【Fluent】快速入门经验分享
【Fluent】快速入门经验分享
目录
一、前言
二、学习资料
几何模型构建
网格划分
求解设置
后处理
三、案例学习
论文总结与复现
四、直接开始
一、前言
本文分享在Fluent学习中的一些心得体会，总结成一篇快速入门的方法论。
Fluent作为一款CFD求解工具，广泛运用于许多领域之中。在sciencedirect上搜索关键词CFD，能够发现其应用多种多样，能源、化工、材料、环境等一系列学科领域。足以说明CFD作为解析问题的主要工具应用之广泛。
大多数工科生接触CFD的契机往往是项目需要、课题需要，需要结合学科内容使用CFD工具进行具体分析研究。
作为计算工具的CFD需要为项目服务，你需要明确目标，在开始学习CFD之前需要好好考虑一些问题
- 是否需要使用CFD，使用其他工具如COMSOL能否更好解决问题
- 关注的结果是什么（温度、压力、湍流还是组分等等）
- 是瞬态还是稳态过程
- 需要用到哪些模型（传热、湍流、多相流）
二、学习资料
在明确目标之后，就可以开始Fluent的学习与使用了。
显然的，求解一个问题需要以下步骤：
以下分模块的对每个步骤推荐一些我学习时用过的资料与心得感悟，这个阶段主要是快速熟悉工作流程，为后续打好基础。
几何模型构建
几何软件种类非常多，既有功能强大的三维CAD软件CATIA、Solidworks、CAD等，也有专业的CFD前处理器ICEM-CFD以及Fluent自带的SCDM。
大多数工科生应该多多少少接触一些CAD工具，如果你有之前就用的非常顺手的比如SW之类的，可以继续使用。虽然兼容性上没有那么完美，但能省去非常多的学习成本。
如果之前没有相关软件的经验，SCDM和ICEM是比较推荐的选择
- SCDM：Fluent主推的几何建模工具，小巧便捷。建模完可以直接在Fluent Meshing工作流中进行快速网格划分，堪称一条龙服务。
- ICEM：集合了几何与网格功能，功能强大。
当然上述工具都能够解决问题，根据实际情况选择即可。
网格划分
网格划分主要推荐ICEM和Fluent Meshing
ICEM具有丰富的网格模型，几何、网格的诊断与修复技术。能够支持网格编辑与自动网格光顺技术等等；缺点在于网格划分效率较低，学习成本较大
Fluent Meshing内嵌在Fluent之中，作为官方主推的网格划分工具，功能完善、效率极高。还有简化的Fluent Meshing 工作流可以指导网格划分。
根据需要使用即可，我使用的是SCDM配Fluent Meshing，能够高效率解决大部分简单的几何模型。
在学习网格划分时主要参考资料如下：
Fluent User's Guide中的Meshing
FluentMeshing 网格划分流程
求解设置
完成上述两步后就是求解了，各种设置非常复杂，推荐先进行系统性的学习一些基础。
推荐参考资料如下：
ANSYS Fluent教程|流体仿真基础入门105讲
非常系统、详细的介绍讲解了各种求解设置与操作。
后处理
Fluent求解器中自带了简单的后处理功能，常用的后处理软件CFD-POST和Tecplot。事实上，后处理主要根据需求来，学习阶段不用关注太多。等到开始自己的项目，想法就会一个接一个冒出来。
一般来说，用好以下三个软件，能够解决大多数问题了。
三、案例学习
在对Fluent有一个基本的了解后，就可以开始案例学习了。
网络上的教程常常会推荐一些模型，让你跟着练习，这其实是一种熟悉工作流程的过程。这些教程往往也附带了模型文件，只需要跟着视频设置。
这存在一些问题，大部分案例可能和你的课题关联度不大，参考价值比较低。这些案例中，找几个和你研究方向接近的看一下熟悉操作即可，不需要花费太多时间。
论文总结与复现
这个阶段的案例学习我更推荐的方式是论文复现与总结：
首先根据你的研究方向，在知网或者web of science上检索你感兴趣的内容
尽量选择质量比较高的文献
一般文献中都会介绍边界条件、求解设置、模型选择等等，多找一些文献。总结他们选择的模型，边界条件、验证方法、结果处理等等。如果模型简单，可以尝试自己按照文中的条件尝试复现；如果非常复杂，进行的总结也能够让你对总体方向有完整的想法。
如果英文文献中的模型复杂度过高，复现和求解成本很大；
可以找一下学位论文进行参考，一般都会非常详细。
四、直接开始
在完成了上述的工作之后，基本上对整个技术路线能够有一个清晰的认知，对Fluent操作也基本了解。
那么可以开始你的项目了，万事开头难。虽然你会发现后面更难，但问题都是在动态中得到解决的。中间往往会有许多问题，也有的通过检索很难获得答案。在遇到具体的问题时，推荐查询Fluent User's Guide和Fluent Theory Guide ，从原理和设置都弄明白。