应用Fluent的UDF二次开发对某隧道安全通风进行设计(8)
Fluent是一个CFD求解器，在使用FLUENT进行求解之前，必须借助GAMBIT、T-grid或其他CAD软件生成网格模型．再简单的问题，也必须借助这些软件生成网格。同使用任何CAE软件一样，在使用FLUENT前，首先应针对所有求解的物理问题，制订比较详细的求解方案．制订求解方案需要考虑的因素包括以下方面。
1．决定CFD模型目标[15]。确定要从CFD模型中获得什么样结果，怎样使用这些结果，需要怎样的模型精度。
2．选择计算模型[15]。在这里要考虑怎样对物理系统进行抽象概括，计算域包括哪些区域，在模型计算域的边界上使用什么样的边界条件，模型按二文还是三文构造，什么样的网格拓扑结构最适应于该问题。
3．选择物理模型[15]。考虑该流动是有粘性还是无粘性，层流还是湍流，流动是稳态还是非稳态，热交换重要与否，流动是用可压还是不可压方式来处理，是否多相流动，是否需要应用其他物理模型。
4．决定求解过程[15]。在这个环节要确定该问题是否可以利用求解器现有的公式和算法直接求解，是否需要增加其他的参数(如构造新的源项)，是否有更好的求解方式可使求解过程更快速地收敛，使用多重网格方法计算机的内存是否够用，得到收敛需要多长的时间。
一旦考虑好上述各问题后(当然个别问题只能等到计算结束后才有明确答案)，就可开始进行CFD建模和求解．当决定了以上几点要素后，便可按下列过程开展流动模拟。
(1) 创建几何模型和网格模型(在GAMBIT或其他前处理软件中完成)；
(2) 启动Fluent求解器；
(3) 导入网格模型；
(4) 检查网格模型是否存在问题；
(5) 选择求解器及运行环境；
(6) 决定计算模型，即是否考虑热交换，是否考虑枯性，是否存在多相流等；
(7) 设置材料特性；
(8) 设置边界条件；
(9) 调整用于控制求解的有关参数；
(10)初始化流场；
(11)开始求解；
(12)显示求解结果；
(13)保存求解结果；
(14)如果必要，修改网格或计算模型，然后重复上述过程重新进行计算[16]。
Fluent软件在美国的使用率达60%，它是目前世界上比较流行的商业CFD软件包之一；只要与流体，热传递及化学反应等相关的都可以使用Fluent软件[14]。Fluent软件包含丰富的物理模型与先进的数值方法，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。Fluent与传统的CFD计算方法相比较，具有的以下优点：①稳定性好，Fluent经过大量算例考核，同实验符合较好；②适用范围广，Fluent含有多种传热燃烧模型及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域[17]。
Fluent 主要用于模拟计算具有复杂外形的流体流动以及热传导问题，它具有完全的网格灵活性，可以使用非结构网格，例如二文三角形或四边形网格、三文四面体、吹冰面体或金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。甚至可以用混合型非结构网格以及动网格。它允许根据解的具体情况对网格进行自适应修改（细化/粗化）。可以计算的物理类型主要有：定常与非定常流动，不可压与可压流动，无粘流、层流及湍流，惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟，多运动坐标系下的流动问题，牛顿及非牛顿流体，对流换热（包括自然对流和混合对流），导热和对流换热耦合，辐射换热，两相流，还有含有粒子/液滴的蒸发、燃烧过程，多组份介质的化学反应过程等[14]。计算软件随着计算机技术的发展在不断地兴起。到目前为止比较流行的CFD软件为CFX、Fluent、Phonics、Star-CD等。其中，CFX、Phoenics、Star-CD是英国公司开发研制的产品；Fluent软件是美国公司开发研制的产品[16]。