)的復(fù)雜流動。靈活的非結(jié)構(gòu)化 網(wǎng)格 和基于解的 自適應(yīng)網(wǎng)格 技術(shù)及成熟的物理模型，使 FLUENT 在轉(zhuǎn)換與 湍流 、傳熱與相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、 多相流 、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、動 /變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應(yīng)用。 Fluent FLUENT 軟件 特點 (1) Fluent 軟件 采用基于完全非結(jié)構(gòu)化 網(wǎng)格 的有限體積法，而且具有基于網(wǎng)格節(jié)點和網(wǎng)格單元的梯度算法； (2)定常 /非定常流動模擬，而且新增快速非定常模擬功能； (3) Fluent T 軟件 中的動 /變形 網(wǎng)格技術(shù) 主要解決邊界運(yùn)動的問題，用戶只需指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動壁面的邊界條件，余下的網(wǎng)格變化完全由解算器自動生成。其局部 網(wǎng)格 重生式是 Fluent 所獨有的，而且用途廣泛，可用于 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 、變形較大問題以及物體運(yùn)動規(guī)律事先不知道而完全由流動所產(chǎn)生的力所決定的問題； (4) Fluent 軟件 具有強(qiáng)大的 網(wǎng)格 支持能力，支持界面不連續(xù)的網(wǎng)格、混合網(wǎng)格、動 /變形網(wǎng)格以及滑動網(wǎng)格等。 湍流 模型包含 SpalartAllmaras 模型、 kω 模型組、 kε模型組、雷諾應(yīng)力模型 (RSM)組、大渦模擬模型 (LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和 V2F 模型等。另外， FLUENT 特有動態(tài)負(fù)載平衡功能，確保全局高效 并行計算 ； (12) Fluent 軟件 提供了友好的用戶界面，并為用戶提供了二次開發(fā)接口（ UDF）； (13) Fluent FLUENT 軟件 采用 C/C++語言編寫，從而大大提高了對計算機(jī)內(nèi)存的利用率。 Fluent 的軟件設(shè)計基于 CFD 計算機(jī)軟件群的概念 ,針對每一種流動的物理問題的特點，采用適合于它的數(shù)值解法在計算速度、穩(wěn)定性和精度等各方面達(dá)到最佳。 Fluent 的求解器求解 步驟 1： Fluent 求解器的選擇 步驟 2：網(wǎng)格的相關(guān)操作 步驟 3： 選擇計算模型 步驟 4：定義流體的物理性質(zhì) 步驟 5：設(shè)置邊界條件 步驟 6：求解 方法的設(shè)置及其控制 步驟 7： Tecplot 后處理 10 第三章 Fluent實例簡介 一、模擬實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容 本模擬實驗的目的主要有 3 個：（ 1）學(xué)生初步了解并掌握 Fluent 求解問題的一般過程，主要包括前處理、計算、后處理三個部分。（ 3）模擬系統(tǒng)總的傳熱量并與傅立葉導(dǎo)熱定律的求解結(jié)果相比較，驗證數(shù)值模擬的可靠性。（ 2）模擬一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 總的傳熱量。平板的長高比為 30，可作為一維問題進(jìn)行處理。 三、實例操作步驟 1. 利用 Gambit 對計算區(qū)域離散化和指定邊界條件類型 步驟 1：啟動 Gambit 軟件并建立新文件 在路徑 C:\\ntbin\ntx86 下打開 gambit 文件（雙擊后稍等片刻），其窗口布局如 然后是建立新文件，操作為選擇 File→New 打開對話框。 步驟 2：創(chuàng)建幾何圖形 選擇 Operation →Geometry →Face ，打開對話框 。 步驟 3：網(wǎng)格劃分 （ 1）邊的網(wǎng)格劃分 ht ct 圖 11 導(dǎo)熱計算區(qū)域示意圖 x y 11 當(dāng)幾何區(qū)域確定之后，接下來就需要對幾何區(qū)域進(jìn)行離散化，即進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 在 Edges 后面的黃色對話框中選中 和 。然后在 Spacing 中選擇 Interval count，在其左邊的對話框中輸入 100，即將這兩個邊各劃分成 100 個等份。則出網(wǎng)格劃分。 （ 2）面的網(wǎng)格劃分 對邊進(jìn)行網(wǎng)格劃分實際上是對計算區(qū)域的邊界進(jìn)行離散化，計算區(qū)域的內(nèi)部同樣需要進(jìn)行離散化，需要對計算區(qū)域進(jìn)行面網(wǎng)格劃分。 在 Faces 后面的黃色框中選中 ，選中之后，可以看到面上的邊均變成紅色，表示選擇成功。點擊 Apply 確認(rèn) 。這里選擇 Solve→Fluent5/6 ，選擇之后 Gambit 布局窗口標(biāo)題欄中的 Solve:Generic 將變成 Solve: Fluent5/6。 首先指定面的上邊為熱源。用同樣的方法可以將下邊定義成冷源 cold。都定義完之后，可以得到邊界名稱和邊界類型。設(shè)置方法為：選擇 Operation →Zone ，打開窗口，選擇 Type 為 Solid，選擇 Entity 為Faces，并在 Faces 右邊的黃色對話框中選擇面 ，然后點擊應(yīng)用，即將計算區(qū)域的類型指定為固體區(qū)域。 注意只有選擇了 Export 2D(XY) Mesh 選項之后才能輸出為 .msh 文件。 2. 利用 Fluent 求解器進(jìn)行求解 利用 Gambit 軟件繪制出幾何圖形、劃分 網(wǎng)格、指定邊界類型以及輸出 Mesh 文件，然后用 Fluent 將網(wǎng)格文件導(dǎo)入，便可以對其進(jìn)行數(shù)值求解。 啟動 Fluent 后，在 Versions 中選擇 2d，點擊 Run 按鈕即可。 （ 3）顯示網(wǎng)格 選擇 Display→Grid ，出現(xiàn)網(wǎng)格顯示對話框。Surfaces 下面列表框中的都被選中，此時單擊 Display，就會看到網(wǎng)格形狀。 步驟 3：定義固體的物理性質(zhì) 選擇 Define→Materials, 打窗口，在 Material Type 選項中選擇 solid， Fluent 默認(rèn)的固體材料為鋁 aluminum，我們假定平板的材料為鋁，材料的屬性取默認(rèn)值，點擊 Change/Create按鈕，再點擊 Close 即可。對熱源 heat的邊界類型 wall 點擊 set，出現(xiàn)的對話框，將默認(rèn)的 Thermal Condition 下的 heat Flux 改為第一類邊界條件 Temperature，在 Temperature 右邊的白色文本框內(nèi)輸入 310。即熱源和冷源的溫度差為 10K。依次點擊 Init、 Apply 和 Close 按鈕。選擇 Options 下面的 Plot 復(fù)選項，則可在計算時動態(tài)地顯示計算殘差。設(shè)置 Number of Iterations 為 200。 步驟 6：保存結(jié)果 選擇 File→Write→Case amp。 四、模擬實驗結(jié)果 經(jīng)過上面的迭代計算，就可以查看模擬計算的結(jié)果。 （ 1）平板的溫度分布 選擇 Display→Contours ，出現(xiàn)對話框，在 Contours of 下選擇 Temperature 和 Static Temperature，單擊 Display 出現(xiàn)一個窗口，按住鼠標(biāo)中間向右拖動將等溫度圖適當(dāng)放大（ 圖形的縮放、移動可以通過 Display Mouse Button 來打開 Mouse Buttons（鼠標(biāo)按鍵）面板進(jìn)行設(shè)定。 在 Contours 窗口中選中 Options 中的 Filled，可以得到 的溫度分布 云圖 。根據(jù)傅立葉導(dǎo)熱定律計算的理論結(jié)果為 60720W，相對誤差為 %，表明結(jié)果正確。 按照上面窗口的設(shè)置完成后點擊 OK，再選擇 Copy to Clipboard，再到 WORD 中粘貼，即可得到彩色白底圖形。其中 Vector（矢量）格式清晰度高，但操作速度較慢， Raster（光柵）格式清晰度稍差，但操作速度較快，可以根據(jù)自己的需要決定圖形格式。 圖 41 建立新文件 在 ID 文本框中輸入 onedim 作為文件名，然后單擊 Accept 按紐，在隨后顯示的圖 42對話框中單擊 Yes 按紐保存。 16 圖 43 創(chuàng)建 點 的對