Fluent有限元仿真分析软件中的各种初始化

 Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。

 深圳市有限元科技有限公司是Fluent软件的一级代理商，并代理国外其他多款cae软件，有限元科技是以工程仿真软件开发为核心，集cae咨询、cae培训、cae软件研发与销售为一体的高科技企业。公司秉承以最高质量的产品和最高质量的服务满足客户的各种需求的服务理念，致力于为客户提供一站式cae整体解决方案，目前已为全国超过500家企业提供cae分析服务。如需购买软件或咨询服务等请联系在线客服，QQ：2039363860/4006046636。

 初始条件指的是初始时刻计算域所处的状态。通常需要人为指定。对于稳态问题，初始条件不会影响最终结果，但是会影响到计算收敛过程。若设定的初始条件与真实状态有较大差异时，可能会造成计算不收敛。对于瞬态问题，初始条件会直接影响计算结果。

 在Fluent中进行求解计算之前，都需要对计算域进行初始化。今天，有限元科技小编就给大家分享Fluent的各种初始化方法：HybirdInitialization、StandardInitialization、FMGInitialization、Patch以及UDF宏。www.featech.com.cn初始化的目的是为区域或边界指定初始值。

 如图所示，点击模型树节点Initialization即可打开初始化面板。

 注意：根据所选的物理模型，需要设置的初始值项目不一样。

 1、StandardInitialization

 通过指定InitialValues列表中的各参数的值来实现整个计算域初始化。在进行参数设置过程中，可以通过Computefrom下方的下拉框辅助设置。

 注意：StarndardInitialization初始化是利用用户设置的参数值，至于是用computefrom下拉框中的哪一个辅助设置的，对于初始化是没有任何关系的。常用的computefrom选择为all-zones或www.featech.com.cn入口边界。

 2、HybridInitialization

 Hybrid初始化方法通过收集用户指定的边界信息，通过求解拉普拉斯方程求解得出计算域中压力场与速度场初始分布。对于其他的物理量（如温度、湍流、组分、体积分数等）则自动基于区域平均插值得到。

 Hybrid初始化不需要指定任何任何参数，软件通过读取用户设定的边界参数自动估算初始值，在使用过程中，只需要直接点击Initialize按钮即可。对于单相稳态问题，Fluent默认采用Hybrid初始化，而对于多相流或者瞬态问题，Fluent默认采用Standard初始化，但是也可以使用Hybrid初始化。

 当Hybrid初始化计算不收敛时，可以通过点击按钮MoreSettings…打开参数设置对话框，设置增大NumberofIterations参数值。

 3、FMG初始化

 FullMultigridInitialization（FMG初始化）是Fluent提供的另外一种初始化方法，其常用于非常复杂的流动问题，如旋转机械中的复杂流动问题、扩张管或螺旋管中的流动等。这些复杂流动问题的计算过程中，若能在计算之前能够使用更好的初始值，则能够加速收敛过程。FMG初始化可以以最小的计算成本获取最好的初始值近似。

 注意：目前FMG初始化只能用于稳态计算中。

 Fluent并未提供GUI方式进行FMG初始化，要在Fluent中启用FMG初始化，需要采用TUI命令：

 Solve→initialize→fmg-initialization

 若需要设置FMG初始化参数，则可以使用TUI命令：

 solve→initialize→set-fmg-initialization

 4、Patch

 在进行初始化过程中，有时候需要针对某一局部区域或部件进行特殊指定，此时则需要使用到Patch。

 注意：在进行Patch之前，需要进行全局初始化，否则Patch按钮不会被激活。

 （1）区域标记

 若是要Patch某一个区域，则需要在Patch直接进行区域标记。选择工具栏按钮Mark/AdaptCells，选择其中子功能Region…即可打开区域创建对话框。

 如图5-17所示为Region创建对话框，在此对话框中设置要创建的区域参数，即可对区域进行标记。

 对话框中的一些参数说明：

 Inside：选择创建的参数所围成的区域内部的几何；

 Outside：选择创建参数所围成的区域外部的几何；

 Quad：利用两个角点坐标创建矩形；

 Circle：利用圆心坐标及半径创建圆；

 Cylinder：利用两个底面圆心坐标及半径创建圆柱

 区域参数设置完毕后，点击Mark按钮标记区域。如图5-17所示为标记一个圆心坐标为[10，6]，半径为1m的圆。

 （2）Patch区域

 当区域标记完毕后，即可利用Patch为所标记的区域进行局部初始化。

 如图5-18所示，前面标记的区域出现在RegisterstoPatch列表中，可以选择此区域，并设置要Patch的值，图中Patch该区域的压力为500Pa，点击Patch按钮即可对该标记的区域进行初始化。

 如图5-19所示为Patch后的压力分布。除了软件提供的标准变量外，用户自定义变量也可以用于Patch，另外利用UDF宏DEFINE_INIT代替Patch进行局部初始化。

 5、DEFINE_INIT

 对于非规则的几何Patch，可以利用DEFINE_INIT宏来指定。

 此UDF宏结构非常简单：

 DEFINE_INIT(name，d)

 例如要定义一个中心在[10，6]，长轴2m，短轴1m的椭圆，初始压力为500Pa，则可以使用以下UDF宏文件。

 UDF编译加载完毕后，点击按钮FunctionHooks…

 弹出如图所示对话框，在其中加载UDF。

 点击模型树节点Initialization，重新进行初始化。

 初始化完毕后查看压力分布，如下图所示。

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