FLUENT中文全教程(下) .pdf
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1、第三章 读写文件 在使用 FLUENT 时你需要输入和输出几种类型的文件,其中读入的文件包括 grid, case, data, profile, Scheme,以及 journal 文件, 还有包括包含 case, data, profile, journal,以及 transcript 的文件。 FLUENT 也可以保存面板的布局以及图形窗口的硬拷贝。使用各种可视化以及后 处理工具可以输出数据。下面详细介绍一下上述内容。 FLUENT 读写的文件 表一列出了 FLUENT 所能读写的文件。关于各种文件的使用,哪一代码写哪一类型的 文件,每一类型的文件的更多信息都可以参阅这个表。(注意:下表
2、中的一些文件格式并不 是 FLUENT 的格式,但是当它们被读入的时候格式会被自动转换) 表一:FLUENT 读写的文件 文件类型 创建文件的程序 使用该文件的程序 Grid GAMBIT, TGrid GeoMesh, preBFC FLUENT Third-Party Grid ANSYS, PATRAN, I-DEAS, NASTRAN, etc. FLUENT Case FLUENT FLUENT Data FLUENT FLUENT FLUENT/UNS Case FLUENT/UNS 3 or 4 FLUENT FLUENT/UNS Data FLUENT/UNS 4 FLUENT
3、 RAMPANT Case RAMPANT 2, 3, or 4 FLUENT RAMPANT Data RAMPANT 4 FLUENT FLUENT 4 Case FLUENT 4 FLUENT FIDAP 7 Neutral FIDAP 7 FLUENT Ray FLUENT FLUENT PDF prePDF FLUENT Journal FLUENT FLUENT Transcript FLUENT user Hardcopy FLUENT assorted Plot FLUENT FLUENT Profile user, FLUENT FLUENT Data Export FLUE
4、NT Other codes Scheme user FLUENT 读写文件的捷径 FLUENT 有几个功能使得读写文件很方便,它们分别为:自动添加和检测文件的后缀; 二进制文件的读写; 文件格式的自动检测 (文本文件和二进制文件) ; 压缩文件的读写; Tilde expansion;文件自动编号;使文件覆盖确认的提示失效;默认文件后缀;二进制文件;检 测文件格式 FLUENT 读写的各种类型文件都有默认的后缀(见表一中的 FLUENT 读写的文件)。对 于某些常用文件,解算器会自动添加或者检测适当的后缀,比如写一个 case 文件只需要写 出文件名 myfile 之后,FLUENT 会自动
5、添加文件名为 myfile.cas,对于 PDF 文件和 ray 文件 也一样。 二进制文件 对于 case, data, 或者 ray 文件,FLUENT 会默认存为二进制文件。二进制文件比文本文 件占有更少的空间,而且读写更快。但是需要注意的是,你无法阅读和编辑二进制文件,但 可以阅读和编辑文本文件。 如果你要保存文本文件, 你只需要在写文件的时候在文件选择对 话框中关掉二进制文件选项。 FLUENT 可以读入不同平台下的二进制文件, 但是其它软件如 TGrid 不能。 如果你需要 在不同平台上将一个 case 文件读入 TGrid,你应该在 FLUENT 中保存为文本文件 检测文件格式
6、读入 case, data, grid, PDF, 或者 ray 文件, 解算器会自动检测它是二进制文件还是文本文 件 读写压缩文件 读压缩文件 在选择文件对话框中可以读入压缩文件。如果压缩文件扩展名是.Z,FLUENT 会自动激 活 zcat 来读入文件数据,如果文件扩展名是.gz 解算器会自动激活 gunzip 来读入文件数据。 比如: 文件名为 flow.msh.gz, 解算器会自动报告如下消息: Reading “| gunzip -c flow.msh.gz“. 这表明读入的文件经过了一个操作系统的通道。 你也可以只键入文件名而不加任何后缀(比如:你不能确定文件是否为压缩文件) 。首
7、 先,解算器尝试以所输入的名字打开文件,如果找不到那个名字的文件,它将尝试缺省的后 缀和扩展名来搜索文件。比如:你键入了 file-name 为文件名,解算器将进行如下步骤直到 找到一个文件: ? Name ? name.gz ? name.Z ? name.suffix ? name.suffix.gz ? name.suffix.Z 其中 suffix 是一个文件的常用扩展名,比如.cas 或者 msh,如果还是找不到文件,解算 器将会返回一个错误报告。对于 Windows NT 系统,只有 gzip 压缩的文件可以读入(也就是 文件的扩展名为.gz)。由 compress 压缩的文件在
8、Windows NT 系统是无法读入到 FLUENT 中的。注意:不要读压缩 ray 文件,FLUENT 无法正确读入。 写压缩文件 在选择文件对话框,可以通过加入扩展名 Z 或者 gz 写压缩文件。例如:你输入 flow.gz 作为 case 文件名,解算器会报告如下信息:Writing “| gzip -cfv flow.cas.gz“.。状态信息表 明 case 文件信息被 gzip 压缩,在这个特例中,cas 扩展名是自动加上的。Windows NT 系统 的 FLUENT 文件只能被 gzip 压缩,如果是加.Z 扩展名就不会有文件的压缩了。不要写 ray 文件的压缩,FLUENT
9、将无法正确进入 Tilde Expansion (只用于 UNIX 系统) 在 UNIX 系统中,如果你指定“/”作为文件名的头两个字符串, “”会展开作为你的 父目录。相似地,你也可以使用文件名username/,username 将会展开到“username“的父目 录。如果你指定/file 作为所要写入的 case 文件,FLUENT 会将文件 file.cas 保存在你的父 目录中。你也可以指定一个父目录的分目录,如果你输入/cases/file.cas,FLUENT 会在分 目录中保存文件 file.cas。 文件的自动编号 在文件名中你可以包括几个特殊的字符串, 这样你就可以在各种
10、参数的基础上为文件快 捷的计数。 (这些参数包括:迭代步,时间步,或者迄今为止所保存文件的总数。 )这样你就 不必每次输入一个文件名了。 ? 对于非定常流,你可以用反映时间步的名字来保存文件,相应的字符串为“%t” 。例如: 文件名 contours-%t.ps 会告诉解算器在适当的时刻保存文件, 比如 contours-0001.ps 表示 第一步保存的文件。 ? 反映迭代步的符号为“%i” ,例如:文件名 contours-%i.ps 表示在适当的迭代步中保存 文件,contours-0010.ps 表示第十次迭代是保存的文件 ? 要保存硬拷贝文件来反映硬拷贝文件在当前进程中迄今为止所保存
11、的总数, 使用的字符 串为“%” 。 下面的选项只用于硬拷贝文件 注意:使用上述方法保存文件时,FLUENT 系统不会提示你是否覆盖已经存在的同名 文件。比方说,你重复使用文件名 myfile-%t.ps 来保存反映当前时间步的硬拷贝文件,如果 你在第一个时间步中已经保存了文件 myfile-0001.ps,然后你又重新启动了计算并在第一个 时间步中保存了另一个硬拷贝文件,解算器就会不检查先前的文件 myfile-0001.ps 而直接将 它覆盖掉。 取消覆盖证实提示 作为默认设置,如果你要 FLUENT 写的文件名与原来已有的文件名相同,它会提示你 是否覆盖原文件,如果你不想要解算器在覆盖文
12、件时出现这个提示信息你可以选择 file/confirm-overwrite/text 命令,并回答 no。 网格文件的读入 网格文件是由 GAMBIT, TGrid, GeoMesh,和 preBFC 或者第三方 CAD 软件包生成的。 从 Fluent 的角度来看, 网格文件只是 case 文件的子集。 网格文件包含所有节点的坐标系以及节 点之间的连通性信息, 连通性信息告诉我们节点如何与其它的面或单元连接和面的区域类型 和数量(比如 wall-1, pressure-inlet-5, symmetry-2)。网格文件不包括任何边界条件,流动参数 或者解的参数。关于网格的详细信息请参阅网格
13、操作一章 内部网格文件(文件已经保存为 FLUENT 格式)使用 File/Read/Case.菜单。GAMBIT, TGrid, GeoMesh,和preBFC能够写内部网格文件。 读入这些文件的更多信息请参阅: GAMBIT 网格文件,GeoMesh 网格文件,TGrid 网格文件以及 preBFC 网格文件。 下面分别介绍: 读入 TGrid 网格文件 读入 GAMBIT 和 GeoMesh 网格文件 读入 preBFC 非结构网格文件 读入 preBFC 结构网格文件 读入 ANSYS 文件 读入 I-DEAS Universal 文件 读入 NASTRAN 文件 读入 PATRAN
14、Neutral 文件 读入 an Unpartitioned Grid File Through the Partition Filter 读入新的网格文件 读入 TGrid 网格文件 TGrid 与 FLUENT 有相同的文件格式,所以可在 FLUENT 的 File/Read/Case.菜单中读 入它的文件,TGrid 文件的详细信息请参阅 TGrid 网格文件一节。 读入 GAMBIT and GeoMesh Mesh 文件 如果你用GAMBIT或者GeoMesh创建FLUENT 5, FLUENT/UNS,或者RAMPANT网格, 你可以用 FLUENT 中的 File/Read/Ca
15、se.菜单读入,点击 File/Read/Case.,选择 Case.菜单 就激活了选择文件对话框,在对话框中指定要读入的文件名。 读入 preBFC 非结构网格 因为 preBFC 的非结构网格和 FLUENT 格式一样,读入菜单 File/Read/Case.。注意: 必须使用 MESH-RAMPANT/TGRI 命令保存文件 读入 preBFC 结构网格,菜单:File/Import/preBFC Structured Mesh.。点击弹出选择文件对话 框,选择文件之后便可以读入网格信息和区域类型 读入 ANSYS 文件,菜单 File/Import/ANSYS.,点击进入,方法同上。
16、读入 I-DEAS Universal 文件,菜单 File/Import/IDEAS Universal.点击进入,方法同上 读入 NASTRAN 文件,菜单 File/Import/NASTRAN.点击进入,方法同上 读入 PATRAN Neutral 文件,菜单 File/Import/PATRAN.点击进入,方法同上 通过划分转换器度入未划分的网格文件 要用 METIS 划分器来划分网格,然后将网格读入到 Fluent,请使用菜单: File/Import/Partition/Metis.。注意:这个菜单只能在并行 FLUENT 中使用。 读入新的网格文件 用特定网格设定完 case
17、文件之后,你可以将新网格与已知边界条件,材料属性,解参 数等结合。 这一功能一般用于产生比正在使用更好的网格, 此时你不用重新输入所有的边界 条件,材料属性和参数。只要新网格和原来的网格有相同的区域结构即可 新旧网格应该具有同一区域,并具有相同的顺序,否则会有警告出现,因为相容性可能会造 成边界条件的问题。在文本界面使用 file/reread-grid 命令读入新网格 Case 和 Data 文件的读写 FLUENT 仿真的新信息保存在两个文件中:case 文件和 data 文件,下面将会介绍文件 读写的命令以及设定时间间隔自动存储文件。 FLUENT 既可以读入文本文件也可以读入二进制文件
18、,二进制文件的读写速度和存储 速度要快一些。 在选择文件对话框中点击写二进制文件按钮可以选择写二进制文件还是文本 文件。除此之外你还可以用压缩格式读写文本文件和二进制文件。读文件的时候 FLUENT 会自动检测文件类型。 在进行网格适应的时候必须保存新的 case 文件和 data 文件,否则新的 data 据文件将和 case 文件不符。如果你不保存一个更新的 case 或 data 文件,FLUENT 会给出警告。 读写 Case 文件 Case 包括网格,边界条件,解的参数,用户界面和图形环境。有关 Case 文件的格式请 参阅相关内容。读入 case 文件的命令也可用于读入内部格式的网
19、格文件,因为网格信息是 case 信息的子集。也可以用菜单 File/Read/Case.读写 case 文件。 默认后缀 为了方便 case 文件名后缀为.cas。读写文件时 FLUENT 会自动加上相应后缀。 读写 data 文件 Data 文件包含每个网格单元的流动值以及收敛的历史纪录(残数值) 。具体格式参阅相 关内容。菜单 File/Read/Data读入网格文件,菜单 File/Write/Data写入网格文件 默认后缀 为了方便 data 默认后缀为.dat。在读写文件是 FLUENT 会自动添加后缀 Case 和 Data 文件一起读写 Case 文件和 data 文件包含了重
20、新启动解的所有信息,Case 文件包含了网格、边界条件 以及解的参数,Data 文件包含了流场的数值以及收敛的历史(残数值) 。 点击菜单 File/Read/Case type C to interrupt. Connected region count = 4 要获取更多的划分信息,你可以画出网格划分的等值线,如对分方法 5 的 Figures 1 所 示。在等值线面板的下拉菜单的 Cell Info.中关闭节点值的显示,选择单元划分。(关于等值 线的显示请参阅画等值线与轮廓一节。) 使用划分转换器 运行并行 FLUENT 时,你可以通过划分转换器直接读入未划分的网格。菜单为: File/
21、Import/Partition/Metis.。FLUENT 会使用过滤器划分网格,然后将划分后的网格读入到 解算器中, 划分的数量等于处理器的数量。 然后你就可以处理模型定义和解法的定义。 注意: 这种直接读入的方法要求主机有足够的内存来运行特定网格的转换器。如果没有足够的内 存, 你需要在有足够内存的机器上运行划分网格转换器。 当然也可以在具有足够内存的机器 上用转换器划分网格然后,然后将网格读入到主机中。在转换器中,手动划分网格请输入如 下命令:tfilter partition input-filename partition-count output-filename。其中,part
22、ition-count 为所需划分的数量。然后将划分后的网格读入到解算器中进行模型的定义和解法的设置。 METIS 为默认的划分器,它会产生高质量的划分网格。METIS 是由 Minnesota 大学和 Army HPC 研究中心的 Karypis 与 Kumar 开发的划分不规则图形的软件包。 它使用多级方法, 该方法将高质量图形的顶点和边缘接合形成粗糙图形, 然后将粗糙图形划分, 再然后去粗糙 化为精细图形。在粗糙化和去粗糙化过程中,算法允许产生高质量的划分。有关 METIS 的 详细信息可以参阅相关手册79。 边界条件 定义边界条件概述 边界条件包括流动变量和热变量在边界处的值。 它是
23、FLUENT 分析得很关键的一部分, 设定边界条件必须小心谨慎。 边界条件的分类:进出口边界条件:压力、速度、质量进口、进风口、进气扇、压力出 口、压力远场边界条件、质量出口、通风口、排气扇;壁面、repeating, and pole boundaries: 壁面,对称,周期,轴;内部单元区域:流体、固体(多孔是一种流动区域类型) ;内部表 面边界:风扇、散热器、多孔跳跃、壁面、内部。(内部表面边界条件定义在单元表面,这 意味着它们没有有限厚度, 并提供了流场性质的每一步的变化。 这些边界条件用来补充描述 排气扇、细孔薄膜以及散热器的物理模型。内部表面区域的内部类型不需要你输入任何东 西。)
24、 下面一节将详细介绍上面所叙述边界条件, 并详细介绍了它们的设定方法以及设定的具 体合适条件。 周期性边界条件在本章中介绍, 模拟完全发展的周期性流动将在周期性流动和 热传导一章中介绍。 使用边界条件面板 边界条件(Figure 1)对于特定边界允许你改变边界条件区域类型, 并且打开其他的面板以 设定每一区域的边界条件参数 菜单:Define/Boundary Conditions. Figure 1: 边界条件面板 改变边界区域类型 设定任何边界条件之前, 必须检查所有边界区域的区域类型, 如有必要就作适当的修改。 比方说:如果你的网格是压力入口,但是你想要使用速度入口,你就要把压力入口改为
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