发布时间 : 星期一 文章流热仿真课后作业更新完毕开始阅读0447ffa327d3240c8447effd
2、常用的网格类型有哪些？各有什么优缺点？各在什么场合下使用？
答：（1）网格类型有结构网格和非结构网格。（2）结构网格的网格中带节点，排列有序，邻点的关系明确，对于复杂的几何区域结构网格是分块构造的；非结构网格的网格中节点的位置无法用一个固定的法则予以有序地命名，网格的生成过程比较复杂，但却有着极好的适应性，尤其对于具有复杂边界条件的流场计算问题特别有效。非结构网格一般通过专门的程序或软件来生成。
3、常用的二维及三维单元有哪些？与网各类型的对应关系是什么？各处的特点是什么？
答：在结构网格中，常用的2D网格单元是四边形单元，3D网格单元是六面体单元。在非结构网格中，常用的2D网格单元还有三角形单元，3D网格单元还有四面体单元和五面体单元。
4、为何在划分网格后，还要指定边界类型和区域类型？常用的边界类型和区域类型有哪些？各用在什么条件下？
答：（1）因为CFD求解器定义了多种不同的边界，如壁面边界、进口边界、对称边界等，因此在GAMBIT中需要先指定所使用的求解器名称，然后指定网格模型中各边界的类型，如果模型中包含有多个区域，如同时有流体区域和固体区域，或者是动静联合计算中两个流体区域的运动不同，那么必须指定区域的类型和边界，将各区域区分开来。
（2）①每一种求解器都提供了多种类型的边界，如FLUENT中提供了WALL（壁面）、OUTLET(出口)、SYSMETRY（对称面）等10多种边界，一般情况下各边界的类型需要逐个指定，只有当多条边界的类型和边界值完全相同时才可以一起指定，否则在FLUENT中没法区分。②许多CFD求解器提供了Fluid（流体）和Solid（固体）两种区域类型。若网格模型中包含有多个区域时，需要分别为每个区域指定
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类型，如果模型中只有一个面或者一个体，可以不指定区域。 5、三维问题与二维问题的网格划分有哪些地方是不一样的？
答：（1）二维问题对应的是面网格，网格划分需要指定的是面，而三维问题对应的是体网格，网格划分时需要指定的是体。（2）两者的网格单元和网格类型不尽相同，在三维问题中常用的网格单元包括Hex（六面体）、Hex/wedge(网格主要由六面体组成，个别位置允许有楔形体)、Tex/Hybrid（网格主要由四面体组成，个别位置可以有六面体、锥形体或楔形体）；常用的网格类型：Map（规则）、Submap（块）、cooper（非结构）、T-Grid(混合)等。二维网格单元由三种：Quad（只包括四边形）、Tri（三角形）、Quad/Tri（主区域）；二维的网格类型有：Map、Submap、Puve、Tri-Primitive、wedge、Primitive共5种。 6、如何评价网格模型的质量？
答：EquiSize Skew（尺寸扭曲率）和EquiAngle Skew（角度扭曲率）是评判网格质量最主要标准，其值越小，网格质量越高。一般来说，Fluent要求扭曲率3D小于0.85，2D小于0.75。
第七章
1、FLUENT的主要功能包括哪些？
答：主要功能包括：导入网格模型、提供计算的物理模型、施加边界条件和材料特性、求解和后处理。
2、FLUENT提供了哪些主要计算模型？各用在什么场合下？
答：（1）多相流模型：①VOF模型：流体喷射、流体中大泡运动、流体大坝坝口流动、气液截面及稳定和瞬态处理等；②Mixture模型：模拟各相有不同速读的多相流；③Eolerian模型：模拟多相分流及相互作用的相。
（2）黏性模型：①Inviscid模型：进行无黏计算；②Laminar模型：用层流
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的模型进行流动模拟；③Spalart-Allmaras(1 eqn)模型：用于求解动力涡黏输运方程的相对简单的一种；④K-epsilon(2 eqn)模型：用K-ε双方程模型进行湍流计算；⑤K-omege(2 eqn)模型：用K-ω双方程模型进行湍流计算；⑥Reynolds Stress模型：使用Reynolds应力模型（RSM）进行湍流计算；⑦Large Eddy Simulation模型：三维问题，大涡模拟（LES）进行湍流计算。
（3）辐射模型：火焰辐射传热、表面辐射换热、导热、对流与辐射的耦合问题，采暖、通风、空调中通过窗口的辐射换热及汽车车厢的传热分析、玻璃加工及玻璃纤维拉拔和陶器的加工等。
（4）组分模型：用于对化学组分的输运和燃烧等化学反应进行模拟。 （5）离散相模型：用Lagrangian公式计算离散相的运动轨迹，预测连续相中由于湍流涡旋作用而对颗粒造成的影响，离散相加热或冷却、液滴蒸发与沸腾、液体迸裂与合并、模拟煤粉燃烧以及连续相与离散相相同的耦合等。
（6）污染物模型：用以模拟NOX及烟灰形成过程。 3、何时需要使用能量方程？
答：对研究的流动问题考虑热交换、黏性生热时需要使用能量方程。
4、何为流体区域和固体区域？为何要使用区域的概念？FLUENT怎样使用区域？ 答：（1）①流体区域时一个单元组，即一个区域，在设置流体区域时，允许设置热、质量、动量、湍动能、组分以及其他标量型变量的源项，有关数据通过Fluid对话框输入；②固体区域也是一个单元组，用来进行传热求解计算，不进行任何流动计算。固体区域仅需要输入Solid类型的材料名称，允许设定热的体积源项或指定温度为定值，同时还可指定区域的运动方式。（2）Fluent中使用区域的概念，主要是为了区分分块网格生成，边界条件的定义等等；
5、在FLUENT中，材料包含哪些属性？用在何处？如何使用FLUENT数据库中已定
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义好的材料？
答：（1）在FLUENT中常用的材料包括Fluid(流体)和Solid(固体)两种。Fluid材料包含的属性有：密度或分子量、粘度、比热容、热传导系数、质量扩散系数、标准状态焓、分子运动论参数。（2）Solid材料只有密度、比热容和热传导系数属性。（3）使用材料面板修改材料属性，①在材料类型下拉菜单中选择材料类型；②在流体、固体或其它材料下拉菜单中选择你所需要修改属性的材料；③修改相关属性；④点击改变/创建按钮将所选择的材料属性改变为新的属性。 6、常用的边界条件包含哪些？周期性边界条件和对称性边界条件如何使用？ 答：（1）常用的边界条件包括：①进口边界、出口边界：速度进口、压力进口、质量进口、出流、压力出口、压力远场、进风口、排风口、进气扇、排气扇。②壁面、重复、轴类边界：壁面、对称、周期、轴。③内部单元区域：流体、固体。④内部表面边界：风扇、散热器、多孔介质阶跃、内部界面。
（2）①周期性边界条件用于所计算的物理几何模型和所期待的流动的解具有周期性重复的情况，通过Periodic对话框设置周期性边界条件；②对称边界条件用于物理外形及所期望的流动的解具有镜像对称特征的情况，也可用来描述黏性流动中的零滑移壁面。
7、分析各种空间离散格式对解的影响及其适用性
答：扩散方程的扩散项一般采用中心差分格式离散，对流项可采用多种不同的格式进行离散。黏性项总是自动地使用二阶精度的离散格式。默认情况下，当使用分离式求解器时，所有方程中对流项均用一阶迎风格式离散；当用耦合式求解器时，流动方程使用二阶精度格式，其他方程使用一阶精度格式进行离散。 8、如果监视FLUENT的计算结果？如果判断计算是否发散？
答：（1）可以采用残差控制面板来显示；或者采用通过某面的流量控制；如监控
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出口上流量的变化；采用某点或者面上受力的监视；涡街中计算达到收敛时，绕流体的面上受的升力为周期交变，而阻力为平缓的直线。（2）观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化；各个参数的残差随计算步数的增加而降低，最后趋于平缓；要满足质量守恒（计算中不牵涉到能量）或者是质量与能量守恒（计算中牵涉到能量）。
9、在计算完成后，如何显示某一断面上的温度值？如何得到速度矢量图？如何得到流线？
答：（1）将Fluent计算的date和case文件导入到tecplot中，断面做切片图显示（2）选择Display/Velocity Vectors命令，弹出Vectors对话框，用户通过Surfaces列表指定要显示哪个表面的速度矢量，通过Vectors Of决定显示哪种速度（绝对速度或相对速度）及根据什么变量（温度值、湍动能等）的值来决定颜色，通过Options设置类似Contours对话框中的选项。（3）通过Displays/Path Lines命令，弹出Path Lines对话框，用户可指定粒子从哪个表面上释放出来，然后说明相关选项，如Step Size和Steps，便可显示流线。
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