1.4 FLUENT分析流程

使用FLUENT解决某一问题时，首先要考虑如何根据目标需要选择相应的物理模型，其次明确所要模拟的物理系统的计算区域及边界条件，以及确定是二维问题还是三维问题。在确定所解决问题的特征之后，FLUENT 14的分析过程基本包括如下步骤。

（1）创建几何结构的模型及生成网格。

可以使用Gambit、ICEM CFD或者一个分离的CAD系统产生几何结构模型及网格。

（2）运行合适的解算器。

FLUENT包含两类解算器，分别包括2D、3D、2DDP、3DDP。FLUENT 2D运行二维单精度版本；相应的FLUENT 3D、FLUENT 2DDP、FLUENT 3DDP分别运行三维单精度、二维双精度、三维双精度。大多数情况下，单精度解算器高效准确，但是对于某些问题如几何图形长度尺度相差太多的模型，使用双精度解算器更合适。

（3）读入网格。

执行菜单栏File→Read→Case&Data命令读入case和data文件（默认读入可识别的FLUENT网格格式），扩展名分别为.cas和.dat。一般来说，一个case文件包括网格、边界条件和解的控制参数。

如果网格文件是其他格式，相应的选择菜单为File→Import。另外，值得提一下几种主要的文件形式。

● jou文件：日志文档，可以编辑运行。

● dbs文件：Gambit工作文件。

● msh文件：从Gambit输出的网格文件。

● cas文件：经FLUENT定义后的文件。

● dat文件：经FLUENT计算的数据结果文件。

（4）检查网格。

读入网格之后要检查网格，相应的选择菜单Mesh→Check。在检查过程中，读者可以在控制台窗口中看到区域范围、体积统计及连通性信息。网格检查最容易出现的问题是网格体积为负数。如果最小体积是负数，就需要修复网格以减少解域的非物理离散。

（5）选择解的格式。

根据问题的特征来选择解算器的具体格式，后面章节会针对不同的物理模型具体展开说明求解的具体格式。分离解算器是FLUENT默认的解算器。

（6）选择需要解的基本模型方程。

例如，层流、湍流（无黏）、化学组分、化学反应、热传导模型等。

（7）确定所需要的附加模型。

例如，风扇、热交换、多孔介质等。

（8）指定材料物理性质。

可以在材料数据库中选择气体属性，或者创建自己的材料数据。

（9）指定边界条件。

相应的选择菜单Define→Boundary Conditions，以设定边界条件的数值与类型。（10）调节解的控制参数。

相应的选择菜单Solve→Controls，在打开的面板里可以改变压松弛因子、多网格参数及其他流动参数的默认值。在后面章节中将详细介绍相关参数具体含义，一般来说这些参数不需要修改。

补充：一般计算过程需要监控计算收敛及精度的变化情况，例如，需要激活残差图（Re sidual Plotting）：相应的选择菜单Solve→Monitors→Residual，在选项中，打开Plot选项激活残差图形，然后单击OK按钮，就可以在计算过程中查看残差，残差变化曲线由上向下逐渐减少的趋势表明计算有收敛的可能，结果可能比较理想。

（11）初始化流场。

迭代之前一般需要初始化流场，即提供一个初始解。用户可以从一个或多个边界条件算出初始解，也可以根据需要设置流场的数值，相应地选择菜单Solve→Initialize→Initialize。

（12）计算解。

迭代计算时，需要设置迭代步数，相应的选择菜单Solve→Iterate。

（13）检查结果。

通过图形窗口中的残差图查看收敛过程，通过残差图可以了解迭代解是否已经收敛到允许的误差范围了，以及观察流场分布图，相应的选择菜单Display→Velocity Vectors。

（14）保存结果。

问题的定义和FLUENT计算结果分别保存在case文件和data文件中。必须保存这两个文件以便以后重新启动分析。保存case文件和data文件相应的选择菜单为File→Write→Case&Data。