課程簡(jiǎn)介：

FLUENT通用流體仿真培訓(xùn)課程目標(biāo)：

Fluent軟件培訓(xùn)課程大綱

一、數(shù)值模擬能解決的問(wèn)題、發(fā)展方向和一些展望

（1）數(shù)值模擬的基礎(chǔ)和發(fā)展?fàn)顟B(tài)、工程應(yīng)用案例展示
（2）數(shù)值模擬的現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用情況
（3）數(shù)值模擬的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
（4）數(shù)值模擬的難題和展望
（5）數(shù)值模擬的現(xiàn)象以及相關(guān)概念
（6）數(shù)值模擬的分析方法
（7）數(shù)值模擬的一些樣例, 技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景和能力范圍
1計(jì)算流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)
2流體與流動(dòng)的基本性質(zhì)
3掌握流體動(dòng)力學(xué)控制方程
4對(duì)控制方程進(jìn)一步的討論
5相似原理與量綱分析
6理想不可壓縮流體的定常流動(dòng)
二、ANSYS Meshing及
FLUENT Meshing網(wǎng)格生成技術(shù)
多物理場(chǎng)網(wǎng)格劃分工具ANSYS Meshing

（1）ANSYS Mesh網(wǎng)格劃分
（2） ANSYS Mesh模塊簡(jiǎn)介及界面組成
（3） ANSYS Mesh網(wǎng)格劃分流程
（4） 全局網(wǎng)格控制選項(xiàng)
（5） 全局網(wǎng)格劃分實(shí)例
（6） 局部網(wǎng)格控制選項(xiàng)
（7）局部網(wǎng)格劃分實(shí)例
（8） 網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
（9）綜合實(shí)例

專(zhuān)業(yè)流體網(wǎng)格劃分工具Fluent Meshing
（1）Fluent Meshing網(wǎng)格劃分
2） Fluent Mesh模塊簡(jiǎn)介
3） Fluent Mesh界面組成
4） Fluent Mesh網(wǎng)格劃分流程及實(shí)例演示
5） Fluent Mesh面網(wǎng)格劃分選項(xiàng)
6） Fluent Mesh體網(wǎng)格劃分選項(xiàng)
7） Fluent Mesh修復(fù)工具
8） Fluent Mesh網(wǎng)格劃分綜合實(shí)例
9） Fluent Mesh網(wǎng)格導(dǎo)出
三、FLUENT求解流程、模型理解、模擬方法）
1）CFD基礎(chǔ)，數(shù)值模擬原理
2）計(jì)算域選擇，網(wǎng)格生成，計(jì)算域檢查，比例關(guān)系
3）設(shè)置湍流模型，湍流模型的原理、分類(lèi)和特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，設(shè)置方法
4）設(shè)置其他高級(jí)子模型
5）設(shè)置邊界條件
6）設(shè)置求解參數(shù)，常用求解器設(shè)置，松弛因子，監(jiān)視求解過(guò)程
7）迭代求解，常用的收斂判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
8）結(jié)果后處理及報(bào)告生成，顯示等值線圖，云圖，速度矢量圖，跡線圖，XY數(shù)據(jù)點(diǎn)圖，模擬結(jié)果動(dòng)畫(huà)視頻制作，模擬結(jié)果報(bào)告等。
◇介紹Fluent的主要模塊、工作流場(chǎng)
◇介紹邊界條件的類(lèi)型及設(shè)置方法
◇湍流模型選取原則
◇流體物性的正確設(shè)置
◇判定計(jì)算收斂的標(biāo)準(zhǔn)，及注意事項(xiàng)
四、FLUENT湍流模擬
（1） RANS類(lèi)模型，如k-ε、k-ω、雷諾應(yīng)力模型等講解
2） LES類(lèi)模型及分離渦DES模型講解
3） 湍流模擬近壁區(qū)的處理方式，如壁面函數(shù)等對(duì)圓柱繞流進(jìn)行模擬，得到流場(chǎng)分布。
◇快速掌握幾何模型→網(wǎng)格→Fluent求解的工作流程
◇Fluent中湍流模塊參數(shù)設(shè)定
◇通過(guò)CFD技術(shù)，預(yù)測(cè)流動(dòng)效果，得到非穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果
五、FLUENT共軛傳熱模擬
1）傳熱基本方程
2）材料熱參數(shù)
3）流體傳熱與固體傳熱計(jì)算的區(qū)別
4）熱邊界條件設(shè)置
5）自然對(duì)流步驟及實(shí)例講解
6）強(qiáng)制對(duì)流散熱計(jì)算步驟及實(shí)例講解
7）流體換熱介質(zhì)散熱計(jì)算步驟及實(shí)例講解
六、FLUENT多相流模擬
1）多相流流體力學(xué)簡(jiǎn)介
2）拉格朗日框架粒子運(yùn)動(dòng)模型DPM描述
3）VOF模型及應(yīng)用
4）歐拉框架粒子場(chǎng)描述
5）歐拉與混合多相流模型（包含空化模擬）
6）多相流模型算例，包含氣液、氣固、液固等多相流問(wèn)題
7）凝固及融化仿真參數(shù)設(shè)置、相關(guān)案例講解
七、顆粒DPM離散相模擬
1）DPM模型簡(jiǎn)介
2）粒子特征
3）粒子軌跡計(jì)算方法
4）DPM邊界條件
5）DPM模擬及與流體耦合
6）霧化、液滴及射流的運(yùn)動(dòng)過(guò)程模擬
八、動(dòng)網(wǎng)格及旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格應(yīng)用
1）動(dòng)網(wǎng)格理論基礎(chǔ)
2）FLUENT動(dòng)態(tài)網(wǎng)格模型算法
3）鋪層
4）彈性光順
5）局部重構(gòu)法
6）旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格模擬及應(yīng)用實(shí)例
九、FLUENT綜合應(yīng)用
專(zhuān)題1：如何改善計(jì)算過(guò)程中的收斂性
專(zhuān)題2：技巧：如何減少網(wǎng)格數(shù)量/如何提高網(wǎng)格質(zhì)量
專(zhuān)題3：后處理技巧：如何將計(jì)算結(jié)果漂亮地展示出來(lái)，
動(dòng)畫(huà)制作及空間渲染
專(zhuān)題4 :Fluent中常見(jiàn)錯(cuò)誤及處理方法
十、FLUENT各領(lǐng)域?qū)嵗僮髦v解
1）FLUENT流固耦合模擬算例
2）電機(jī)自然對(duì)流、強(qiáng)制風(fēng)冷及水冷散熱仿真算例
3）動(dòng)網(wǎng)格及旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格模型算例
4）UDF算例
5）離散相、顆粒運(yùn)動(dòng)DPM模擬算例
6）多相流各類(lèi)模型算例
7）旋轉(zhuǎn)攪拌器多相流模擬算例
8）大壩泄洪過(guò)程水波模擬算例
9）FLUENT在流體機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用：泵與風(fēng)機(jī)模擬
10）換熱及制冷領(lǐng)域模擬：換熱器分析、氣流組織模擬
11）空化問(wèn)題模擬
12）齒輪箱潤(rùn)滑系統(tǒng)算例
13）Fluent氣動(dòng)噪聲仿真算例

十一、 FLUENT 二次開(kāi)發(fā)UDF、界面開(kāi)發(fā)及自動(dòng)化腳本編寫(xiě)技術(shù)
1）FLUENT用戶自定義函數(shù)UDF介紹
2）數(shù)據(jù)定義和表達(dá)式應(yīng)用
3）UDF程序編輯，包括例子
4）UDF的宏及其使用
5）FLUENT界面定制開(kāi)發(fā)語(yǔ)言
6）第三方插件的加載及使用
7）超算及大型計(jì)算集群中FLUENT自動(dòng)化腳本編寫(xiě)技術(shù)

十二、FLUENT流固耦合
1）流體及固體計(jì)算域
2）多計(jì)算域網(wǎng)格生成
3）流固耦合計(jì)算域數(shù)據(jù)交換
4）流固耦合模擬求解
5）結(jié)果后處理
6）FLUENT流固耦合模擬最新功能介紹

十三、CFD-POST后處理與數(shù)據(jù)輸入分析

1）網(wǎng)格自適應(yīng)、patch、Journal文件等技巧應(yīng)用相關(guān)
2）計(jì)算中動(dòng)畫(huà)檢測(cè)設(shè)置及生成
3）專(zhuān)業(yè)后處理CFD-POST與動(dòng)畫(huà)生成（云圖、流線圖、矢量圖、立體云圖、等值面、曲線圖、自定義變量、多CAS比較等）

十四、輔助課程支持
1）疑難解答
2）分組討論
3）關(guān)鍵問(wèn)題解析
4）學(xué)后交流、微信群建立等
5）學(xué)員可填寫(xiě)自己想學(xué)習(xí)的內(nèi)容，安排答疑講解
6）配備電子講義和模型，可拷貝案例資料等

十五、多相流-凝固融化
1.網(wǎng)格劃分實(shí)例：oil-motor（ANSYS mesh）
（1）抽取內(nèi)流道
（2）壓縮僅獲得流體
（3）針對(duì)流體部分劃分網(wǎng)格（楔形位置對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的影響）
（4）使用默認(rèn)網(wǎng)格劃分，開(kāi)啟曲率、鄰近選項(xiàng)
（5）設(shè)置入口、出口及內(nèi)孔轉(zhuǎn)子面邊界條件，方便后續(xù)為該面設(shè)置轉(zhuǎn)速。

2. ANSYS mesh周期網(wǎng)格劃分。在Designmodel利用bool生成1/10模型，生成多體零件。設(shè)置圓柱坐標(biāo)系，生成低面和高面。演示局部尺寸設(shè)置。演示外部流體與內(nèi)部固體交界處的膨脹層網(wǎng)格。

3.噴管：對(duì)于2D模型，后續(xù)在Fluent中設(shè)置旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，需在X軸上方，在DM屬性上設(shè)置為2D。整體尺寸180mm，設(shè)置映射面1，所有小面，將species end設(shè)置為14個(gè)底部點(diǎn)。設(shè)置映射面2，大正方型面。最后設(shè)置左側(cè)直管上下邊網(wǎng)格，尺寸80mm.附加練習(xí)：大方型左右邊設(shè)置偏移邊線。

4.1/10模型（1）先修改label。（2）檢查質(zhì)量和模型問(wèn)題（3）生成volume region（4）分割面，創(chuàng)建邊界條件。為周期性設(shè)置名稱(chēng)，選擇一側(cè)面，設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，recovery即可。

5.oil-motor（Fluent Meshing）（1）先修改label。（2）檢查質(zhì)量和模型問(wèn)題（3）生成volume region（4）分割面，創(chuàng)建入口和出口邊界條件。（5）生成體網(wǎng)格（6）導(dǎo)入Fluent中。

6.（1）使用紊流模型（2）轉(zhuǎn)速261rad/s（3）將wall設(shè)置為interior（4）壓力入口設(shè)置為200Pa，水力直徑0.05m，壓力出口設(shè)置同樣值，盡管不希望有回流（5）設(shè)置葉片為moving wall，相對(duì)速度為0，使用耦合算法。

7.（1）層流，油液粘度0.0063，密度800.（2）rotor邊界設(shè)置繞Z軸20000RPM.（2）入口出口速度均為0，在后處理Force中，利用moment計(jì)算粘滯扭矩。P=Tw計(jì)算粘滯生熱。

8.噴管：（1）進(jìn)入Fluent后首先設(shè)置軸對(duì)稱(chēng)邊界及軸對(duì)稱(chēng)求解器。（2）設(shè)置view顯示（3）開(kāi)啟能量方程、開(kāi)啟標(biāo)準(zhǔn)紊流及增強(qiáng)壁面（4）設(shè)置理想氣體材料（5）壓力設(shè)為7MPa，初始也是7Mpa（6）時(shí)間步長(zhǎng)，0.1ms，1000步。100inte/timestep。（6）設(shè)置速度云圖（7）設(shè)置動(dòng)畫(huà)20步記錄一次。

9.把氣動(dòng)噪聲和渦街脫離放在第二天或第三天

10.水冷電機(jī)設(shè)置，講解耦合壁面及傳熱路徑，強(qiáng)制水冷

11.平面變壓器講解自然對(duì)流。（1）設(shè)置包圍，上方25mm，其余方向均為10mm（2）設(shè)置多體零件（3）設(shè)置1mm網(wǎng)格尺寸，設(shè)置曲率，鄰近2層，嘗試加膨脹層（3）命名選擇設(shè)置2個(gè)對(duì)稱(chēng)面+一個(gè)壓力出口。（4）設(shè)置重力，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)壁面紊流（5）材料為不可壓縮理想氣體。（6）fr4導(dǎo)入設(shè)為6.5,熱容為500，密度為1000（7）PC95導(dǎo)入設(shè)為5,熱容為500，密度為1000。（8）Fr4發(fā)熱2e7w/m^3（9）設(shè)置操作點(diǎn)密度和壓力。（10）迭代100次。

12.以平面變壓器設(shè)置強(qiáng)制風(fēng)冷，圓柱包圍參數(shù)均為2mm，計(jì)算域均為10mm,+Y方向?yàn)?0mm，（3）。全局單元尺寸1mm，設(shè)置曲率，鄰近2層，為風(fēng)扇設(shè)置邊界層。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速-3000rpm。
練習(xí)

答疑