刚接触到Fluent的同学们,应该会比较好奇,Fluent能够做些什么事情,和你的研究有没有关联,能不能达到你的目的?如果不弄明白这样一点,前期可能会做很多无用功。
Fluent是计算流体力学的软件,是一个工具。这样一个工具发展至今,可以用来模拟的绝不只有流体力学。下面我们依次来说明。
首先是流动,Fluent提供了非常丰富的流动模型,不仅可以模拟层流,同样还可以模拟湍流,其中湍流提供了很多的模拟,比如著名的k-ε模型、Spalart-Allmaras 模型、k-ω模型、雷诺应力模型(RSM)、大涡模拟模型(LES)等。模型的选择和工况有关,当模型选择不合适的时候,计算结果可能不那么精确。
其次是传热,Fluent模拟传热时,只需要将能量方程选项打开,就能够模拟热传导的热对流了。但是如果想要模拟热辐射,则需要单独打开辐射换热模型。辐射换热也分了很多种类,在此不细说了。总是涉及到换热和流动的,Fluent基本都能够模拟。同时Fluent还专门提供了换热器模型,当你需要对换热器进行模拟时,可以打开这个模型
Fluent还可以模拟多相流,Fluent提供了比较多的多相流模型,比如VOF模型(适用于分层流、自由面流动、晃动、大气泡流动、喷射衰竭表面张力预测等等)、混合模型(适用于气泡流、粒子负载流、沉降及旋风分离器)、欧拉多相流是比较复杂的流动(适用于颗粒悬浮、流化床等)。
Fluent还提供了离散型模型,用于模拟颗粒的流动,主要有DPM模型(稀疏的颗粒流动)、DDPM模型(稠密的颗粒流动)、PBM模型(使用欧拉方法求解颗粒流动)
传质问题,Fluent可以使用不同的方法模拟蒸发、冷凝、凝固、融化,自带的求解器也能够解决这样的问题。
同时Fluent组分输运模型可以用来模拟化学反应,主要用于模拟燃烧过程
Fluent能够求解电势方程,模拟电镀、腐蚀、流体电池等问题,还可以模拟静电除尘问题。
Fluent还能够进行气动噪声模拟,主要方法有声比拟模型、CAA直接模拟、宽频噪声模型等
Fluent还可以通过动网格来模拟旋转机械,如齿轮旋转,扇叶旋转,阀门摆动、活塞运动等问题
实际上Fluent能够做的事情要比上面讲的多的多,Fluent提供了UDF(用户自定义函数)功能和UDS(用户自定义标量)功能,可以借助这些功能,直接求解偏微分方程。