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Fluent解不收敛解决办法
Fluent 解不收敛解决办法
1. 首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收
2.FLUENT 的收敛最基础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL 数，
3. 首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始
条件都有关系。
4. 边界条件 、网格质量
5. 有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，我曾经作过一个计算 反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型， 还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参
数。就收敛了
6.A. 检查是否哪里设定有误. 比方用mm 的unit 建构的mesh, 忘了scale... 比方给定的b.c. 不合里...
B. 从算至发散前几步, 看presure 分布, 看不出来的话, 再算几步, 看看问题大概出在那个区域, 连地方都知道的话, 应该不难想出问题所在.
C. 网格, 配合第二点作修正, 或是认命点, 就重建个更漂亮的, 或是更粗略的来除错...
D. 再找不出来的话, 我会换个solver...
7. 我解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。
8. 记得好像调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。
9. 网格有一定的影响，最主要的还是初始和边界条件
在FLUENT 的中文帮助里，对收敛有比较详细地描述，建议去看看。 收敛性可能会受到很多因素影响。大量的计算单元，过于保守的亚松驰因子和复杂的流动物理性质常常是主要的原因。有时候很难确定你是否得到了收敛
没有判断收敛性的普遍准则。残差定义对于一类问题是有用的，但是有时候对其它类型问题会造成误导。因此，最好的方法就是不仅用残差来判断收敛性而
且还要监视诸如阻力、热传导系数等相关的积分量。
在FLUENT 的帮助文件里给出了下面几种典型的情况。
1、如果你对流场的初始猜测很好，初始的连续性残差会很小从而导致连续性方程的标度残差很大。在这种情况下，检查未标度的残差并与适当的标度如入口的质量流速相比较是很有用的。什么是标度残差？就是选作用来标准化的残差值，一般是取第五步吧，所以，一开是残差就很小，那么，后面的残差和它一比，
值也很难收敛到很小数。
2、对于某些方程，如湍流量，较差的初始猜测可能会造成较高的标度因子。在这种情况下，标度的残差最开始会很小，随后会呈非线性增长，最后减小。因
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FLUENT不收敛的解决方法
利用FLUENT不收敛通常怎么解决？ 不收敛通常怎么解决？ 利用 不收敛通常怎么解决①、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。 一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。 FLUENT的收敛最基础的是网格的质量 计算的时候看怎样选择CFL 的收敛最基础的是网格的质量， CFL数 ②、FLUENT的收敛最基
础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL数，这个靠经验 首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、 ③、首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始条件都有 关系。 关系。 ④、有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改 有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复， 网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型， 网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型， 还有老师经常用的方法就是看看哪 个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。 个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了 ⑤、A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale；比方给定的 A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale； mm 建构的mesh scale 边界条件不合理。 从算至发散前几步， presure分布 看不出来的话，再算几步, 分布， 边界条件不合理。B从算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看 看问题大概出在那个区域。 网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的， 看问题大概出在那个区域。 C网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的，或是更粗略 的来处理。 再找不出来的话，换个solver。 的来处理。D再找不出来的话，换个solver。 solver 解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方， ⑥、解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数 变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。 变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。 ⑦、调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。 调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。亚松弛因子对收敛的影响以避免由于差值 所谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减， 谓亚松驰就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减， 过大而引起非线性迭代过程的发散。用通用变量来写出时，为松驰因子（ 过大而引起非线性迭代过程的发散。用通用变量来写出时，为松驰因子（Relaxation Factors）。《数值传热学-214》 Factors）。《数值传热学-214》 ）。《数值传热学 FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制变化。 FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制变化。一般用亚 中的亚松驰 FLUENT所解方程组的非线性 松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了变化量。亚松驰最简单的形式为： 松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了变化量。亚松驰最简单的形式为：单 元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变化的积： 元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变化的积： 分离解算器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。 这就意味着使用分离解算 分离解算器使用亚松驰来控制每一步迭代中的计算变量的更新。 器解的方程， 括耦合解算器所解的非耦合方程（湍流和其他标量） 器解的方程，包括耦合解算器所解的非耦合方程（湍流和其他标量）都会有一个相关的亚 松驰因子。 松驰因子。 在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很 FLUENT中 所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。多问题，但是对于一些特殊的非线性问题（ 多问题，但是对于一些特殊的非线性问题（如：某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问 某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问 Rayleigh 题），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。 ），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。 在计算开始时要慎重减小亚松驰因子使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如果经过4 使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如果经过4到5步的迭代残差仍然增长， 步的迭代残差仍然增长， 你就需要减小亚松驰因子。 你就需要减小亚松驰因子。 有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。 有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时 通常会出现这种情况。 最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文 通常会出现这种情况。 最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文 件，并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。最典型的情况是，亚松驰因子的增加会 并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。最典型的情况是， 使残差有少量的增加， 但是随着解的进行残差的增加又消失了。 如果残差变化有几个量级 使残差有少量的增加， 但是随着解的进行残差的增加又消失了。 你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。 你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。 注意：粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的。而且， 注意：粘性和密度的亚松驰是在每一次迭代之间的。而且，如果直接解焓方程而不是温度 方程（ 方程（即：对PDF计算），基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。要查看默认的亚松弛 PDF计算），基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。 计算），基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的 因子的值，你可以在解控制面板点击默认按钮。 因子的值，你可以在解控制面板点击默认按钮。对于大多数流动，不需要修改默认亚松弛因子。但是，如果出现不稳定或者发散你就需 对于大多数流动，不需要修改默认亚松弛因子。但是，如果出现不稳定或者发散你就需 要减小默认的亚松弛因子了， 其中压力、 动量、 和e的亚松弛因子默认值分别为0.2， ， k 要减小默认的亚松弛因子了， 其中压力、 动量、 的亚松弛因子默认值分别为0.2， 0.2 0.5， 0.5 0.5和0.5。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。 0.5和0.5。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合 SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子 的问题中，如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（ 的问题中，如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（所用 Rayleigh数的自然或混合对流流动 的亚松弛因子小于1.0）进行亚松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时， 的亚松弛因子小于1.0）进行亚松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时， 1.0 流动密度是常数，温度的亚松弛因子可以设为1.0。 流动密度是常数，温度的亚松弛因子可以设为1.0。 1.0 对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某些问题默认的亚更松弛可能过大， 对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某些问题默认的亚更松弛可能过大， 变量 尤其是对于初始计算 你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛容易。 尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛容易。 0.8以使得收敛容易 ⑧看了流量是否平衡 rate，把所有进出口都选上，compute一下 一下， 在report-&flux里面操作，mass flow rate，把所有进出口都选上，compute一下，看 report-&flux里面操作， 里面操作flux是什么水平 如果它的值小于总进口流量的1% 是什么水平， 1%， 看nut flux是什么水平，如果它的值小于总进口流量的1%，并且其他检测量在继续迭代 之后不会发生波动，也可以认为你的解是收敛的。 之后不会发生波动，也可以认为你的解是收敛的。造成连续方程高残差不收敛的原因主要有以下几 点：1.网格质量， 它们的尺寸之比最好控制在1.2 1.网格质量， 网格质量 主要可能是相邻单元的尺寸大小相差较大， 主要可能是相邻单元的尺寸大小相差较大， 它们的尺寸之比最好控制在1.2 以内，不能超过1.4. 以内，不能超过1.4. 2.离散格式及压力速度耦合方法，如果是结构网格， 议使用高阶格式， 2.离散格式及压力速度耦合方法，如果是结构网格，建议使用高阶格式，如2阶迎风格 离散格式及压力速度耦合方法 式等，如果是非结构网格， pressure保持standard格式不变外， 式等，如果是非结构网格，除pressure保持standard格式不变外，其他格式改用高阶格 保持standard格式不变外 solver对联系方 式；压力速度耦合关系，如果使用SIMPLE，SIMPLEC，PISO等segerated solver对联系方 压力速度耦合关系，如果使用SIMPLE，SIMPLEC，PISO等 SIMPLE 程收敛没有提高的话，可以尝试使用coupled solver。另外，对于梯度的计算，不论使 程收敛没有提高的话，可以尝试使用coupled solver。另外，对于梯度的计算， 用结构或非结构网格，都可以改用node-based来提高计算精度。 用结构或非结构网格，都可以改用node-based来提高计算精度。 node 来提高计算精度的中文帮助里， 在FLUENT的中文帮助里，对收敛有比较详细地描述， 的中文帮助里 对收敛有比较详细地描述， 建议去看看。收敛性可能会受到很多因素影响。大量的计算单元，过于保守的亚松驰因子和复杂的流 动物理性质常常是主要的原因。有时候很难确定你是否得到了收敛阶。 没有判断收敛性的普遍准则。残差定义对于一类问题是有用的，但是有时候对其它类型 问题会造成误导。 因此， 最好的方法就是不仅用残差来判断收敛性而且还要监视诸如阻力、 热传导系数等相关的积分量。 在FLUENT的帮助文件里给出了下面几种典型的情况。 1、如果你对流场的初始猜测很好，初始的连续性残差会很小从而导致连续性方程的标 度残差很大。在这种情况下，检查未标度的残差并与适当的标度如入口的质量流速相比较 是很有用的。 什么是标度残差？就是选作用来标准化的残差值， 一般是取第五步吧， 所以， 一开是残差就很小，那么，后面的残差和它一比，值也很难收敛到很小数。 2、对于某些方程，如湍流量，较差的初始猜测可能会造成较高的标度因子。在这种情 况下，标度的残差最开始会很小，随后会呈非线性增长，最后减小。因此，最好是从残差 变化的行为来判断收敛性而不仅仅是残差的本身值来判断收敛性。 你应该确认在几步迭代（比如说50步）之后残差继续减小或者仍然保持较低值，才能得出收敛的结论。 另一个判断收敛性的流行方法就是要求未标度的残差减小到三阶量级。 为了实现这一方 法，FLUENT提供了残差标准化，有关残差标准化的信息请参阅分离求解器残差定义和耦 合求解器残差定义两节。在这种方法中，要求标准化的未标度残差降到10^-3。但是这种 要求在很多情况下可能是不合适的。 1、如果你提供了较好的初始猜测，残差可能不会降到三阶量级。比方说，在等温流 动中，如果温度的初始猜测非常接近最终值，那么能量残差根本就不会降到三阶量级。 2、如果控制方程中包括的非线性源项在计算开始时是零，但是在计算过程中缓慢增 加，残差是不会降到三阶量级的。例如，在封闭区域内部的自然对流问题，由于初始的均 一温度猜测不会产生浮力，所以初始的动量残差可能非常接近零。在这种情况下，初始的 接近零的残差就不适合作为残差的较好的标度。 3、如果所感兴趣的变量在所有的地方都接近零，残差不会降到三阶量级。例如，在 完全发展的管流中，截面上的速度为零。如果这些速度初始化为零，那么初始的和最终的 残差都接近零，因此也就不能期待降三阶量级。 在这种情况下，最好监视诸如阻力、总热传导系数等积分量来判断解的收敛。检查非标 准化未标度的残差来确定这个残差和适当的标度相比是不是很小也是很有用的。 相反，如果初始猜测很差，初始的残差过大以至于残差下降三阶量级也不能保证收敛。 这种情况对于初始猜测很难的k和e方程尤其常见。 在这里，检查你所感兴趣的所有积分量 就很有用了。如果解是不收敛的，你可以减少收敛公差FLUENT运行过程中，出现残差曲线震荡原因？如何解决残差震荡 运行过程中，出现残差曲线震荡原因？ 运行过程中 的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？ 的问题？残差震荡对计算收敛性和计算结果有什么影响？ 一. 残差波动的主要原因：1、高精度格式； 2、网格太粗；3、网 格质量差；4、流场本身边界复杂，流动复杂；5、模型的不恰当使用。 二. 问：在进行稳态计算时候，开始残差线是一直下降的，可是到 后来各种残差线都显示为波形波动，是不是不收敛阿？ 答：有些复杂或流动环境恶劣情形下确实很难收敛。计算的精度（2 阶），网格太疏，网格质量太差，等都会使残差波动。经常遇到，一 开始下降，然后出现波动，可以降低松弛系数，我的问题就能收敛， 但如果网格质量不好，是很难的。通常，计算非结构网格，如果问题 比较复杂，会出现这种情况，建议作网格时多下些功夫。理论上说， 残差的震荡是数值迭代在计算域内传递遭遇障碍物反射 形成周期震荡导致的结果，与网格亚尺度雷诺数有关。例如，通常压力边界是主 要的反射源，换成OUTFLOW 边界会好些。这主要根据经验判断。所 以我说网格和边界条件是主要因素。 三. 1、网格问题：比如流场内部存在尖点等突变，导致网格在局部 质量存在问题，影响收敛。 2、可以调整一下courant number，courant number实际上是指时 间步长和空间步长的相对关系，系统自动减小courant数，这种情况一 般出现在存在尖锐外形的计算域，当局部的流速过大或者压差过大时 出错，把局部的网格加密再试一下。 在fluent中，用courant number来调节计算的稳定性与收敛性。一 般来说， 随着courant number的从小到大的变化， 收敛速度逐渐加快， 但是稳定性逐渐降低。所以具体的问题，在计算的过程中，最好是把 courant number从小开始设置，看看迭代残差的收敛情况，如果收敛 速度较慢而且比较稳定的话， 可以适当的增加courant number的大小， 根据自己具体的问题，找出一个比较合适的courant number，让收敛 速度能够足够的快，而且能够保持它的稳定性。您所在位置： &
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铝合金超声凝固溶池流场数值模拟及其试验的研究.pdf 75页
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中南大学硕士学位论文
在铝合金的铸造过程中施加超声外场技术是当前国际研究的热
点和未来铸造技术的一个新的发展方向，超声波在金属熔体中产生的 空化和声流效应可以明显改善成型铸锭的组织和性能，本文主要以铝 合金超声铸造为切入点，研究以下几方面内容：
1、通过测量超声工具杆端面在空气中的位移振幅，应用多介质 声波传输理论对工具杆在铝合金熔体中的声压分布进行计算，得到了 工具杆在铝合金熔体中产生的声压场分布。在对空化理论以及空化阈 值的影响因素进行分析后，结合熔体的声压场分布，得出在本试验条 件下超声设备在铝合金熔体中所产生的空化场约为工具杆端面下 30mm范围内。
2、通过对熔体中的Eckart声流现象进行理论分析，考虑流体方 程各参量的二阶项的基础上，经过分析和推导，得到了Eckart声流驱 动力的表达式。应用流体仿真软件Fluent对置于坩埚中的7050铝合 金熔体超声处理过程进行数值模拟，通过对熔体内的超声吸收系数进 行分析和计算后得到试验条件下的声流驱动力值，随后通过UDF函 数将其添加到Fluent的计算过程中进行模拟计算，模拟结果表明：在 输出功率为170W的超声波的作用下，在坩埚的可流动区域内，形成
了大规模的Eckart声流现象；高速并不是声流的特点；在液相区域内 位于工具杆对称轴线上的轴向速度幅值呈先增大后减小的趋势；仿真 得到的最大轴向速度幅值与Eckart声流轴向速度经典公式计算值在 一个数量级上，但在出现位置上与其有偏差；声流驱动力增大时，最 大轴向速度幅值并不随着线性增大，驱动力的增大影响了温度场和声 流范围；随着容器规模的增大，最大轴向速度幅值也随着迅速增大， 但随后增长幅值渐小。
3、根据仿真模拟条件，进行铝合金超声坩埚铸造试验，试验结 果发现了从工具杆端面至坩埚壁面的一条超声作用区域分界线，结合 空化场的分析和声流场的数值模拟结果，间接证明了超声声流对铸锭 细晶区域的贡献。铝合金的超声半连铸试验结果证明了超声波在半连 铸领域具有同样的细晶效果，对比浇铸口引起的外流场和超声流场， 可知声流现象在半连铸试验中对于细晶区域的贡献很小，可以忽略不 计。 关键词：Eckart声流，声压场分布，工具杆，空化范围，数值模拟
international
aluminummelt ultrasonic
casting research
themeltinduced
andacoustic
streaming technique．Caviation
mechanical
structureand
solidification ultrasound
aluminumultra
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12软件介绍
FLUENT软件几乎成为航空领域CFD分析的标准，特别是在ANSYS公司收购FLUENT以后针对航空领域做了大量高技术含量的开发工作，FLUENT内置六自由度刚体运动模块配合强大的动网格技术用于模拟飞行器外挂物分离、领先的转捩模型精确计算层流到湍流的转捩以及飞行器阻力精确模拟、非平衡壁面函数和增强型壁面函数+压力梯度修正大大提高边界层回流计算精度、多面体网格技术大大减小网格量并提高计算精度、密度基算法解决高超音速流动、高阶格式可以精确捕捉激波、噪声模块解决航空领域的气动噪声问题、非平衡火焰模型用于航空发动机燃烧模拟、旋转机械模型+虚拟叶片模型广泛用于螺旋桨旋翼CFD模拟、先进的多相流模型+动网格技术用于恶劣飞行条件下的结冰数值模拟、HPC大规模计算高效并行技术，这些都是航空领域CFD计算的关键技术。
1）网格自适应技术：FLUENT采用网格自适应技术，可根据计算中得到的流场结果反过来调整和优化网格，从而使得计算结果更加准确。这是目前在CFD技术中提高计算精度最重要的技术之一，尤其对于有波系干扰、分离等复杂物理现象的流动问题，采用自适应技术能够有效地捕捉到流场中的细微的物理现象，大大提高计算精度。FLUENT软件具有多种自适应选项，可以对物理量值、物理量的空间微分值（如压力梯度）、网格容积变化率、壁面y*/y+值等进行自适应。
（2）多重网格初始化（FMG）技术：较好的初始流场能够大大提高问题的收敛速度。FLUENT提供了自动在后台操作的FMG方法，在粗网格上先用一阶精度的无粘欧拉方程计算得到较好的初始化流场，然后一步步细化网格求解NS方程得到精确解。FMG方法对于包含较大压力、速度梯度的流动问题非常有用，在某些情况下收敛时间可缩短至原来的五分之一。
（3）多面体网格技术：FLUENT新版本增加了多面体网格功能，可以把四面体网格量减少约2/3，而且计算精度提高。多面体网格的最大的优点是它有很多邻居单元（通常为10），所以能更精确地计算控制体的梯度（采用线性分布和利用最近的邻居单元即可）。甚至在边部和角部，多面体网格通常也会有多个邻居单元，这样可以正常计算梯度和局部流动分布。当然邻居控制体越多，需要内存和每个网格上计算量越大，这些可在精度上得到补偿。
多面体网格尤其适用于处理回流问题。测试表明在顶盖驱动流要达到一定精度，需要的多面体网格数量甚至比六面体网格还少。这种现象可这样解释：对于六面体网格,它有三个流动方向可能导致最大的精度，而对于有12个面的多面体网格由于它有更多的邻居单元，存在6个最优的方向，这样可能采用更少的网格就能取得更高的精度。通过很多例子比较可知，采用多面体网格，相比于四面体网格，只需要1/4网格量，1/2的内存,1/10的计算时间就能得到相同的计算精度，此外收敛性能更好，而且通常不需要调整求解器的参数。
FLUENT软件基于有限体积法，提供了三种数值算法，包括基于压力的分离算法、基于密度的耦合显式算法、基于密度的耦合隐式算法，是商用软件中最多的。
（1）Pressure Based
Solver：该算法源于经典的SIMPLE算法，其适用范围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种算法不对Navier-Stokes方程联立求解，而是对动量方程进行压力修正，是一种很成熟的算法，在应用上经过了很广泛的验证。这种方法可以与燃烧、化学反应、辐射、多相流模型配合，解决流动传热问题。
（2）Density Based Explicit
这种算法由Fluent公司与NASA联合开发，主要用来求解可压缩流动（跨音速、超音速流动乃至高超音速）。该方法与SIMPLE算法不同，对整个Navier-Stokes方程组进行联立求解，空间离散采用通量差分分裂格式，包括ROE－FDS格式及目前最先进的算法之一AUSM格式，在间断分辨率、粘性分辩率及稳定性方面均有良好表现，时间离散采用多步Runge-Kutta格式，并采用了自动多重网格加速收敛技术（FMG）。
（3）Density Based Implicit
Solver：该算法对Navier-Stokes方程组进行联立求解，由于采用隐式格式，因而计算精度与收敛性要优于Density
Explicit方法，但却占用较多的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解全速度范围，即求解范围从低速流动到高超音速流动。
Fluent6.3版本以后在压力-速度耦合方法新增了耦合压力基算法，比压力基算法可以达到更好的收敛性，比密度基算法计算代价小。在方程离散格式新增了三阶精度的MUSCL格式，而且新增的密度基算法可以用于高马赫数流动计算中，可以实现隐式耦合计算（和ANSYS
CFX算法类似），在通量离散中ROE格式基础上新增AUSM三阶离散精度格式，可以更好地捕捉高马赫数下的激波。
&ANSYS Fluent12在算法的稳定性和精确性上也有明显改进，借鉴ANSYS
CFX算法，可以实现一阶到高阶的混合格式。而且在激波处理上也做了改进，用户可以选择不可压、亚音速、跨音速、超音速、高超音速四种不同的流动计算类型，Fluent求解器中可以自动选择不同的Courant
Number开始计算。这种处理方法可以大大提高激波计算的收敛性和稳定性。
&FLUENT软件包含了工程上常用的多种湍流模型，包括92年提出的一方程的S-A模型，双方程的模型、k-
模型，雷诺应力模型（RSM）和最新的大涡模拟（LES）、分离涡模拟（DES）等，而每一种模型又有若干子模型，以适应分析、转捩、旋流等不同具体工况。其中k-ε模型包括鲁棒性较好的Standard
k-ε模型，适用于一般情况下的流场模拟；RNG k-ε模型，适用于复杂剪切流动、边界层分离等复杂流动情况下模拟；Realizable
k-ε模型，适用于自由射流情况。这三种湍流模型又分别包括三种壁面函数：标准壁面函数（应用最广泛，鲁棒性最好），非平衡壁面函数（适用于分离流，逆压梯度），双层区域壁面函数（将层流底层同湍流区分别计算，要求Y＋=1）。对于强旋流存在情况，由于雷诺应力张量的各个分量呈明显的各向异性，因此需要采用雷诺应力湍流模型，例如旋转发动机、涡流阀发动机内流动。以上各种方法以湍流的统计结构为基础，对所有旋涡进行统计平均，求解雷诺平均N-S方程，反映的是湍流脉动的平均效应。大涡模拟(LES)采用直接求解大尺度湍流修正N-S方程的方法，能够详细求解流场的湍流脉动效应。对于高雷诺数壁面边界流动，LES方法在解近壁面区域时比较耗费时间，因此可以采用分离涡（DES）模拟，在近壁区域采用基于RANS的湍流模型，而在主流区采用LES模型，在保证一定精度条件下提高了计算效率。在高雷诺数外部流动方面，DES是LES的有效替代。
Fluent12版本借鉴了科学家Menter的最新研究成果，新增了三方程转捩k-kl-omega模型和四方程转捩SST模型。转捩模型和常规二方程全湍流模型相比，可以更准确地模拟层流到湍流的过渡流动，对于进气道内部的复杂流动具有更强的计算能力。
实际中的燃烧过程是湍流和化学反应相互作用的结果，化学反应速率具有强烈的非线性，通常包含了几十种组分和几百个基元反应，而且组分之间的反应时间尺度相差很大。FLUENT针对不同燃烧现象，采用了不同的化学动力学处理手段，建立了多种燃烧模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题。
（1）有限速率模型：这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理，反应率作为源项包含在组分输运方程中，通过阿累尼乌斯方程或涡耗散模型得到。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。在最新版本中，用户可以加入多达300种组分、1500个反应，大大加强了复杂化学反应的详细机理模拟。并且CHEMKIN格式的反应机理和热物理性质可以直接导入FLUENT中使用。
（2）非预混燃烧模型：该模型不求解单个组分输运方程，通过求解混合组分分布得到组分浓度分布。在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应，不需要用户显式地定义反应机理，而是通过火焰面方法（即混即燃模型）或化学平衡计算来处理。该模型可以应用于燃料与氧化剂分别进入燃烧室的非预混燃烧情况。
（3）预混燃烧模型：该模型专用于预混系统的燃烧反应。在此类问题中，充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开，通过求解反应过程变量来追踪火焰前沿轨迹（Zimont模型）。湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。
（4）PDF燃烧模型：该模型采用复合概率密度函数（PDF）输运方程模拟湍流火焰中的有限速率化学反应。由于PDF输运方程的维度非常高，而且不能用有限体积方法求解，因此在FLUENT中采用蒙特卡洛方法求解，为了提高计算效率采用了ISAT算法来加速反应表格的生成和数据查看。该模型可以用来模拟点火、熄火等瞬态条件下的详细化学反应。
（5）表面化学反应模型：在某些情况下会遇到固体表面化学反应的情况，例如液体氧化剂与固体燃料的表面反应。FLUENT表面反应模型可以用来分析气体和表面组分之间的化学反应及不同表面组分之间的化学反应，以确保表面沉积和烧蚀现象被准确预测。并且不同表面可以运用不同的表面反应机理，表面反应可以发生在壁面或者多孔介质上。
（6）分散相燃烧模型：除了可以模拟各种气相燃烧问题以外，FLUENT还提供了模拟分散相燃烧问题(液体燃料燃烧、喷射燃烧、固体颗粒燃烧等)的燃烧模型，在拉格朗日坐标下，模拟分散相（包括固体颗粒/油滴/气泡等）在瞬态和稳态下的运动轨迹。该模型可以用于计算液体喷雾燃烧或者固体粒子燃烧。
FLUENT提供了多种对流、热传导及辐射模型来模拟流动和传热现象，可以求解强制/自然/混合对流、固体/流体耦合热传导、以及多种情况下的热辐射。其中，热结构分析中通常会遇到的的流固耦合传热在FLUENT中处理非常简便，couple的方法使得用户不需要输入壁面对流换热系数、温度等参数就可以直接耦合求解得到流场、绝热层和壳体壁面的温度分布。FLUENT提供了6种辐射模型供用户在不同情况下使用，P1和Rossland模型适用于介质光学厚度较大、存在粒子的环境；基于角系数的Surface
Surface模型适用于介质不参与辐射的情况；DO和DTRM模型适用于包括玻璃的任何介质，但是计算量较大；太阳辐射模型只需用户提供当地时间、经纬度及天气情况，就可自动得到当地太阳辐射量，可以模拟受太阳辐射的影响情况。
多相流模型
多相流混合物广泛应用于工业中，FLUENT软件是在多相流建模方面的领导者，其丰富的模拟能力可以帮助工程师洞察设备内那些难以探测的现象，Eulerian多相流模型通过分别求解各相的流动方程的方法分析相互渗透的各种流体或各相流体，对于颗粒相流体采用特殊的物理模型进行模拟。很多情况下，占用资源较少的的混合模型也用来模拟颗粒相与非颗粒相的混合。FLUENT可用来模拟三相混合流（液、颗粒、气），如泥浆气泡柱和喷淋床的模拟。可以模拟相间传热和相间传质的流动，使得对均相及非均相的模拟成为可能。
&FLUENT标准模块中还包括许多其他的多相流模型，对于其他的一些多相流流动，如喷雾干燥器、煤粉高炉、液体燃料喷雾，可以使用离散相模型（DPM）。射入的粒子，泡沫及液滴与背景流之间进行发生热、质量及动量的交换。
VOF模型（Volume of
Fluid）可以用于对界面的预测比较感兴趣的自由表面流动，如海浪。汽蚀模型已被证实可以很好的应用到水翼艇、泵及燃料喷雾器的模拟。沸腾现象可以很容易地通过用户自定义函数实现。
FLUENT的动网格功能在商业CFD软件中是非常强大的，它提供了弹簧压缩法、动态铺层法、局部重构法三种网格重建方法，三种方法可以任意组合模拟流场的复杂运动。FLUENT还提供了三种专用的动网格模型：活塞运动、6DOF投放以及2.5D模型。
FLUENT具有丰富的物质材料库，包括常用的流体物质（例如液态水、蒸汽状态水、酒精、煤油、空气等）、固体物质（例如铝、铜、石墨等）以及混合物，各种物质的密度、比热、导热系数、粘性、汽化潜热等参数都可以直接从数据库中得到，并且这些物质属性可以为常数、可以为函数形式的变量、或者用UDF（用户自定义函数）设置成用户想要的形式。例如，传热计算中，比热容对系统的温度模拟结果影响非常大，采用输入变比热的形式可以提高计算精度。如果自带的材料库不能满足用户需求，那么FLUENT提供了方便的界面供用户输入自己所需要材料的物性，以便在计算中使用。
FLUENT软件不仅提供了以上各种丰富的物理模型及灵活的参数设置方式，并且为了满足用户的特殊需求还提供了二次开发接口（user
function，UDF）功能。UDF采用用户所熟悉的C/C++语言编写，然后动态加载到FLUENT环境中使用，可以使用户方便的在FLUENT中实现自己所需要的特定功能。
&Fluent12版本采用CFD-Post做通用后处理，CFD-Post具有强大的后处理功能，能够显示CFD计算所需要的参数，包括矢量图、等值线图、等值面图、流动轨迹图，可以清晰显示压强、Ma数、Re数、温度等参数；并具有积分功能，可以求得通过壁面的热流通量、辐射热流量、质量流率等；对于用户关心的参数和计算中的误差可以随时进行动态跟踪显示；对于多相流，还提供组分、蒸发率分布等参数。CFD-Post的后处理可以生成有实际意义的图片、动画、报告，这使得CFD的结果非常容易地被转换成工程师和其他人员可以理解的图形。
单CPU计算往往难于满足现代设计的要求，因而并行计算能力也是考核CFD软件的重要指标之一。涉及到点火初始流场压力的剧变、燃烧、火焰面的捕捉等一系列复杂的物理过程，而且几何非常复杂；燃烧和复杂化学反应等问题要计算多组分方程组，比单相流动的计算量要大得多；另外，整个计算要考虑动边界问题，这种非定常过程的计算量也相当巨大，传统单CPU的计算是难以承受的。FLUENT并行功能具有以下技术和特点：
（1）自动分区技术：FLUENT软件采用自动分区技术，自动保证各CPU的负载平衡，并且能够在计算中自动根据CPU负荷重新分配计算任务。
（2）并行效率：FLUENT软件的并行效率很高，加速比随CPU数目增加几乎为线性增长，因而大大缩短了计算时间。
（3）支持网络并行：除支持单机多CPU的并行计算外，FLUENT还支持网络分布式并行计算。FLUENT内置了MPI并行机制，大幅提高了网络分布式并行计算的并行效率。
Fluent12在计算速度上有明显提高，求解内核加速了10%-30%，而且在并行效率和数据传输速度上也大大提高。
作为通用的CFD软件，FLUENT可用于模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度；灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及丰富的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。其代表性客户包括美国宇航局（NASA）、国防部（DOD）、能源部（DOE）等政府部门以及BMW-RR、波音公司、福特公司、GE、三菱公司等企业。
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