GAMBIT操作方法、Fluent操作方法.doc

附录1：GAMBIT建模操作方法图附1-1 文件操作窗体利用GAMBIT建立计算几何模型1. 启动GAMBIT：点击GAMBIT图标后出现图附1-1文件操作窗口，需要在Working Directory内填入文件夹地址，在Session ID内填入文件名，然后点击Run，进入GAMBIT的主控制窗体如图附1-2所示。比如，文件夹名称（需预先将名称设置好）为D:heatexampchant2-1，文件名称为examp1，点击Run按钮完成。出现GAMBIT主控制画面如图附1-2。（注意GAMBIT的文件操作中无法采用中文子目录）图附1-2 GAMBIT的主控制窗体主控制窗体有工作区、文件操作菜单区、操作命令图标区、全局控制区、命令反馈区和操作图标功能说明区等组成。工作区提供操作后的图象显示，有坐标指示。文件操作菜单提供文件的存取、打印、求解方法等功能。图附1-3 工具命令按钮下的子按钮图附1-4 坐标系按钮组操作命令图标区提供建模过程中的各种操作图标，共有4种主工具单选选择按钮，见图附1-2中右上方的Operation区域。2求解工具：如果是新项目，在文件菜单区点击Solver，确定求解工具为FLUENT5/6。3. 建模坐标系统：选择工具命令按钮（Tools Command Buttoen），确定所建模型的坐标系统，有5个可选项目，见图附1-3。其中第一个按钮为坐标系选择按钮，选取该钮后，出现图附1-4所示坐标系统按钮组，其默认按钮为第一个，在该按钮下出现图附1-5的坐标系创建窗户。在Type栏中有三种选择，分别是直角坐标、柱坐标和球坐标系统。对于创建二维直角坐标，直接点击按钮，图2-6 坐标系确定对话框图附1-5 坐标系创建窗户图附1-6 二维直角坐标创建窗户 其二维坐标创建窗户见图附1-6。在默认条件下可以逐步输入XY平面上几何坐标系统X和Y的最大值、最小值及相临两条网格线之间的间隔值，用Update钮确定。注意在Options栏目中的Snap选项取选中。为几何建模确定坐标位置的基准图。例：创建一个x方向为8，y方向为1的区域，其操作过程如下：在图附1-6中按顺序选定Visibility项（为红色），Plane项中XY单选按钮（为红色）。选Axis中X单选按钮（为红色）后，在Minimum、Maximum、Increment中分别输入0、8、1，点击Update钮确定；选Axis中YX单选按钮（为红色）后，在Minimum、Maximum、Increment中分别输入0、1、1，点击Update钮确定；将Options栏目中的Snap、Grid项选中（红色）；点击Apply按钮确定，在工作区内显示出图附1-7的结果。在此基础上用Ctrl+鼠标右键分别点击四角的4个点A、B、C和D，此时为方便起见，可以关闭Visibility项，关闭Display Grid对话框后的工作区图形见图附1-8。图附1-9 创建直线边界对话框图附1-8 几何区域定位点图附1-7 平面上的网格 ABDC 4. 创建物理问题的几何形状：点击Operation中按钮 ，选择Geometry中创建几何边界按钮 ，在Edge栏中用鼠标右键点按钮 ，选定按钮，打开创建直线边界（Create Straight Edge）的对话框见图附1-9。然后，用鼠标点击其中黄色区域后，在图附1-9中用Shift+鼠标左键依次点击A、B、C、D、A点，选择Apply按钮，工作区内的几何图形线变为黄色。关闭创建直线边界（Create Straight Edge）的对话框。图2-10 建立边界面对话框5. 创建物理问题的几何面：依次点击按钮和，打开Create Face from Wireframe对话框，见图附2-10，分别用Shift+鼠标左键点击4条线后点击Apply并关闭该对话框，工作区内的几何图形变成兰色，几何面建立完毕。图附1-11 Mesh Edge对话框图附1-12 Mesh Face对话框6. 在几何空间划分计算所需要的网格：依次点击按钮 打开Mesh Edge对话框见图附1-11，Shift+鼠标左键点击AB和DC两条直线后，在Spacing栏内对话框右边点击按钮，选择Interval Count，对话框内输入80，点击Apply；再用Shift+鼠标左键点击AD和BDC两条直线后，对话框内输入10，点击Apply。关闭Mesh Edge对话框。7. 生成计算域内的网格：依次点击按钮，打开对话框如图附2-12所示。用Shift+鼠标左键点击边界面，点击Apply，则区域内生成网格见图附2-13。图附1-15 输出框图附1-13 生成的网格图附1-14 边界名称和类型8设置边界名称和类型：先关闭网格显示，点击将Specify Display Attributes栏下Mesh项中的单选按钮设定为Off（变红色）点击Apply、Close。然后点击，其边界设置对话框见图附1-14，在输入框内输入名称为left，类型为选择WALL，鼠标点击Entity下黄色框后在图附1-13中点击左边的AD线，点击Apply确定；按照上述步骤确定上边界和右边界为Wall类型，下边界为SYMMETRY类型，关闭对话框。9保存数据：点选择菜单中的File，选Export，选Mesh，出现对话框图附1-15，选定Export2-D(X-Y) Mesh项，File Name框中填入文件名Fin后，点击Accept，点击Close保存网格文件。附2 FLUENT 操作方法 1启动FLUENT程序图附2-1 长度单位设置框2读入网格文件：FileReadCase，找到文件D:heatexampchapt2-1examp1.msh，读入。 3检查网格以确保网格质量 4确定几何区域的长度单位：Grid Scale，见图附2-1，在Grid Was Created In的下拉菜单中选择cm，点击Scale按钮，x的最大值为0.08m（80mm），y的最大值为0.01mm（10mm）。 5确定求解方程：对于导热问题，只有一个能量方程（导热微分方程）。DefineModelsEnergy，打开后见图附2-2，选取Energy Equation，点击OK。图附2-2 能量方程 6设置导热体的物性参数：DefineMaterias，见图附2-3。在材料项选择固体（Solid），从Fluent Database中点击Solid选steel，点击Coppy按钮，再点击Change/Create按钮。导热体为钢材，其导热系数为16.27W/(mK)。也可以在相应框内输入其它材料名称和数据。 7边界条件设置：DefineBoundary Conditions，图附2-3 物性设置出现边界条件设置对话框，图附2-4，点击Zone区域中的fluid，再点击Type区域中的solid后按Yes按钮、点击OK按钮，计算域为固体。接下来依次对bottem、left、right和top四个边界设定边界条件。步骤见下：图附2-4 边界条件上边界：点击topSet，在出现的对话框中点Thermal，在Thermal Condition中选Convection，分别填入数据对流换热系数162.7W/(m2K)，流体温度293K、Material Name项选steel后点击OK。下边界：点击bottemSet，这是热对称面，所以自动形成边界条件，无须具体设置。右边界：点击rightSet，在出现的对话框中点Thermal，在Thermal Condition中选Convection，分别填入数据对流换热系数162.7W/(m2K)，流体温度293K、Material Name项选steel后点击OK。左边界：点击rightSet，在出现的对话框中点Thermal，在Thermal Condition中选Temperature，填入壁面温度373K、Material Name项选steel后点击OK。关闭该对话框。 8解的设置：SolveControlSolution，在Equation框内选择Energy项后点击OK。图附2-5 误差图附2-6 温度分布显示设置 9初始化：SolveInitializeInitialize，无须设置点击Init。 10设置迭代计算前后两次的误差监视窗：SolveMonitorsResidential，在对话框中选Plot，点击OK。 11迭代计算：SolveIterate，在对话框中填入迭代次数，点击Iterate进行计算。观察误差监视窗内数据，经过6次迭代，两次计算间的差别小于3.7410-8。12计算结果分析：温度分布图的获取方法：在Display菜单中选择Contours项，打开窗口，如图附2-6所示，按图填入数据后按Compute和Display按钮。温度分布如图附2-7所示。它是一个二维温度分布。由图附2-7，右侧端面的温度基本一致，可以从Plot菜单中计算获得，操作方法如下：PlotXY Plot，在Solution XY Plot窗户中选定右侧边界，取Y栏为1（表示Y轴上标志温度），X栏取0（标志右侧高度坐标），在最右边的下拉菜单中选定温度。点击下面的Axes钮，在Axes-Solution XY Plot窗内点上X，数据格式选general，精度选3位，Option栏中将Mayor Rules选上，点Apply、Close。再点下面的Axes钮，在Axes-Solution XY Plot窗内点上Y，数据格式选general，精度选1位，Option栏中将Mayor Rules选上，点Apply、Close。点Solution XY Plot窗户中的Plot，点击Fluent1 Fluent Inc，右侧温度分布图见图附2-8 。图附2-7 温度分布显示图图附2-8 右侧温度分布图 可见，右侧端面上的温度差异最大约为0.6K。图附2-10上下面温度分布图图附2-9 线形确定窗肋片上下两表面温度分布绘制：PlotXY Plot，在Solution XY Plot窗户中选定右侧边界，取Y栏为0（表示Y轴上标志温度），X栏取1（标志肋片长度坐标），在最右边的下拉菜单中选定温度、选中bottem和top两个边界。点击下面的Axes钮，在Axes-Solution XY Plot窗内点上X，数据格式选general，精度选3位，Option栏中将Mayor Rules选上，点Apply、Close。再点下面的Axes钮，在Axes-Solution XY Plot窗内点上Y，数据格式选ge