ANSYS Fluent软件基础介绍：流体仿真入门

计算 流体力学 或计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD），是用电子计算机和离散化的数值方法对流体力学问题进行数值模拟和分析的一个分支。CFD是近代流体力学、数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘学科。

   CFD软件一般都能推出多种优化的物理模型，如定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动、传热、化学反应等。对每一种物理问题的流动特点，都有适合它的 数值解法 ，用户可选择显示或隐式差分格式，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。

   CFD软件之间可以方便地进行数值变换，并采用统一的前、后处理工具，这就省去了科研工作者在计算机方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力和智慧用于物理问题本身的探索上。

   较为著名的商业CFD软件，包括：Phoenics、CFX、STAR-CD和FLUENT

   目前使用最广泛的是ANSYS FLUENT

CFD求解力学问题过程

CFD软件的构成

CFD软件一般由前处理器、求解器、后处理器部分组成。这三大模块各有其独特的作用。

前处理器

主流前处理软件：Gambit、ANSYS ICEM CFD、TGrid、Gridpro和Gridgen。

   前处理器（Preprocessor）用于完成前处理工作。前处理环节是向CFD软件输入所求问题的相关数据，该过程一般是借助与求解器相对应的 对话框  等图形界面来完成的。流动问题的解是在单元内部的节点上定义的，解得精度由网格中单元的数量所决定。

求解器

求解器（Solver）的核心是数值求解算法。常用的数值解法有SIMPLE算法和基于SIMPLE算法的改进算法包括SIMPLEC、SIMPLER和PISO。

后处理器

对FLUENT结果文件进行后处理的途径：FLUENT内置后处理、Workbench CFD-Post通用后处理器及Tecplot后处理软件。

   后处理器的目的是有效地观察和分析流动计算结果。随着计算机图形处理功能的提高，目前的CFD软件均配备了后处理器（Postprocessor），它提供了较为完善的后处理功能，具体包括以下几方面。

   （1）计算域的几何模型及网格显示

   （2）矢量图（如速度矢量线）

   （3）等值线图

   （4）填充型的等值线图（云图）

   （5）XY散点图

   （6）粒子轨迹图

   （7） 图像处理  功能（平移、缩放、旋转等）

   借助后处理功能，可以动态模拟流动效果，直观地了解CFD的计算结果。

用数值方法模拟一个流场的过程（先后顺序）

1、网格划分

   2、选择计算方法

   3、选择物理模型

   4、设定边界条件

   5、设定材料属性

   6、对计算结果进行后处理

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