一个最简单的案例来描述 FLUENT 工作流程。

案例描述： 本案例来自于丹麦海事研究所。流动计算域模型如图所示，包含入口、出口及壁面。案例采用 2D 模型计算。计算域流体介质为空气（标准大气压，温度 293K ），来流速度 1.17m/s 。雷诺数基于障碍物高度（案例为 40mm ），本案例雷诺数为 3115 ，入口位置湍动能及湍流耗散率分别为 0.024m2/s2 及 0.07m2/s3 。流动过程为等温、湍流及不可压缩流动。

建模及网格划分过程这里不详述，案例从导入网格开始。

Step 1 ：启动 Fluent

从开始菜单中选择 FLUENT ，启动界面参数设置：

• 设置 Dimension 为 2D

• 设置Working Directory

Step 2 ：读取网格

• 利用菜单【 File 】 > 【 Read 】 > 【 Mesh 】读取网格文件 EX1-1.msh 。

• 利用 Setting Up Domain 标签页下工具栏按钮 Display 显示网格

Step 3 ： General 设置

点击模型树节点 General ，出现 General 面板，如图所示。

对参数面板进行如下设置：

1 、 Scale…

点击参数面板中的 Scale… 按钮。弹出的对话框中进行如下设置：

• 设置 Mesh Was Created In 项为 mm

• 点击 Scale 按钮

• 点击Close按钮关闭对话框

确保计算域尺寸与实际要计算的尺寸一致。

2 、 Check

点击 Check 按钮，输出网格信息如图所示。确保网格最小体积为正值。

3 、 Gravity

激活选项 Gravity ，设置重力加速度为 Y 方向-9.81m/s2 。

其他参数保持默认。

Step 4 ： Models

选择模型树节点 Models ，在右侧 Models 列表项中双击 Viscous-Laminar ，弹出湍流模型设置对话框。设置参数：

• 选择 Model 为 k-epsilon （ 2 eqn ）

• 选择k-epsilon Model 为 Realizable

• 选择 Near-Wall Treatment 为Scalable Wall Functions

• 选择OK按钮关闭对话框

其他模型保持默认。

Step 5 ： Materials

采用默认参数即可。

Step 6 ： Cell Zone Conditions

保持默认即可。

Step 7 ： Boundary Conditions

点击模型树节点 Boundary Conditions ，参数面板如图所示。

1 、 Inlet 边界设置

鼠标双击 inlet 列表项。设置参数：

• 设置 Velocity Magnitude 为 1.17m/s

• 设置 Specification Method 为 K and Epsilon

• 设置 Turbulent Kinetic Energy 为0. 024

• 设置Turbulent Dissipation Rate 为 0.07

• 选择OK按钮关闭对话框

2 、 Outlet 设置

鼠标选中 outlet 项，设置 Type 为 Outflow ，其他参数保持默认。

Step 8 ： Dynamic Mesh

本案例不涉及动网格，因此无需设置。

Step 9 ： Reference Values

本案例不涉及系数计算，可不用设置参考值。若要设置的话，可按图进行设置。

Step 10 ： Solution Methods

设置参数：

• Pressure - Velocity Coupling Scheme ： Coupled

• Turbulent Kinetic Energy ： Second Order Upwind

• Turbulent Dissipation Rate ： Second Order Upwind

其它参数保持默认。

Step 11 ： Solution Controls

保持默认参数。

Step 12 ： Monitors

保持默认参数。

Step 13 ： Solution Initialization

如图所示，采用 Hybrid Initialization 方法进行初始化，点击 Initialize 按钮进行初始化。

Step 14 ： Calculation Activities

采用默认设置。

Step 15 ： Run Calculation

设置 Number of Iterations 为 500 ，点击 Calculate 按钮进行计算。

计算在 198 步时收敛，软件给出收敛提示并自动停止计算。如图所示。

计算残差如图所示。

Step 16 ：修改残差标准继续计算

设置残差为 1e-6 继续计算。

• 选择模型树节点 Monitors ，双击右侧面板中 Residuals 列表项

• 在 Residual Monitors 对话框中，设置 Continuity 的 Absolute Criteria 为 1e-6

Step 17 ：继续计算

切换到 Run Calculation 节点下，设置Number of Iterations 为 500 ，点击 Calculate 按钮进行计算。

计算完毕后可进行后处理查看计算结果。

Step 18 ：设置图形窗口背景颜色

通常将图形背景设置为白色，方便放入文档中。 Fluent 默认背景颜色为蓝白梯度色，要将其改变为纯白色，需要利用 TUI 命令。具体步骤为：

• 点击模型树节点 Graphics ，点击右侧面板中按钮 Options … ，弹出图形选项设置对话框

• 设置 Color Scheme 为 Classic

• 点击 Apply 按钮，此时图形背景变为黑色

• 在 TUI 窗口中输入命令 display/set/colors/background ，在颜色输入提示后输入 ”white”

• 继续输入命令 display/set/colors/foreground ，在颜色输入提示后输入 ”black”

• 回到上图的图形选项对话框中，点击 Apply 按钮

此时图形背景变为白色。

Step 19 ：查看速度分布

查看计算域内速度分布。

• 选择模型树节点 Graphics ，鼠标双击右侧面板中列表项 Contours ，弹出云图设置对话框

• 激活选项 Filled

• 选择 Contours of 下为 Velocity… 及 Velocity Magnitude

• 点击 Display 按钮

速度分布如图所示。

Step 20 ：压力分布查看

查看计算域内压力分布。在contours 对话框中选择 Contours of 下为 Pressure… 及 Static Pressure，点击 Display 按钮显示压力分布云图。

Step 21 ：查看底部面上压力分布

利用 XY Plot 输出底部边界上的压力分布。

• 双击模型树节点 Result | Plots | XY Plot，弹出设置对话框

• 设置 Plot Direction 为 X 方向

• 设置 Y Axis Functions 为 Pressure 及 Static Pressure

• 选择 Surface 列表框中列表项 bottom

• 点击 Curves… 按钮，设置Line Style中的 Pattern 为实线，设置 weight 为 2

• 设置 Marker Style Symbol 为空

• 点击 Apply 及 Close 按钮关闭对话框

点击Solution XY Plot对话框中的 Plot按钮显示图形。如图所示。

本案例完毕。

【有需要本文文件的可在赞赏任意金币后留言。包括ICEM CFD的工程文件和Fluent的cas与dat文件，案例中几何模型尺寸齐全，建议自己建模和划分网格】