【正文】 T軟件的簡介 3FLUENT軟件的應(yīng)用 3基本特點 3程序的結(jié)構(gòu) 3用FLUENT程序求解問題的步驟 3關(guān)于FLUENT求解器的說明 3利用FLUENT 3D求解計算器進行求解 3FLUENT數(shù)據(jù)處理。 5讀入之前保存的Case和Data文件。 5創(chuàng)建等值面。 54第五章 計算結(jié)果分析 5壓強圖 5繪制壓強折線圖。、減壓節(jié)水裝置研究背景及意義地球表面的72%被水覆蓋，儲水量是很豐富的。%，有近70%的淡水固定在南極和格陵蘭的冰層中，其余多為土壤水分或深層地下水，不能被人類利用。我國是一個缺水嚴(yán)重的國家。但是，我國的人均水資源量卻只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，在世界排第110位，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。在高樓大廈林立的今天，通過加壓把水輸送到各個樓層，然而出口的壓強又不能太大，壓強過大可能會導(dǎo)致水管破裂，這樣既浪費寶貴水源又破壞管道。 、減壓節(jié)水裝置的設(shè)計原理根據(jù)有壓管道消能原理。本裝置通過齒輪傳動原理，帶動內(nèi)套筒的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了過水面積的調(diào)節(jié)。根據(jù)內(nèi)外筒套重合程度的不同，消能效率將隨之發(fā)生改變，達到不同的減壓節(jié)水效果。100 35050 70/90 100 200 圖 11 減壓節(jié)水裝置、應(yīng)用前景和展望在民用方面，本裝置適合用于居住于高層建筑的低層用戶使用，市場需求大?？梢詽M足高層建筑中不同樓層用戶的減壓節(jié)水需要，具有很強的通用性。若能成批量生產(chǎn)，前景廣闊。雖然，我盡可能地收集材料，竭盡所能運用自己所學(xué)的知識進行論文寫作和系統(tǒng)開發(fā)，但論文還是存在許多不足之處,系統(tǒng)功能并不完備。CFD是近代流體力學(xué)，數(shù)值數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，是一門具有強大生命力的邊緣科學(xué)。、軟件總體介紹、CFD的應(yīng)用領(lǐng)域 計算流體力學(xué)和相關(guān)的計算傳熱學(xué)，計算燃燒學(xué)的原理是用數(shù)值方法求解非線性聯(lián)立的質(zhì)量、能量、組分、動量和自定義的標(biāo)量的微分方程組，求解結(jié)果能預(yù)報流動、傳熱、傳質(zhì)、燃燒等過程的細節(jié)，并成為過程裝置優(yōu)化和放大定量設(shè)計的有力工具?！∈悄壳皣H上一個強有力的研究領(lǐng)域, 是進行傳熱、傳質(zhì)、動量傳遞及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研究的核心和重要技術(shù), 廣泛應(yīng)用于航天設(shè)計、汽車設(shè)計、生物醫(yī)學(xué)工業(yè)、化工處理工業(yè)、渦輪機設(shè)計、半導(dǎo)體設(shè)計、HAVCamp。、CFD的研究意義CFD 在最近20 年中得到飛速的發(fā)展, 除了計算機硬件工業(yè)的發(fā)展給它提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)外, 還主要因為無論分析的方法或?qū)嶒灥姆椒ǘ加休^大的限制, 例如由于問題的復(fù)雜性, 既無法作分析解, 也因費用昂貴而無力進行實驗確定, 而CFD 的方法正具有成本低和能模擬較復(fù)雜或較理想的過程等優(yōu)點。在給定的參數(shù)下用計算機對現(xiàn)象進行一次數(shù)值模擬相當(dāng)于進行一次數(shù)值實驗, 歷史上也曾有過首先由CFD 數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象而后由實驗予以證實的例子。對每一種物理問題的流動特點, 都有適合它的數(shù)值解法, 用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇, 以期在計算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達到最佳。、CFD的處理方法CFD軟件的一般結(jié)構(gòu)由前處理、求解器、后處理三部分組成。、流體力學(xué)理論分析根據(jù)流體運動的普遍規(guī)律如質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒等，利用數(shù)學(xué)分析的手段，研究流體的運動，解釋已知的現(xiàn)象，預(yù)測可能發(fā)生的結(jié)果。流體力學(xué)中最常用的基本模型有：連續(xù)介質(zhì)（見連續(xù)介質(zhì)假設(shè)）、牛頓流體、不可壓縮流體、理想流體（見粘性流體）、平面流動等。此外，還要加上某些聯(lián)系流動參量的關(guān)系式（例如狀態(tài)方程），或者其他方程。流體運動在空間和時間上常有一定的限制，因此，應(yīng)給出邊界條件和初始條件。、求解方程組在給定的邊界條件和初始條件下，利用數(shù)學(xué)方法，求方程組的解。力學(xué)家經(jīng)過多年努力，創(chuàng)造出許多數(shù)學(xué)方法或技巧來解這些方程組（主要是簡化了的方程組），得到一些解析解。通常還要將這些理論結(jié)果同實驗結(jié)果進行比較，以確定所得解的準(zhǔn)確程度和力學(xué)模型的適用范圍。電子計算機的出現(xiàn)和發(fā)展，使許多原來無法用理論分析求解的復(fù)雜流體力學(xué)問題有了求得數(shù)值解的可能性。數(shù)值計算方法最近發(fā)展很快，其重要性與日俱增。今后，人們一方面將根據(jù)工程技術(shù)方面的需要進行流體力學(xué)應(yīng)用性的研究，另一方面將更深入地開展基礎(chǔ)研究以探求流體的復(fù)雜流動規(guī)律和機理。并利用軟件進行建模的過程。GAMBIT通過它的用戶界面（GUI）來接受用戶的輸入。面向CFD分析的高質(zhì)量的前處理器，其主要功能包括幾何建模和網(wǎng)格生成。、特點，通過多種方式直接建立點、線、面、體，而且具有強大的布爾運算能力，ACIS內(nèi)核已提高為ACIS R12。導(dǎo)入過程新增自動公差修補幾何功能，以保證GAMBIT與CAD軟件接口的穩(wěn)定性和保真性，使得幾何質(zhì)量高，并大大減輕工程師的工作量；、CATIA等直接接口， 使得導(dǎo)入過程更加直接和方便；，在導(dǎo)入幾何時會自動合并重合的點、線、面；新增幾何修正工具條，在消除短邊、縫合缺口、修補尖角、去除小面、去除單獨輔助線和修補倒角時更加快速、自動、靈活，而且準(zhǔn)確保證幾何體的精度；、定子等的幾何模型和計算網(wǎng)格；，可以劃分包括邊界層等CFD特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。步驟如下：、用鼠標(biāo)左擊操作工具欄（GAMBIT建模界面右上角）GEOMETRY；、在GEOMETRY子操作板上用鼠標(biāo)右擊VOLUME命令按鈕，在彈出下拉菜單中，左擊按鈕，打開Create Real Brick對話框 Real Brick 對話框、在Create Real ，其余保留默認(rèn)值，設(shè)置如圖點擊Apply，這時在左下角將顯示信息說您已經(jīng)創(chuàng)建一個物體“”,鼠標(biāo)左擊右下角的，此時在圖形窗口上顯示如圖 ，建立兩個高度為3mnm,半徑分別為50mm和35m的圓柱（或半徑分別為50mm和45mm的圓柱），如圖所示。、移動圓柱。 Move/Copy Volumes 對話框設(shè)置點擊Apply，、按第三步的方法新建一個高度為3mm。 ，.點擊Appiy.平移后，、在圓環(huán)和小圓盤上建矩形柵欄切面 步驟為：=0的圓面上新建兩個長13mm，寬3mm的矩形。點擊Apply,， 出口為70mm,矩形柵欄切面平移 出口為90mm,矩形柵欄切面平移 出口為70mm, 矩形柵欄在圓盤上的投影,矩形柵欄在圓盤上的投影、按1步在建一個尺寸相同的矩形face13,矩形柵欄切面平移,矩形柵欄切面平移按2步平移face13到圓柱切面上。把矩形face12與face13上的四個點相對應(yīng)連接成線。（115），（116），（117），（118）點擊Apply,、線成面。在Geometry中選擇，在彈出菜單中選擇，打開Create Face from Wireframe 對話框，. Create Face from Wireframe 線成面界面在Edges中選擇對應(yīng)的四條線組成一個面。點擊Apply， 線成面、面成體。在Geometry中選擇，在彈出菜單中選擇，打開Stitch Faces 界面，. Stitch Faces 線成面界面。 在Geometry中選擇，選擇，打開Move/Copy Volumes 對話框，（因為是六個柵欄所以每個旋轉(zhuǎn)角度為60度，首先選擇Volume4,點擊Alppy,再選擇Volume5進行下一次復(fù)制，依次復(fù)制出5個柵欄）。鼠標(biāo)右擊Volume中的，選擇，彈出Unite Real Volumes對話框，.點擊Apply,。、GAMBIT網(wǎng)格的生成、單機Operation ,選擇Mesh中的，選擇，打開Mesh Volumes對話框，點擊Apply，生成網(wǎng)格，、在Global Control 01欄中選擇 EXAMINE MESF 命令按鈕，打開Examine 。生成網(wǎng)格數(shù)目出口半徑（mm）7090網(wǎng)格數(shù)目874730959698。、打開生成的網(wǎng)格，單機Operation中的命令按鈕，選擇Zones中的，在彈出Specify Boundary Types對話框。在Name中填入in，Type選擇VELOCITY_INLET,即入口斷面，點擊Apply.、設(shè)置出口邊界類型。在Name中填入BOUNDARY, Type選擇WALL, ，.點擊Apply.、保存文件，并到處網(wǎng)格。、FLUENT軟件的簡介 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。、FLUENT軟件的應(yīng)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)絡(luò)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。網(wǎng)格變形方式有三種：彈簧壓縮式、動態(tài)鋪層式以及局部網(wǎng)格重生式。值得強調(diào)的是，F(xiàn)LUENT軟件還擁有多種基于解的網(wǎng)格的自適應(yīng)、動態(tài)自適應(yīng)技術(shù)以及動網(wǎng)格與網(wǎng)格動態(tài)自適應(yīng)相結(jié)合的技術(shù)；：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商用軟件中最多的；，使得用戶能夠精確地模擬無粘流、層流、湍流。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型；、程序的結(jié)構(gòu)FLUENT程序軟件包由以下幾個部分組成：——用于建立幾何結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格的生成?！糜谀MPDF燃燒過程。(Translators)—轉(zhuǎn)換其他程序生成的網(wǎng)格，用于FLUENT計算。、用FLUENT程序求解問題的步驟利用FLUENT軟件進行求解的步驟如下：，生成計算網(wǎng)格(用GAMBIT，也可以讀入其他指定程序生成的網(wǎng)格)。(2D或3D等)。確定其他需要的模型，如：風(fēng)扇、熱交換器、多孔介質(zhì)等模型。，進行后處理等。、利用FLUENT 3D求解計算器進行求解打開FLUENT軟件，在Versions中選擇3d ,其他保留默認(rèn)設(shè)置。 FLUENT 軟件主界面、依次點擊File—Read—Case,（）。依次點擊Grid—Check, FLUENT將會對網(wǎng)格進行檢查，并將結(jié)果在信息反饋窗口中顯示出來，其中注意最小體積（minimum volume）一項，要確保為正直，否則無法計算。 Smooth/Swap Gird對話框點擊Swap.信息反饋窗口中顯示，再點擊一次Swap，使得Number face swapped 變?yōu)?，圖 、建立求解模型。 Solve對話框保留默認(rèn)設(shè)置，點擊 OK .選擇湍流模型。 Models對話框Model選擇ke模型，各項設(shè)置保留默認(rèn)，點擊 。依次點擊Define—Materials，打開Materials對話框。 Database Materials對話框 Database Materials對話框中選擇waterliquid，點擊Coppy。 Boundary Conditions對話框。在Type下拉列表中選取Velocityinlet，點擊Set。 Velocityinlet對話框在Velocity Magnitude（m/s），其余設(shè)置保留默認(rèn)。在Zone下拉列表中選取out,在Type下拉列表中選取outflow,。 出口邊界條件點擊 OK 。在Zone下拉列表中選取fluid,在Type下拉列表中選取fluid,。、求解初始化。 Solution Initialization對話框在Computer From中選擇in，點擊 Init。依次點擊Slove—Monitors—Residual。 Residual Monitors對話框在Options中勾選Print和Plot，其余保留默認(rèn)設(shè)置，,點擊 OK .、依次點擊File—Write—Case,保存數(shù)據(jù)。依次點擊Slove—Iterate，打開Iterate對話框。點擊Iterate，開始迭代，出現(xiàn)殘差圖。 ，出口為70mm時的殘差圖 ，出口為90mm時的殘差圖依次點擊File—Write—Date，保存數(shù)據(jù)。用FLUENT初步計算后，還需要對所得數(shù)據(jù)進行進一步處理，才能得到我們所需要的數(shù)據(jù)。依次點擊File—Read Caseamp。、顯示網(wǎng)格。 Grid Display 對話框點擊Display。點擊Surface IsoSurface，打開IsoSurface對話框。 Z= 點擊Greate,創(chuàng)建等值面。、繪制壓強圖。 Contours對話框設(shè)定點擊Display。 ke模型出口70mm,z=第五章 計算結(jié)果分析概述：對計算結(jié)果進一步分析，對出口為70mm和90mm的裝置的效能進行分析。、壓強圖取z=,z=,z=,z=,z= ke模型出口70mm,z= ke模型出口70mm,z= ke模型出口70mm,z= ke模型出口70mm,z= ke模型出口70mm, z= ke模型出口70mm,z=、繪制壓強折線圖。在Surfaces中選擇in、out、z=、z=、z=、z=、z=。得到數(shù)據(jù)如下表。第六章