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(硕士论文)Fluent的汽车外流场的数值模拟与并行计算.pdf50页
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L海大学硕 「学位论文
ThePostgraduateThesisofShanghaiUniversity
应用 CFD研究汽车外流场，开发时间短，所用经费少，而且可以方便灵活
的改变初始条件或者边界条件等，还可以获得流场中任意一点处的详细情况，因
此应用CFD已经成为发展的必然。
流场的计算是一个反复迭代的过程，有计算量大，精度要求高，耗时较长的
特点。而并行技术的引入为降低内存需要，减少计算时间，提高计算精度提供了
可能的途径，因此，本文应用商业 CFD软件实现了流场计算的并行化，并且对
于并行计算的结果进行数据分析，计算出并行的加速比和计算效率。
首先，本文分别论述了汽车外流场的数值模拟以及并行计算的发展现状和必
要性，介绍了Fluent软件，阐明了并行计算流体力学和商业软件的并行原理及其
发展方向。
其次，本文介绍了使用商业CFD软件进行数值模拟以及并行计算的整个过
程。先是对于汽车运动时外界的气流流动形成的流场，建立了模拟计算的数学模
型，确定边界条件，并且进行了网格剖分，为了有大量的数据支持，本文对同一
个问题划分了六组不同的网格数目，并对其进行计算比较。鉴于细分网格导致数
值模拟计算量大，耗时较长，所以本文在课题组自己组建的COW上进行并行计
算，分别对六组不同的网格数进行并行计算，得到大量的数据显示，并行计算大
大缩短了计算时间。
Fluent软件自带有很多种分区方法，本文选择两种分区方法进行比较。对并
行计算结果评测有加速比、效率和可扩放性评测标准，本文详细介绍了这几种标
准，并且针对加速比和效
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32FLUENT中文帮助完整版.0013-9
28.3.2主机数据库；建立工作平台的并行网络时，很容易生成局域网机器列；Parallel；NetworkDatabase...(或点击；NetworkConfiguration控制面板；的主机；Figure28.3.2:HostsDataba；如果主机文件fluent.hosts或.flue；读主机文件；如已有包含局域网内机器列表的主机文件，可点击Lo；将
28.3.2主机数据库建立工作平台的并行网络时，很容易生成局域网机器列表(“hostsfile”)，将包含这些机器名的文件加载到主机数据库，然后点击ParallelNetworkDatabase...(或点击NetworkConfiguration控制面板上的Database...按钮)，利用28.3.2图示的HostsDatabase控制面板，在工作平台上选择那些组成并行配置(或网络)的主机。Figure28.3.2:HostsDatabase控制面板如果主机文件fluent.hosts或.fluent.hosts在根目录里，它里面的内容将在程序启动时自动加载到主机数据库里，否则主机数据库为空，直到读入一个主机文件。读主机文件如已有包含局域网内机器列表的主机文件，可点击Load...按钮，在弹出SelectFile对话框里选中此文件，将其加载到HostsDatabase控制面板里。当文件被读入之后，主机名字就会被显式在Hosts列表中(Fluent自动添加每台可识别机器的IP地址，如果某台机器不在当前局域网内，它将被标以unknown)。将主机复制到NetworkConfiguration控制面板若想将HostsDatabase控制面板内的Hosts复制到NetworkConfiguration控制面板中AvailableHosts列表里，选择列表中所需复制的名字，点击按钮，被选中的主机就会被添加到你想引入节点机器的AvailableHosts列表中。28.3.3检测网络连通性对任何计算节点，都可以查看如下网络连通性信息：主机名、体系结构、操作ID、被选节点ID以及所有被连接的计算机。被选节点的ID用星号标识。Fluent主进程的ID总是主机，计算节点则从node-0开始按顺序排列，所有计算节点都被连接在一起，计算节点0被连接到主进程。为了获得某计算节点的连通性信息，可点击ParallelParallelConnectivity控制面板(图28.3.3)ShowConnectivity...，打开Figure28.3.3:ParallelConnectivity控制面板在ComputeNode区域选择想要了解连通性信息的计算节点数，然后点Print按钮，例如，节点0的输出信息如下所示：--------------------------------------------------------------IDHostnameO.S.PIDMachIDHWIDName--------------------------------------------------------------node-2filiirixFluentNodenode-1bofuririxFluentNodehostbalinsunos584507FluentHostnode-0*balinsunos58640-1FluentNodeO.S.指体系结构，PID是进程ID数，MachID是计算节点ID，HWID是交换机的标识符。也可以在NetworkConfiguration控制面板里查看某个计算节点的连通性，方法是在SpawnedComputeNodes列表中选择此节点，然后点Connectivity按钮。如果没有选中SpawnedComputeNodes里的任何节点而点了Connectivity按钮，NetworkConfiguration控制面板将重新被打开，再按照上述方法作就行了。如果选中SpawnedComputeNodes里的两个以上节点，点Connectivity按钮，可显式每个节点的连通性信息。28.4分割网格28.4.1网格分割的一般方法在用Fluent的并行求解器时，需要将网格细分割为几组单元，以便在分离处理器上求解(见图28.4.1)。将未分割的网格读入并行求解器里，可用系统默认的分割原则(推荐使用，详见28.4.2节)，还可以在连续求解器里或将mesh文件读入并行求解器后自己分割(详见28.4.3节)。上述任一情况可用的分割方法在28.4.4节介绍。在建立问题(定义模型、边界条件等)之前或之后分割网格都可以，不过，由于某些模型的特点(象非等形接触面、滑移网格、shell-conductionencapsulation的自适应)，最好是在建立问题后。!!如果case文件含有滑移网格或非等形接触面，要在计算过程中进行自适应，因此要用连续求解器分割，详见28.4.2和28.4.3节。值得注意的是计算节点间的相关单元的分布在网格自适应时要保持不变，除非是非等形接触面，这样在自适应后就不必重新分割了，详见28.4.6节。若在网格分割前用连续求解器建立问题，用于此项工作的计算机必须有足够大的内存来读入网格。如果网格太大，不能读进连续求解器，可将未分割的网格直接读入并行求解器里(使用所有被定义主机的内存)，然后让并行机自动分割。在这种情况下，你将在做一个初步网格分割后建立问题。如果必要可以手工再重新分割一次。在28.4.2节和28.4.3节介绍了详细情况和限制条件，28.4.5节将介绍如何检测网格分割。Figure28.4.1:网格分割28.4.2自动分割网格在将case文件读入并行求解器之前选用两分法或是其他网格分割方法来自动分割网格。对一些方法，可预览来确定是否为最佳的网格分割，28.4.4节介绍Fluent里可用的网格分割方法。注意case文件中含有滑移网格或非等形接触面，在计算过程中要自适应，则需要在连续求解器中分割此文件，然后再把它读入并行求解器，在AutoPartitionGrid控制面板上选择CaseFile选项。并行求解器上自动网格分割的步骤如下：1.(任选)在菜单栏上点ParallelAutoPartition...，弹出AutoPartitionGrid控制面板(图28.4.2)，设置分割参数。Figure28.4.2:AutoPartitionGrid控制面板读入mesh文件或case文件时如果没有获取分割信息，那就保持CaseFile选项开启，Fluent会用Method下拉菜单里的方法分割网格。设置分割方法和相关选项的步骤如下：a)关闭CaseFile选项，就可选择控制面板上的其他选项。在Method下拉菜单里选取两分方法，此方法在28.4.4节详细介绍。可为每个单元分别选取不同的网格分割方法，也可以利用AcrossZones让网格分割穿过区域边界。推荐不采用对单元进行单独分割(关闭AcrossZones按钮)，除非是溶解过程需要不同区域上的单元输出不同的计算信息(主区域包括固体和流体区域)。d)若选取PrincipalAxes或CartesianAxes方法，可在实际分割之前对不同两分方向进行预测试以提高分割性能。用预检则开启Pre-Test选项，见28.4.4节。e)点击OK。如果case文件已经网格分割，且网格分割的数量和计算节点数一样，那就可以在AutoPartitionGrid控制面板上默认选择CaseFile选项，这会让Fluent在case文件中应用分割。2.读入case文件，方法是在菜单栏上选FileReadCase...。b)c)自动分割过程的报告当网格自动分割时，有关分割进程的信息就会被显示在控制窗口上。如果想需要额外信息，可在分割完成后，选ParallelPartition...，弹出PartitionGrid控制面板，打印报告。在PartitionGrid控制面板上点击PrintActivePartitions或PrintStoredPartitions时，Fluent会在控制窗口里显示分割ID、单元数、面数、接触面数和每个活动或已储存分割的接触面曲率，还可以显示最小和最大的单元、面、接触面和面曲率变量，详见28.4.5节。安装28.4.5节介绍的方法利用图形查看分割状况。28.4.3手动分割网格在网格分割时推荐使用并行求解器上的自动分割，也可在连续求解器或并行求解器上手动分割。在自动或手动分割后，可以检查生成的分割(见28.4.5节)，如果必要可重新分割。在连续或并行求解器里，利用PartitionGrid也可同样作。已分割的网格也可毫无损失的在连续求解器里使用。分割网格的指导方针手动分割网格时推荐采用如下步骤：1.用默认的两分方法(PrincipalAxes)和优化方法(Smooth)分割网格。2.检查分割统计表(见28.4.5节)。在开启负载平衡(单元变化)时，主要是使球形接触面曲率和接触面曲率变量最小。如果统计表不能使用，可尝试其他的两分方法。3.一旦确定问题所采用的最佳两分方法，如需要就可以开启Pre-Test提高分割质量。4.如需要可用Merge优化提高分割质量下面是手动分割的说明。用PartitionGrid控制面板分割网格，需要选择生成网格分割的两分方法、设置分割数、选择区域和记录、以及所使用的优化方法等。对某些方法可采用预测试的方法以选择最好的两分方法。一旦在PartitionGrid控制面板上设置了所有你都满意的参数，点Partition按钮，将网格用所选的两分方法和优化方法分割成所需要的数量。在菜单栏上选ParallelPartition...，弹出PartitionGrid控制面板(并行求解器见图28.4.3，连续求解器见图28.4.4)，可在上面设置所有相关的输入参数。Figure28.4.3:并行求解器上的PartitionGrid控制面板1.2.3.4.Figure28.4.4:连续求解器上的PartitionGrid控制面板在Method下拉菜单里选取两分方法，此方法在28.4.4节详细介绍。在Number里设置你想要分割的整数值。可以用计数箭头来增加或减小这个值，也可直接键入某整数值。此数值必须是整数，且是并行计算处理器数的倍数。可为每个单元分别选取不同的网格分割方法，也可以利用AcrossZones让网格分割穿过区域边界。推荐不采用对单元进行单独分割(关闭AcrossZones按钮)，除非是溶解过程需要不同区域上的单元输出不同的计算信息(主区域包括固体和流体区域)。如果你想单元将mesh里所有的非等形网格接触面都围绕起来，并且在计算的过程中始终在同一个分割里，可选择EncapsulateGridInterfaces。当有滑移或网格被调整时，网格接触面必须被压缩，则当前网格为滑移网格时，EncapsulateGridInterfaces选项总是被选中的。如果case文件中含有在计算过程中自适应的非等形包含各类专业文献、外语学习资料、高等教育、行业资料、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、32FLUENT中文帮助完整版.0013等内容。　
　中科大Fluent讲稿(完整版,完美整理)._能源/化工_工程科技_专业资料。共八大块部分...求解时间相关项对一些定常问题求解时的收敛稳定性有时候有帮助,比如,求解 Ra ... 　36页 免费 传热模型 37页 免费 FLUENT中文帮助完整版 1014页 1下载券第...FLUENT 第十一章中文帮助 译文说明本文依据 FLUENT6.0 的 HELP 文件翻译而成.事... 　流体传热研究的强大工具-f... 71页 免费 FLUENT培训教材01简介 25页 免费 FLUENT模拟流-固耦合散热 53页 免费 FLUENT中文帮助完整版 1014页 5财富值搜...&& 查看话题
Fluent中PBM设置界面与手册的差异？
第一个图是Fluent6.3.26的PBM设置界面
第二个图是ANSYS FLUENT12.0PBM手册中的界面
造成差异的原因是版本吗？差异的地方6.3.26里要去哪里设置呢?
谢谢各位～
自己顶一下 版本差距，6.2和6.3就很不一样。但差不多 : Originally posted by sweet-kang at
自己顶一下 :hand: 最近也在学习PBM 一头雾水啊 楼主做什么的？ 6.3里只有luo模型
而v12里提供了更多的选择
所以界面才不一样
只要看过两个版本的帮助文件就可以很容易知道原因了
不需要一头雾水
所有解释都在帮助文件里
仔细看help才是王道 : Originally posted by sweet-kang at
第一个图是Fluent6.3.26的PBM设置界面
第二个图是ANSYS FLUENT12.0PBM手册中的界面
造成差异的原因是版本吗？差异的地方6.3.26里要去哪里设置呢?
谢谢各位～
... 是版本问题。没法设置，6版本没有的模型只能通过UDF自己添加到fluent里 能否发一个ANSYS FLUENT12.0PBM手册吗？正在学习中。谢谢