学习fluent(流体常识及软件计算参数设置).docx

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1、二阶迎风绝对稳定精度较一阶迎风高，但仍有假扩散问题。混合格式绝对稳定当Peclet小于等于2时，性能与中心差分格式相同。当Peclet大于2时，性能与一 阶迎风格式相同。指数格式、乘方格式绝对稳定主要适用于无源项的对流扩散问题，对有非常数源项的场合，当Peclet数较高时有 较大误差。QUICK格式条件稳定Peclet小于等于8/3可以减少假扩散误差，精度较高，应用较广泛，但主要用于六面体和四边形网格。改进的QUICK格式绝对稳定性能同标准QUICK格式，只是不存在稳定性问题。5流场数值计算的目的是什么？主要方法有哪些？其基本思路是什么？各自的适用范 围是什么？这个问题的范畴好大啊。简要的说一

2、下个人的理解吧：流场数值求解的目的就是为了 得到某个流动状态下的相关参数，这样可以节省实验经费，节约实验时间，并且可以模拟 一些不可能做实验的流动状态。主要方法有有限差分，有限元和有限体积法，好像最近还 有无网格法和波尔兹曼法（格子法）。基本思路都是将复杂的非线性差分/积分方程简化成 简单的代数方程。相对来说，有限差分法对网格的要求较高，而其他的方法就要灵活的多6可压缩流动和不可压缩流动，在数值解法上各有何特点？为何不可压缩流动在求解 时反而比可压缩流动有更多的困难？注：这个问题不是一句两句话就能说清楚的，大家还是看下面的两篇小文章吧，摘自 计算流体力学应用，读完之后自有体会。6.1 可压缩E

3、uler及Navier-Stokes方程数值解描述无粘流动的基本方程组是Euler方程组，描述粘性流动的基本方程组是Navier- Stokes 方程组。用数值方法通过求解Euler方程和Navier-Stokes方程模拟流场是计算流体 动力学的重要内容之一。由于飞行器设计实际问题中的绝大多数流态都具有较高的雷诺数, 这些流动粘性区域很小，由对流作用主控，因此针对Euler方程发展的计算方法，在大多数 情况下对Navier- Stokes方程也是有效的，只需针对粘性项用中心差分离散。用数值方法求解无 粘Euler方程组的历史可追溯到20世纪50年代，具有代表性的方 法是1952年Courant

4、等人以及1954年Lax和Friedrichs提出的一阶方法。从那时开始, 人们发展了大量的差分格式。Lax和Wendroff的开创性工作是非定常Euler（可压缩 Navier-Stokes）方程组 数值求解方法发展的里程碑。二阶精度Lax-Wendroff格式应用于非 线性方程组派生出了一类格式，其共同特点是格式空间对称，即在空间上对一维问题 是三 点中心格式，在时间上是显式格式，并且该类格式是从时间空间混合离散中导出的。该类格 式中最流行的是MacCormack格式。采用时空混合离散方法，其数值解趋近于定常时依赖于计算中采用的时间步长。尽管 由时间步长项引起的误差与截断误差在数量级上相同

5、，但这却体现了一个概念上的缺陷， 因为在计算得到的定常解中引进了一个数值参数。将时间积分从空间离散中分离出来就避免 了上述缺陷。常用的时空分别离散格式有中心型格式和迎风型格式。空间二阶精度的中心 型格式（一维问题是三点格式）就属于上述范畴。该类格式最具代表性的是Beam-Warming 隐式格式和Jameson等人采用的Runge-Kutta时间积分方法发展的显式格式。迎风型差分 格式共同特点是所建立起的特征传播特性与差分空间离散方向选择的关系是与无粘流动的 物理特性一致的。第一个显式迎风差分格式是由Courant等人构造的，并推广为二阶精度 和隐式时间积分方法。基于通量方向性离散的Stege

6、r-Warming和Van Leer矢通量分裂方 法可以认为是这类格式的一种。该类格式的第二个分支是Godunov方法，该方法在每个网 格步求解描述相邻间断（Riemann问题）的当地一维Euler方程。根据这一方法Engquist、 Osher和Roe等人构造了一系列引入近似Riemann算子的格式，这就是著名的通量 差分 方法。对于没有大梯度的定常光滑流动，所有求解Euler方程格式的计算结果都是令人满意 的，但当出现诸如激波这样的间断时，其表现确有很大差异。绝大多数最初发展起来的格式, 如Lax-Wendroff格式中心型格式，在激波 附近会产生波动。人们通过引入人工粘性构造了 各种方法

7、来控制和限制这些波动。在一个时期里，这类格式在复杂流场计算中得到了应用。 然而，由于格式中含有自由参数，对不同问题要进行调整，不仅给使用上带来了诸多不便, 而且格式对激波分辨率受到影响，因而其在复杂流动计算中的应用受到了一定限制。另外一种方法是力图阻止数值波动的产生，而不是在其产生后再进行抑制。这种方法 是建立在非线性限制器的概念上，这一概念最初由Boris和Book及Van Leer提出，并且 通过Harten发展的总变差减小(TVD, Total Variation Diminishing)的重要概念得以实现。通 过这一途径，数值解的变化以非线性的方式得以控制。这一类格式的研究和应用，在2

8、0世 纪80年代形成了一股发展浪潮。1988年，张涵信和庄逢甘利用热力学焙增原理，通过对 差分格式修正方程式的分析，构造了满足炳增条件能够捕捉激波的无波动、无自由参数的耗 散格式(NND格式)。该类格式在航空航天飞行器气动数值模拟方面得到了广泛应用。1987年，Harten和Osher指出，TVD格式最多能达到二阶精度。为了突破这一精度 上的限制引入了实质上无波动(ENO)格式的概 念。该类格式“几乎是TVD”的，Harten因此 推断这些格式产生的数值解是一致有界的。继Harten和Osher之后，Shu和Osher将ENO 格式从一维推广到多维。在三阶精度ENO差分格式上也做了不少工作。1

9、992年, 张涵信另辟蹊径，在NND格式的基础上，发展了一种能捕 捉激波的实质上无波动、无自 由参数的三阶精度差分格式(简称ENN格式)。1994年，Liu、Osher和Chan发展了 WENO(Weighted Essentially Non-Oscillatory)格式。WENO 格式是基于 ENO 格式构造的 高阶混合格式，它在保持了 ENO格式优点的同时，计算流场中虚假波动明显减少。此后, Jiang提出了一种新的网格模板光滑程度的度量方法。目前高阶精度格式的研究与应用是计 算流体力学的热点问题之一。6.2 不可压缩Navier-Stokes方程求解不可压缩流体力学数值解法有非常广泛的

10、需求。从求解低速空气动力学问题，推进器 内部流动，到水动力相关的液体流动以及生物流体力学等。满足这么广泛问题的研究，要求 有与之相应的较好的物理问题的数学模型以及鲁棒的数值算法。相对于可压缩流动，不可压缩流动的数值求解困难在于，不可压缩流体介质的密度保 持常数，而状态方程不再成立，连续方程退化为速度的散度为零的方程。由此，在可压缩流 动的计算中可用于求解密度和压力的连续方程在不可压缩流动求解中仅是动量方程的一个 约束条件，由此求解不可压缩流动的压力称为一个困难。求解不可压缩流动的各种方法主要 在于求解不同的压力过程。目前，主要有两类求解不可压缩流体力学的方法，原始变量方法和非原始变量方法。 求

11、解不可压缩流动的原始变量方法是将Navier-Stokes方程写成压力和速度的形式，进行 直接求解，这种形式已被广为应用。非原始变量方法主要有Fasel提出的流函数涡函数法、 Aziz和Heliums提出的势函数-涡函数方法。在求解三维流动问题时，上述每一个方法都需 要反复求解三个Possion方程，非常耗时。原始变量方法可以分为三类：第一种方法是 Harlow和Welch首先提出的压力Possion方程方法。该方法首先将动量方程推进求得速 度 场，然后利用Possion方程求解压力，这一种方法由于每一时间步上需要求解Possion方 程，求解非常耗时。第二种方法是Patanker和Spald

12、ing的SIMPLE(Semi-lmplicit Method for Pressure-Linked Equation)法，它是通过动量方程求得压力修正项对速度的影响，使其 满足速度散度等于零的条件作为压力控制方程。第三种方法是虚拟压缩方法，这一方法是 Chorin于1967年提出的。该方法的核心就是通过在连续方程中引入一个虚拟压缩因子，再 附加一项压力的虚拟时间导数，使压力显式地与速度联系起 来，同时方程也变成了双曲型方程。这样，方程的形式就与求解可压缩流动的方程相似，因此，许多求解可压缩流动的成 熟方法都可用于不可压缩流动的求解。目前，由于基于 求解压力Possion方程的方法非常复杂及

13、耗时，难于求解具体的工程 实际问题，因此用此方法解决工程问题的工作越来越少。工程上常用的主要是SIMPLE方 法和虚拟压缩方法。luent 中一些问题（7-27）7什么叫边界条件？有何物理意义？它与初始条件有什么关系？边界条件与初始条件是控制方程有确定解的前提。边界条件是在求解区域的边界上所求解的变量或其导数随时间和地点的变化规律。对于 任何问题，都需要给定边界条件。初始条件是所研究对象在过程开始时刻各个求解变量的空间分布情况,对于瞬态问题, 必须给定初始条件，稳态问题，则不用给定。对于边界条件与初始条件的处理，直接影响计 算结果的精度。在瞬态问题中，给定初始条件时要注意的是：要针对所有计算变

14、量，给定整个计算域 内各单元的初始条件；初始条件一定是物理上合理的，要靠经验或实测结果。8在数值计算中，偏微分方程的双曲型方程、椭圆型方程、抛物型方程有什么区别？我们知道很多描述物理问题的控制方程最终就可以归结为偏微分方程，描述流动的控制 方程也不例外。从数学角度，一般将偏微分方程分为椭圆型（影 响域是椭圆的，与时间无关，且是空 间内的闭区域，故又称为边值问题），双曲型（步进问题，但依赖域仅在两条特征区域之间）， 抛物型（影响域以特征线为分界线，与主流方向垂直；具体来说，解的分布与瞬时以前的 情况和边界条件相关，下游的变化仅与上游的变化相关；也称为初边值问题）；从物理角度，一般将方程分为平衡问

15、题（或稳态问题），时间步进问题。两种角度，有这样的关系：椭圆型方程描述的一般是平衡问题（或稳态问题），双曲 型和抛物型方程描述的一般是步进问题。至于具体的分类方法，大家可以参考一般的偏微分方程专著，里面都有介绍。关于各 种不同近似水平的流体控制方程的分类，大家可以参考张涵信院士编写计算流体力学一差 分方法的原理 与应用里面讲的相当详细。三种类型偏微分方程的基本差别如卜：1）三种类型偏微分方程解的适定性（即解存在且唯一，并且解稳定）要求对定解条件 有不同的提法；2）三种类型偏微分方程解的光滑性不同，对定解条件的光滑性要求也不同；椭圆型和抛物型方程的解是充分光滑的，因此对定解条件的光滑性要求不高。

16、而双曲 型方程允许有所谓的弱解存在（如流场中的激波），即解的一阶导数可以不连续，所以对定 解条件的光滑性要求很高，这也正是 采用有限元法求解双曲型方程困难较多的原因之一。3）三种类型偏微分方程的影响区域和依赖区域不一样。在双曲型和抛物型方程所控制的流场中，某一点的影响区域是有界的，可采用步进求解。 如对双曲型方程求 解时，为了与影响区域的特征一致，采用上风格式比较适宜。而椭圆型 方程的影响范围遍及全场，必须全场求解，所采用的差分格式也要采用相应的中心格式。9在网格生成技术中，什么叫贴体坐标系？什么叫网格独立解？数值计算的与实验值之间的误差来源只要有这几个：物理模型近似误差（无粘或有粘, 定常与

17、非定常，二维或三维等等），差分方程的截断误差及求解区域的离散误差（这两种 误差通常统称为离散误差），迭代误差（离散后的代数方程组的求解方法以及迭代次数所产 生的误差），舍入误差（计算机只能用有限位存储计算物理量所产生的误差）等等。在通 常的计算中，离散误差随网格变细而减小，但由于网格变细时，离散点数增多，舍入误差 也随之加大。由此可见，网格数量并不是越多越好的。再说说网格无关性的问题，由上面的介绍，我们知道网格数太密或者太疏都可能产生 误差过大的计算结果，网格数在一定的范围内的结果才与实验值比较接近，这样在划分网格 时就要求我们首先依据已有的经验大致划分一个网格进行计算，将计算结果（当然这个计

18、 算结果必须是收敛的）与实验值进行比较（如果没有实验值，则不需要比较，后面的比较与 此类型相同），再酌情加密或减少网格，再进行计算，再与实验值进行比较，并与前一次 计算结果比较，如果两次的计算结果相差较小（例如在2%）,说明这一范围的网格的计算 结果是可信的，说明计算结果是网格无关的。再加密网格已经没有什么意义（除非 你要求 的计算精度较高）。但是，如果你用粗网格也能得到相差很小的计算结果，从计算效率上讲, 你就可以完全使用粗网格去完成你的计算。加密或者减少网格数量，你可以以一倍的量级 进行。10在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大 致注意到哪

19、些细节？判断网格质量的方面有：Area单元面积，适用于2D单元，较为基本的单元质 量特征。Aspect Ratio长宽比，不同的网格单元有不同的计算方法，等于1是最好的单元，如 正三角形，正四边形，正四面体，正六面体等；一般情况下不要超过5： 1.Diagonal Ratio对角线之比，仅适用于四边形和六面体单元，默认是大于或等于1的, 该值越高，说明单元越不规则，最好等于1,也就是正四边形或正六面体。Edge Ratio长边与最短边长度之比，大于或等于1,最好等于1,解释同上。EquiAngle Skew通过单元夹角计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量 最差。最好是要控制在0到

20、0.4之间。EquiSize Skew通过单元大小计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量 最差。2D质量好的单元该值最好在0. 1以内，3D单元在0. 4以内。MidAngle Skew通过单元边中点连线夹角计算的歪斜度，仅适用于四边形和六面体单元, 在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。Size Change相邻单元大小之比，仅适用于31）单元，最好控 制在2以内。Stretch伸展度。通过单元的对角线长度与边长计算出来的，仅适用于四边形和六面体 单兀，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。Taper锥度。仅适用于四边形和六面体单元，在0至1之间，0为质量最好，1为质量

21、最差。Volume单元体积，仅适用于3D单元，划分网格时应避 免出现负体积。Wamage翘曲。仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质 量最差。以上只是针对Gambit帮助文件的简单归纳，不同的软件有不同的评价单元质量的指 标，使用时最好仔细阅读帮助文件。另外，在Fluent中的窗口键入：grid quality然后回车，Fluent能 检查网格的质 量，主要有以下三个指标：1. Maxium cell squish:如果该值等于1,表示得到了很坏的单元；2. Maxium cell skewness:该值在0到1之间，0表 示最好，1表示最坏；3. Maxium asp

22、ect-ratio : 1 表示最好。11在两个面的交界线上如果出现网格间距不同的情况时，即两块网格不连续时，怎么样克 服这种情况呢？这个问题就是非连续性网格的设置，一般来说就是把两个交接面设置为一对 interface。另外，作此操作可能出现的问题及可供参考的解决方法为：问题：把两个面（其中一个实际是由若干小面组成，将若干小面定义为了 group 了）拼 接在一起，也就是说两者之间有流体通过，两个面个属不同的体，网格导入到fluent 口寸, 使用interface时出现网格check的错误，将interface的边界条件删除，就不会发生网格 检查的错误，如何将两个面的网格相连？原因：int

23、erface后 的两个体的交接面，fluent以将其作为内部流体处理（非重叠部 分默认为wall,合并后网格会在某些地方发生畸变，导致合并失败，也可能准备合并的两 个面几何位置有误差,应该准确的在同一几何位置（合并的面大小相等时）,在合并之前要合 理分块。解决方法：为了避免网格发生畸变（可能一个面上的网格跑到另外的面上了），可以一 面网格粗，一面网格细避免；再者就是通过将一个面的网格直接映射到另一面上的，两个 面默认为interior.也可以将网格拼接一起.12在设置GAMBIT边界层类型时需要注意的几个问题：a、没有定义的边界线如何处理？ b、 计算域内的内部边界如何处理（2D） ?答：ga

24、mbit默认为wall, 一般情况下可以到fluent再修改边界类 型。内部边界如果 是split产生的，那么就不需再设定了，如果不是，那么就需要设定为interface或者是 internal13为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪 些？答：要得到一个问题的定解就需要有定解条件，而边界条件就属于定解条件。也就是说 边界条件确定了结果。不同的流体介质有不同的物理属性，也就会得到不同的结果，所以 必须指定区域类型。对于gambit来说，默认的区域类型是fluid,所以一般情况下不需要 再指定14何为流体区域（fluid zone）和固体 区域（solid z

25、one） ?为什么要使用区域的概念？ FLUENT是怎样使用区域的？Fluid Zone是一个单元组，是求解域内所有流体单元的综合。所激活的方程都 要在这 些单元上进行求解。向流体区域输入的信息只是流体介质（材料）的类型。对于当前材料列 表中没有的材料，需要用户自行定义。注意，多孔介质也当作流体区域对待。Solid Zone也是一个单元组，只不过这组单元仅用来进行传热计算，不进行任何的流 动计算。作为固体处理的材料可能事实上是流体，但是假定其中没有对流发生，固体区域仅 需要输入材料类型。Fluent中使用Zone的概念，主要是为了区分分块网格生成，边界条件的定义等等；15如何监视FLUENT的

26、计算结果？如何判断计算是否收敛？在FLUENT中收敛准则是如何 定义的？分析计算收敛性的各控制参数，并说明如何选择和设置这些参数？解决不收敛问 题通常的几个解决方法是什么？可以采用残差控制面板来显示；或者采用通过某面的流量控制；如监控出口上流量的变 化；采用某点或者面上受力的监视；涡街中计算达到收敛时，绕流体的面上受的升力为周 期交变，而阻力为平缓的直线。怎样判断计算结果是否收敛？1、观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化；2、各个参数的残差随计算步数的增加而降低，最后趋于平缓；3、要满足质量守恒（计算中不牵涉到能量）或者是质量与能量守恒（计算中牵涉到能 量）。特别要指出的是，即使前两个判据都

27、已经满足了，也并不表示已经得到合理的收敛解了， 因为，如果松弛因子设置得太紧，各参数在每步计算的变化都不是太大，也会使前两个判 据得到满足。此时就要再看第三个判据了。还需要说明的就是,一般我们都希望在收敛的情 况下，残差越小越好，但是残差曲线是 全场求平均的结果，有时其大小并不一定代表计算结果的好坏，有时即使计算的残差很大, 但结果也许是好的，关键是要看计算结果是否符合物理事实，即残差的大小与模拟的物理 现象本身的复杂性有关，必须从实际物理现象上看计算结果。比如说一个全机模型，在大攻 角情况下,解震荡得非常厉害，而且残差的量级也总下不去，但这仍然是正确的，为什么呢, 因为大攻角下实际流动情形就

28、是这样的，不断有涡的周期性脱落，流场本身就是非定常的， 所以解也是波动的，处理的时候取平均就可以呢：）16什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什 么样的影响？1、亚松驰（Under Relaxation）：所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果 的差值作适当缩减，以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。用通用变量来写出 时，为松驰因子（Relaxation Factors） o数值传热学-2142、FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制的变化。 一般用亚松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了的变化量。亚

29、松驰最简单的 形式为：单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变 化的积，分离解算器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。这就意味着使用分离解算器解的 方程，包括耦合解算器所解的非耦合方程（湍流和其他标量）都会有一个相关的亚松驰因子。 在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很多 问题，但是对于一些特殊的非线性问题（如：某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问题）， 在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如 果经过4到5步的迭代残差仍然增长，你就需要减小亚松驰因子。有时候，如果发现残差 开始增加，你可以改变

30、亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时通常会出现这种情况。最 为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件，并对解的算法做几步 迭代以调节到新的参数。最典型的情况是，亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加，但是 随着解的进行残差的增加又消失了。如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回 到最后保存的较好的数据文件。注意：粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的。而且, 如果直接解焰方程而不是温度方程（即：对PDF计算），基于焰的温度的更新是要进行亚 松 驰的。要查看默认的亚松弛因子的值，你可以在解控制面板点击默认按钮。对于大多数流动, 不需要修改默认亚松弛因子。但是，如果出现不稳

31、定或者发散你就需要减小默认的亚松弛 因子了，其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为0. 2, 0.5, 05和0.5。对于 SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中，如相当 高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或 密度（所用的亚松弛因子小于 1.0）进行亚松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时，流动密度是常数, 温度的亚松弛因子可以设为1.0。对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某 些问题默认的亚松弛可能过大，尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收 敛更容易。3、SIMPLE 与 SI

32、MPLEC 比较在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC （SIMPLE-Consistent）算法，默 认是SIMPLE算 法，但是对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可 以应用增加的亚松驰迭代时，具体介绍如下：对于相对简单的问题（如：没有附加模型激活的层流流动），其收敛性已经被压力速 度耦合所限制，你通常可以用SIMPLEC算法很快得到收敛解。在SIMPLEC中，压力校正亚 松驰因子通常设为1.0,它有助于收敛。但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到 1.0可 能会导致不稳定。对于所有的过渡流动计算，强烈推荐使用PISO算法邻近校正。它

33、 允许你使用大的时间步，而且对于动量和压力都可以使用亚松驰因子1.0。对于定常状态 问题，具有邻近校正的PISO并不会比具有较好的亚松驰因子的SIMPLE或SIMPLEC好。对于 具有较大扭曲网格上的定常状态和过渡计算推荐使用PISO倾斜校正。当你使用PISO邻近校 正时，对所有 方程都推荐使用亚松驰因子为1. 0或者接近1. 0o如果你只对高度扭曲的网 格使用PISO倾斜校正，请设定动量和压力的亚松驰因子之和为1. 0比如：压力亚松驰因子 0.3,动量亚松驰因子0.7）。如果你同时使用PISO的两种校正方法，推 荐参阅PISO邻近 校正中所用的方法17在FLUENT运 行过程中，经常会出现u

34、turbulence viscous rate”超过了极限值，此 时如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响Lets take care of the warning ，zturbulent viscosity limited to viscosity ratio* which is not physical. This problem is mainly due to one of the following:l)Poor mesh quality (i. e. , skewness 0. 85 for Quad/IIex, or skewness 0. 9 for

35、Tri/Tetra elements). what values do you have?2)Use of improper turbulent boudary conditions.3)Not supplying good initial values for turbulent quantities.出现这个警告，一般来讲，最可能的就是网格质量的问题，尤其是Y+值的问题；在划 分网格的时候要注意，第一层网格高度非常重要，可以使用NASA的Viscous Grid Space Calculator来计算第一层网格高度；如果这方面已经注意了，那 就可能是边界条件中有关 湍流量的设置问题，18在

36、FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow ?其具体意义是什 么？有没有办法避 免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响？这个问题的意思是出现了回流，这个问题相对于湍流粘性比的警告要宽松一些，有些 case可能只在计算的开始阶段出现这个警告，随着迭代的计算，可能会消失，如果计算一 段时间之后，警告消失了，那么对计算结果是没有什么影响的，如果这个警告一直存在， 可能需要作以下处理：1 .如果是模拟外部绕流，出现这个警告的原因可能是边界条件取得距离物体不够远，如 果边界条件取的足够远，该处可能在计算的过程中的确存在回流现 象；对于可压缩流动， 边界最好取

37、在10倍的物体特征长度之处；对于不可压缩流动，边界最好取在4倍的物体特 征长度之处。2 .如果出现了这个警告，不论对于外部绕流还是内部流动，可以使用pressure-outlet 边 界条件代替。utf low边界条件改善这个问题。26什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化 的方法对计算结果有什么样的影响？初始 化中的“patch”怎么理解？问题的初始化就是在做计算时，给流场一个初始 值，包括压力、速度、温度和湍流系 数等。理论上，给的初始场对最终结果不会产生影响，因为随着跌倒步数的增加，计算得到 的流场会向真实的流场无限逼近，但 是，由于Fluent等计算软件存在像离散格式精度(会 产生

38、离散误差)和截断误差等问题的限制，如果初始场给的过于偏离实际物理场，就会出 现计算很难收敛，甚至是刚开始计算就发散的问题。因此，在初始化时，初值还是应该给的 尽量符合实际物理现象。这就要求我们对要计算的物理场，有一个比较清楚的理解。初始化中的patch就是对初始化的一种补充，比如当遇到多相流问题时，需要对各相 的参数进行更细的限制，以最大限度接近现实物理场。这些就可以通过patch来 实现,patch 可以对流场分区进行初始化，还可以通过编写简单的函数来对特定区域初始化。27什么叫PDF方法？ FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些?概率密度函数输运输运方程方法(PDF方法)是近年来逐步建立起

39、来的描述湍流两相流 动的新模型方法。所谓的概率密度函数(Probability Density Function,简称PDF)方 法是 基于湍流场随机性和概率统计描述，将流场的速度、温度和组分浓度等特征量作为随机变量, 研究其概率密度函数在相空间的传递行为的研究方法。PDF模型介于统观模拟和细观模拟之 间，是从随机运动的分子动力论和两相湍流的基本守恒定律出发，探讨两相湍 流的规律， 因此可作为发展双流体模型框架内两相湍流模型的理论基础。它实质上是沟通E-L模型和 E-E模型的桥梁，可以用颗粒运动的拉氏分析通过统计理论，即PDF方程的积分建立封闭 的E-E两相湍流模型非预混湍流燃烧过程的正确模拟

40、要求同时模拟混合和化学反应过程。FLUENT提供了四 种反应模拟方法：即有限率反应法、混合分数PDF法、不平衡(火焰微元)法和预混燃烧 法。火焰微元法是混合分数PDF方法的一种 特例。该方法是基于不平衡反应的，混合分 数PDF法不能模拟的不平衡现象如火焰的悬举和熄灭，NOx的形成等都可用该方法模拟。 但由于该方法还未完善，在FLUENT只能适用于绝热模型。对许多燃烧系统，辐射式主要的能量传输方式，因此在模拟燃烧系统时，对辐射能量的 传输的模拟也是非常重要的。在FLUENT中，对于模拟该过程的模型也是非常全面的。包 括DTRM、P-1、Rosseland. DO辐射模型，还有用WSGG模型来模拟

41、吸收系数。f I uent 中一些问题(30-54)30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？ 残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程 中如何避免？假扩散(false diffusion)的含义：基本含义：由于对流一扩散方程中一阶导数项的离散格式的截断误差小于二阶而引起 较大数值计算误差的现象。有的文献中将人工粘性(artificial viscosity)或数值粘性(numerical viscosity)视为它的同义词。拓宽含义：现在通常把以下三种原因引起的数值计算误差都

42、归在假扩散的名称下1 ,非稳态项或对流项采用一阶截差的格式；2 .流动方向与网格线呈倾斜交叉(多维问题)；3 ,建立差分格式时没有考虑到非常数的源项的影响。克服或减轻假扩散的格式或方法，为克服或减轻数值计算中的假扩散(包括流向扩散及交叉扩散)误差，应当:1.采用截差阶数较高的格式；敛问题通常的几个解决方法是什么？16 22什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有 什么样的影响？17 23 在FLUENT运行过程中，经常会出现“turbulence viscousate”超过了极限值，此时 如何解决？而这里的极限值指的是什么值？修正后它对计算结果有何影响18 24

43、在FLUENT运行计算时，为什么有时候总是出现“reversed flow”？其具体意义是什 么？有没有办法避免？如果一直这样显示，它对最终的计算结果有什么样的影响26什么叫问题的初始化？在FLUENT中初始化的方法对计算结果有什么样的影响？初始 化中的“patch”怎么理解？27什么叫PDF方法？ FLUENT中模拟煤粉燃烧的方法有哪些？30 FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡是怎么回事？如何解决残差震荡的问题？残差 震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？31数值模拟过程中，什么情况下出现伪扩散的情况？以及对于伪扩散在数值模拟过程中如 何避免？32 FLUENT轮廓（contour）显

44、示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显示其细 节，特别是对于封闭的3D物体（如柱体），其原因是什么？如何解决？33如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？34在FLUENT的学习过程中，通常会涉及儿个压力的概念，比如压力是相对值还是绝对 值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？35在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分析示 意图插入到论文中来说明问题？36在DPM模型中，粒子轨迹能表示粒子在计算域内的行程，如何显示单一粒径粒子的轨 道（如20微米的粒子）？ 37在FLUENT定义速度入口时，速度入口的适用范围是什么？ 湍流参数的

45、定义方法有哪些？各自有什么不同？38在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？39分离式求解器和耦合式求解器的适用场合是什么？分析两种求解器在计算效率与精度 方面的区别43 FLUENT中常用的文件格式类型：dbs, msh, cas, dat, trn, jou, profile等有什么用 处？ 44在计算区域内的某一个面（2D）或一个体（3D）内定义体积热源或组分质量源。如何把这个zone定义出来？而且这个zone仍然是流体流动的。46如何选择单、双精度解算器的选择47 求解器为flunet5/6在设置边界条件时，specify boundary type

46、s下的types中有三项关 于interior, interface, internal设置，在什么情况下设置相应的条件？它们之间的区别是什 么？ interior好像是把边界设置为内容默认的一部分；interface是两个不同区域的边界区 48 FLUENT并行计算中Flexlm如何对多个License的管理?2 .减轻流线与网格线之间的倾斜交叉现象或在构造格式时考虑到来流方向的影响。3 .至于非常数源项的问题，目前文献中，还没有为克服这种影响而专门构造的格式， 但是高阶格式显然对减轻其影响是有利的。32 FLUENT轮廓(contour)显示过程中，有时候标准轮廓线显示通常不能精确地显 示

47、其细节，特别是对于封闭的3D物体(如柱体)，其原因是什么？如何解决？FLUENT等高线(contour)显示过程中，可以通过调节显示的水平等级来调节其显 示细节，Levels最大值允许设置为100.对于封闭的3D物体，可以通过建立Surface,监 视Surface上的量来显 示计算结果。或者计算之后将结果导入到Tecplot中，作切片图显33如果采用非稳态计算完毕后，如何才能更形象地显示出动态的效果图？对于非定常计 算，可以通过创建动画来形象地显示出动态的效果图。Solve-Animate-Define.,具体操作请参考Fluent用户手册。34在FLUENT的学习过程中，通常会涉及几个压力

48、的概念，比如压力是相对值还是 绝对值？参考压力有何作用？如何设置和利用它？GAUGE PRESSURE 就是静压。GAUGE total PRESSURE 是总压。这里需要强调一下Gauge为名义值，什么意思呢？如果，INITIAL Gauge PRESSURE =0那么GAUGE PRESSURE就是实际的静压Pinf。GAUGE total PRESSURE 是实际的总压 Pt。如果 INITIAL Gauge PRESSURE 不等于零GAUGE PRESSURE = Pint - INITIAL Gauge PRESSUREGAUGE total PRESSURE = Pt - INITIAL Gauge PRESSURE35在FLUENT结果的后处理过程中，如何将美观漂亮的定性分析的效果图和定量分 析示意图插入到论文中来说明问题？三种方法来得到用于插入到论文的图片：1 .在Fluent中显示你想得到的效果图的窗口，可以直接在任务栏中右键该窗口将其复 制到剪贴板，保存；或者打印到文件，保存。2 .在Fluent中，在你想要保存相关窗口的效果图时，首先激活效果图监视窗口，就是 用鼠标左键监视窗口，然后在Fluent中操作，Fl