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淺談對(duì)FLUENT的認(rèn)識(shí)
（作者未知） 2009/3/24
淺談對(duì)FLUENT的認(rèn)識(shí)
僅僅就我接觸過(guò)得談?wù)剬?duì)fluent的認(rèn)識(shí)，并說(shuō)說(shuō)哪些用戶適合用，哪些不適合fluent對(duì)我來(lái)說(shuō)最麻煩的不在里面的設(shè)置，因?yàn)槲冶旧斫鉀Q的就是高速流動(dòng)可壓縮N-S方程，而且本人也是學(xué)力學(xué)的，諸如邊界條件設(shè)置等概念還是非常清楚的 同時(shí)我接觸的流場(chǎng)模擬，都不會(huì)有很特別的介質(zhì)，所以設(shè)置起來(lái)很簡(jiǎn)單。
對(duì)我來(lái)說(shuō)，頗費(fèi)周折的是gambit做圖和生成網(wǎng)格，并不是我不會(huì)，而是gambit對(duì)作圖要求的條件很苛刻，也就是說(shuō)，稍有不甚，就前功盡棄，當(dāng)然對(duì)于計(jì)算流場(chǎng)很簡(jiǎn)單的用戶，這不是問(wèn)題。有時(shí)候好幾天生成不了的圖形，突然就搞定了，逐漸我也總結(jié)了一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，就是要注意一些小的拐角地方的圖形，有時(shí)候做布爾運(yùn)算 在圖形吻合的地方，容易產(chǎn)生一些小的面最終將導(dǎo)致無(wú)法在此生成網(wǎng)格，fluent里面的計(jì)算方法是有限體積法，而且我覺(jué)得它在計(jì)算過(guò)程中為了加快收斂速度， 采取了交錯(cuò)網(wǎng)格，這樣，計(jì)算精度就不會(huì)很高。同時(shí)由于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，肯定會(huì)導(dǎo)致計(jì)算精度的下降，所以我一貫來(lái)認(rèn)為在fluent里面選取復(fù)雜的粘性模型和高精度的格式?jīng)]有任何意義，除非你的網(wǎng)格做的非常好。
而且fluent5.5以前的版本（包括5。5），其物理模型，（比如粘性流體的幾個(gè)模型)都是預(yù)先設(shè)定的，所以，對(duì)于那些做探索性或者檢驗(yàn)新方法而進(jìn)行的模擬，就不適合用。
同時(shí)gambit做網(wǎng)格，對(duì)于粘性流體，特別是計(jì)算湍流尺度，或者做熱流計(jì)算來(lái)說(shuō)其網(wǎng)格精度一般是不可能滿足的，除非是很小的計(jì)算區(qū)域。所以，用fluent做的比較復(fù)雜一點(diǎn)的流場(chǎng)（除了經(jīng)典的幾個(gè)基本流場(chǎng)）其計(jì)算所得熱流，湍流，以及用雷諾應(yīng)力模擬的粘性都不可能是準(zhǔn)確的，這在物理上和計(jì)算方法已經(jīng)給fluent判了死刑，有時(shí)候看到很多這樣討論的文章，覺(jué)得大家應(yīng)該從物理和力學(xué)的本質(zhì)上考慮問(wèn)題。
但是，fluent往往能計(jì)算出量級(jí)差不多的結(jié)果，我曾經(jīng)做了一個(gè)復(fù)雜的飛行器熱流計(jì)算，高超音速流場(chǎng)，得到的壁面熱流，居然在量級(jí)上是吻合的，但是，從計(jì)算熱流需要的壁面網(wǎng)格精度來(lái)判斷，gambit所做的網(wǎng)格比起壁面網(wǎng)格所滿足的尺寸的要大了至少2個(gè)數(shù)量級(jí)，我到現(xiàn)在還不明白fluent是怎么搞的。
綜上，我覺(jué)得，如果對(duì)付老板的一些工程項(xiàng)目，可以用fluent對(duì)付過(guò)去，但是如果真的做論文，或者需要發(fā)表文章，除非是做一些技術(shù)性工作，比如優(yōu)化計(jì)算一般用fluent是不適合的。
我感覺(jué)fluent做力的計(jì)算是很不錯(cuò)的，做流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算，即使得出一些渦，也不是流場(chǎng)本身性質(zhì)的反應(yīng)，做低速流場(chǎng)計(jì)算，fluent的優(yōu)勢(shì)在于收斂速度快，但是低速流場(chǎng)計(jì)算，其大多數(shù)的著眼點(diǎn)在于對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的探索，所以計(jì)算得到的結(jié)果就要好好斟酌一下了，高速流場(chǎng)的模擬中，一般著眼點(diǎn)在于氣動(dòng)力的結(jié)果，壓力分布以及激波的捕捉，這些fluent做的很不錯(cuò)。對(duì)于多相流，旋轉(zhuǎn)機(jī)械我沒(méi)有做過(guò)，就不好隨便說(shuō)了希望做過(guò)其他方面工作的大俠也總結(jié)一下。
對(duì)于運(yùn)用fluent來(lái)求解問(wèn)題，首先要對(duì)本身求解的物理模型有充分的了解，只有在這個(gè)基礎(chǔ)上，才能夠選擇出正確的，計(jì)算模型以及相應(yīng)的邊界條件。
對(duì)于fluent計(jì)算的方法，確實(shí)是采用的有限體積法，不過(guò)對(duì)基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的5.X，我個(gè)人覺(jué)得其采用的應(yīng)該是同位網(wǎng)格而不是交錯(cuò)網(wǎng)格，因?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格情況下，交錯(cuò)網(wǎng)格的方法處理起來(lái)比同位網(wǎng)格方法要復(fù)雜很多。一般見(jiàn)到的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格下FVM（有限體積法）多半還是采用的同位網(wǎng)格而非交錯(cuò)網(wǎng)格，這個(gè)問(wèn)題還可以進(jìn)一步探討。對(duì)于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格而言，目前能夠做到的離散精度也只能是二階精度了，再高精度目前還沒(méi)法做到，或者說(shuō)還沒(méi)有做到很實(shí)用。
對(duì)于gambit做網(wǎng)格，確實(shí)不是十分的理想，不過(guò)這個(gè)也不能怪罪gambit，因?yàn)榉墙Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格的生成方法，本身在理論上就有一些瑕疵（姑且這樣說(shuō)吧，不能說(shuō)是錯(cuò)誤，呵呵）所以對(duì)于一些十分復(fù)雜，而且特殊的流場(chǎng)，可能最終生成的網(wǎng)格會(huì)很不理想，這個(gè)時(shí)候多半需要采取一些其它的迂回的方法，例如將復(fù)雜區(qū)域分區(qū)，分成一些簡(jiǎn)單的區(qū)域，然后在簡(jiǎn)單區(qū)域里面生成網(wǎng)格，最后再組合，而不是將整個(gè)復(fù)雜區(qū)域教給gambit讓其一次生成網(wǎng)格。有時(shí)在軟件做不到的地方，就需要人想法補(bǔ)上了。
對(duì)于壁面網(wǎng)格的問(wèn)題，gambit中提供了生成邊界層網(wǎng)格的方法，恩，不知道是否這個(gè)功能也同樣不能滿足所需。gambit中邊界層網(wǎng)格只是在壁面法向進(jìn)行特別的處理。對(duì)于壁面切向方向則是和邊界層外網(wǎng)格尺度相當(dāng)?shù)摹?br>
對(duì)于fluent的適用范圍，我很同意stipulation的說(shuō)法，本身fluent是一個(gè)比較成熟的商業(yè)軟件，換句話說(shuō)，其適用的數(shù)值方法，多半也是目前相對(duì)比較成熟的方法之一。因此用fluent來(lái)做工程項(xiàng)目確實(shí)是很適合的，因?yàn)樗鄬?duì)效率較高，（未完，下一頁(yè)）
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