Fluent使用经验记录
基于Fluent全攻略基础教程
成功模拟的几点建议
1、Check和Scale网格，网格斜度Skewness < 0.98才能求解；
2、能量亚松弛因子范围选在0.95-1，耦合传热问题时，高导热系数下，较小的亚松弛因子会阻碍收敛；
3、对于三角形和四面体网格，采用Node-Based平均梯度，比默认的Cell-Based平均梯度结果更为精确；
4、残差至少下降3个量级，对于pressure-based求解器能量方程残差要达到10-6，物态方程达到10-5；
5、收敛的解不一定是正确的解，需要用高阶格式求解；
6、网格不相关处理，采用Adatption；
基本概念
N-S方程：由Navier和Stokes 通过在Euler’s Equation 上加入粘性项得到的粘性不可压流体动量方程，对于可压流体还需能量方程和状态方程。
N-S方程简化：N-S > RANS > 边界层方程> 无粘非线性方程【如高Re，粘性比重下降，转变为Euler’s Equation，势能方程，跨音小扰动方程】> 无粘线性方程【如Laplace方程】。
数值求解本质：将控制方程线性化并用离散方法和格式变为代数方程，用线性方程迭代求解。
何时使用湍流模型：流动为湍流时，Re>2320认为是湍流，因为实际中初始流场常为湍流，而湍流下临界Re=2320。问题：网格smooth/swap操作和含义？如果不加湍流模型那么求解可以进行吗，求解的是什么方程？
Hydraulic Diameter：水力直径(Hydraulic diameter)是，非圆形截面管道等效成圆形截面管道的一个几何尺寸，用于计算雷诺数，判断管道内流体是层流还是湍流状态。
Turbulence Intensity：湍流强度，湍流脉动速度与平均速度之比。湍流强度可以用I=0.16Re^(-1/8)来近似计算，如何推导的？
Turbulence Kinetic Energy：湍流动能，湍流速度脉动方差与质量乘积的1/2。强度参数则不计算质量，为脉动方差的1/2，单位m2/s2，由湍流强度可以近似算出湍动能u’=Average (u) * Intensity，TKE=u’^2/2。
Initialize：理论上初始化可以给定任意值，如果选择Compute From某个边界，则可以给定边界相同的值，在加一个扰动。
Net Mass Flow：质量流净通量应该小于0.1%。
结果处理
Define>Custom Field Function Calculator自定义函数来Plot和Contour显示。
Contour Of Adaptation：最近显示过的一个变量的梯度值。
基本策略
用低阶格式和粗网格先算出一个流场，再用适应技术和高阶格式计算精确流场；
有些问题中流场和温度场可以分开求解，提升效率：问题是何时可以分开？
用定常方法先算出定常流场，在进行非定常计算，加速收敛。
网格策略
当网格与流动吻合时候数值耗散最小。
网格斜度Skewness：单元与等边同类单元形状偏差，倾斜厉害的网格在Gradient大的区域可能会破坏解的稳定性导致发散。
Interface：Fluent可以处理正则【节点对应】或非正则【节点不对应】的Interface。但是一个面只能与另外一个面非正则匹配，如果需要同多个面匹配，就需要把面分割成多个面，如箱子一个面上接两个管子出现两个非正则交界面，就需要将面分割成两部分。
Interface中可以设置周期性，具体含义为？
根据几何复杂度选择网格类型：各种网格类型的优势在哪里？
网格适应
注意事项：
1、并行计算中，网格适应后自动进行一次负载平衡，可以通过enable/disable-load-balance-after-adaption命令来控制；
2、网格适应是建立在一个基本准确的流场基础上的，也就是说，原始网格和求解进程已经能够反应流场的基本特性时，才可以适应，不然将会毁灭结果；
3、进行网格适应前保存Case&Data，另外，采用不同变量进行适应结果不同，可压流动采用压力梯度，不可压流动采用平均速度梯度就比反过来用效果好；为什么？
4、适应后要进行网格光顺和交换，因为网格可能过度倾斜，所以光顺，光顺后可能出现交叉网格，所以要交换；适应方法：
1、悬挂节点：缺省设置，使用所有网格，不能粗化；
2、正则方法：只适用三角形和四面体网格，2D或者3D轴对称可以粗化；
适应标记方法：
1、边界适应：Numbers of Cells表示从边界向内场适应的网格层数；
2、梯度适应：
方法Gradient变量一阶偏导【梯度】为标识，适用于强梯度场，如包含强冲击流动；
方法Curature变量二阶偏导【拉普拉斯算子】，适用于若梯度场，如流畅流场；
适应域选择方法：
Standard：实际梯度值；Scale：与平均值比例；Normalize：与最大值比例，后两个取值越小范围越大；
3、各向同性适应：ISO-Value Adaptation，该叫等值线适应吧？
4、区域适应：用坐标或者鼠标框选一个区域适应；
5、体积适应：控制最大体积和体积变化率的适应方法；
梯度适应例子：
Gradient Adaptation：梯度网格适应
Adapt > Gradient >
Compute：计算梯度值，Refine Threshold 适应调整阈值【优化该梯度以上，粗化该梯度一下的网格】
Mark：标记符合阈值的网格
Adapt：对选定网格进行适应优化
正负符号定义
Fluent中旋转从坐标轴正方向看过去顺时针为负，逆时针为正；
主菜单，控制功能
Journal为进程文件，Start Journal开始记录，可以读入进程文件减少重复操作；Transcript为记录文件，记录所进行的操作，方便差错，类似于日志文件；Profile为边界函数分布文件，相当于保存一个边界的参数值，供其他算例使用；
Auto save为运算中自动保存设置；
Boundary Mesh为用户对网格不满意时保存边界网格再倒入Tgrid软件生成立体网格；
Scheme为Scheme语言的源文件。
File>Interpolate为网格间差值，在几何条件确定后将一种网格计算得到数据差值到另外一种网格中计算，差值需要
保持前后使用模型计算量相同，如果有流体固体部分需要分开保存分开读取，差值后单元通量会出现不平衡，这是可以先降低亚松弛因子计算几步到基本平衡后再调回亚松弛因子；
命令操作
Fluent启动命令和无界面操作【Linux下】
进入Fluent mannual：
bash～>fluent -h
无界面运行：【执行无界面运行后一定要exit退出】
无界面操作与GUI对比
GUI-G-t15：3.29h/100步GUI-101-t23：
无界面操作命令：
bash～> fluent 3ddp -g -t22 -mpi=openmpi -cnf=hosts -i hl.jou > filename &
命令说明：
fluent 3ddp 指出fluent 3d 双精度；
-g 使用无图像界面运行；
-tn 指定n个核一起计算；
-mpi=
-cnf 指定host文件[计算配置文件]；
-i 读入编写好的journal文件；
hosts写法案例：【组内机子不用这项】
192.168.1.23 host1
192.168.1.24 host2
journal写法案例：
rc 1.cas读入case文件
rd 1.dat读入data文件
it 200迭代200步，定常计算
/parallel/timer/usage
/define/model/viscous/large-eddy-simulation换用大涡模拟yes确认非定常大涡模拟
/solve/set/time-step非定常时间步长
0.002时间步长为0.002秒
/solve/dual-time-iterate7
20总求解时间步为20步
100每步迭代100次
/parallel/timer/usage
成功的journal案例：
定常
/file/rc massin-222.2-pout-[-4.026]-steady.cas
/solve/in/in-flow【初始化】
/solve/iterate
30000【迭代次数】—自动进入迭代运算
非定常续算
/file/rc pin-120-pout-[-120-]-no-graphic-the-latest.cas
/file/rd pin-120-pout-[-120-]-no-graphic-the-latest.dat
/solve/dti
4000
10
/parallel/timer/usage
成功的命令：
fluent 3ddp -g -t16 –mpi=openmpi –ssh -nm -i jou. jou > out. out &
3ddp 三维双精度；-g 无图形界面运行；-t16 16处理器；-ssh 采用ssh通信；-nm 不显示网格-mpi=openmpi 并行库使用openmpi，适用于共享内存；-i jou. jou 输入Journal文件jou.jou；>out.out 输出文件到out.out；& 终止符号，运行后回到Terminal。
GUI的命令：
在> 下为根目录，回车显示文件，文件中为命令集：
输入文件夹名字或者名字简写（report简写r或re, rep等）进入文件夹：
输入q退出到上层目录：
执行命令可以用简写path-line-summary简写pls或者p-l-s等：
例如：设置自动保存时间部数（原来为50改为100）：
赋值和运算，使用语言为Scheme语言，类似FORTRAN，（括号内表示执行的运，define为赋值，+ a 2 3 4=a+2+3+4=10，- 1 (* a a)=1-a*2=0）：
可以用ls命令列出工作目录中的文件和目录，使用鼠标双击可以选中，如打开一个cas文件操作如图：
> rc + 鼠标选中要打开的cas文件，回车。
基本物理含义及其设置方法
General参数
Scale：网格尺寸和计算尺寸协调，可以定义各个轴向的放缩；
Check：先Scale，再生成网格交界面等中见面，再Check，Check作为对网格处理最后检验步骤，保证没错才可进行优化进而计算；
Pressure-Based：
Density-Based：
Pressure-Based：可选两种速度格式
Density-Based：可选绝对速度格式
Absolute：适合大面积流体低速流场，如大房间小风扇；
Relative：适合大面积流体高速流场，如大风扇小空间，风扇占满空间；
General>Display [Handbook 36.2.2]
Shrink Factor：查看网格时网格单元收缩因子，默认0时候无收缩，网格单元间距为0，最大时候网格单元收缩到一点；
Feature Angle：用Feature查看网格时候的网格精细程度，越大越精细；
其他小经验
Fluent中每次计算（Report等）都会缓存，下次计算是需要重新点compute不然是上一次的值;
赵超经验：马赫数大于0.3时候调用能量方程，能量方程用来修正解；
关于旋转方向服从右手定则，所谓的Mesh Motion实际就是物体的运动，物体从A运动到B，网格的变化方向就是Mesh Motion方向，与实际物体运动方向相同；
中途将非定常时间步长增加【适当调小了亚松弛因子】：截断误差增加，在华为算例中突然增加一个量级【下图第一个尖峰】，检测监测是否发散；【结果是截断误差几步内又归于稳定，稍大与原来误差】> 将亚松弛因子调回原来的值，【结果又出现一尖峰，另一算例中不出现】