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Fluent教程案例

汇报人：AA

2024-01-20

目录

Fluent软件简介

Fluent前处理

Fluent求解过程

Fluent后处理

Fluent在流体动力学中的应用案例

Fluent在多相流模拟中的应用案例

Fluent在传热与传质模拟中的应用案例

Fluent软件简介

诞生与发展

Fluent软件起源于1983年，由FluentInc.公司开发，专注于流体动力学（CFD）模拟。经过多次版本迭代，现已成为行业领先的CFD软件之一。

收购与整合

2006年，Fluent被ANSYS公司收购，成为ANSYS旗下重要的CFD分析工具。通过不断整合和优化，Fluent与ANSYS其他产品线形成了紧密的互补关系。

A

B

D

C

航空航天

用于飞机、火箭、导弹等飞行器的气动性能分析和优化设计。

汽车工程

在汽车设计过程中，Fluent可帮助分析车辆的气动性能、发动机冷却、燃油经济性等。

能源领域

应用于风力发电、水力发电、核能等领域，进行流体动力学模拟和性能优化。

化工与过程工业

用于管道流动、混合器设计、反应器优化等化工过程的模拟与分析。

Fluent具备先进的数值求解技术，能够高效、准确地模拟复杂的流体流动现象。

强大的求解器

提供了多种物理模型，如湍流模型、多相流模型、热传导模型等，可满足不同领域的需求。

丰富的物理模型

配备直观的前处理工具，方便用户建立几何模型和网格划分；同时提供强大的后处理功能，支持多种数据可视化方式。

易用的前后处理工具

Fluent支持与多种CAD和CAE软件的无缝集成，方便用户进行数据传输和协同工作。

良好的兼容性

Fluent前处理

入口边界条件

定义流体进入计算域的参数，如速度、温度、压力等。

出口边界条件

定义流体离开计算域的参数，通常设置为压力出口或自由出流。

壁面边界条件

定义固体壁面的参数，如温度、速度（无滑移）、热通量等。

1

2

3

定义流体的密度、粘度、热传导系数等物理属性。

流体属性

定义固体的密度、热传导系数、比热容等物理属性。

固体属性

对于涉及多相流的模拟，需要定义表面张力系数以及相关的模型和参数。

表面张力

Fluent求解过程

根据问题类型和计算资源，选择合适的求解器，如基于压力的求解器或基于密度的求解器。

选择求解器

设置求解参数

选择湍流模型

包括时间步长、迭代次数、收敛标准等。

根据流动特性选择合适的湍流模型，如k-ε模型、k-ω模型等。

03

02

01

迭代计算

01

启动求解器进行迭代计算，不断更新流场参数直至满足收敛标准。

收敛判断

02

通过监测残差、统计量等参数判断计算是否收敛。对于稳态问题，残差应逐渐降低并趋于稳定；对于瞬态问题，则需要观察统计量的时历曲线是否达到稳定状态。

结果输出

03

将计算结果以云图、矢量图、数据表等形式输出，以便后续分析和处理。

Fluent后处理

可以从后处理结果中提取特定位置或区域的物理量数据，进行定量分析。

数据提取

可以将不同工况或不同时间步的结果进行对比，分析流动的变化趋势。

数据对比

可以对流场中的物理量进行统计，如平均值、最大值、最小值等，以评估流动的整体性能。

数据统计

Fluent在流体动力学中的应用案例

03

管道流动优化

根据Fluent模拟结果，对管道结构、阀门布局等进行优化，提高管道输送效率。

01

管道内流场分析

利用Fluent模拟管道内流体流动，获取速度、压力等流场信息，为管道设计和优化提供依据。

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管道泄漏检测

通过Fluent模拟管道泄漏情况，分析泄漏对管道内流场的影响，为泄漏检测和定位提供技术支持。

利用Fluent对风机内部流场进行模拟，获取速度、压力等流场信息，为风机设计和优化提供依据。

风机内部流场模拟

通过Fluent模拟结果，评估风机的流量、压力、效率等性能指标，为风机选型和改进提供参考。

风机性能评估

利用Fluent进行风机噪声模拟，预测风机的噪声水平，为风机降噪设计提供指导。

风机噪声分析

船舶水动力性能分析

利用Fluent对船舶水动力性能进行模拟分析，包括阻力、推进力、操纵性等指标，为船舶设计和优化提供依据。

船舶耐波性研究

通过Fluent模拟船舶在波浪中的运动响应和载荷变化，评估船舶的耐波性能，为船舶结构设计和安全性分析提供参考。

船舶水动力噪声分析

利用Fluent进行船舶水动力噪声模拟，预测船舶的辐射噪声水平，为船舶降噪设计提供指导。

Fluent在多相流模拟中的应用案例

通过Fluent模拟气泡在液体中的上升运动，可以研究气泡形状、速度、路径等参数的变化规律，为工业过程中的气液混合、分离等提供理论指导。

气泡上升运动模拟

利用Fluent的界面追踪技术，可以模拟气液两相流动中相界面的变化，研究界面波动、破裂、聚并等现象，为界面传质、传热等