1　什麼叫鬆弛因子？鬆弛因子對計算結果有什麼樣的影響？它對計算的收斂情況又有什麼樣的影響？
　　1、亞鬆馳（Under Relaxation）：所謂亞鬆馳就是將本層次計算結果與上一層次結果的差值作適當縮減，以避免由於差值過大而引起非線性迭代過程的發散。用通用變數來寫出時，為鬆馳因子（Relaxation Factors）。《數值傳熱學-214》

　　2、FLUENT中的亞鬆馳：由於FLUENT所解方程組的非線性，我們有必要控制的變化。一般用亞鬆馳方法來實現控制，該方法在每一部迭代中減少了的變化量。亞鬆馳最簡單的形式為：單元內變數等於原來的值   加上亞鬆馳因子a與   變化的積, 分離解算器使用亞鬆馳來控制每一步迭代中的計算變數的更新。這就意味著使用分離解算器解的方程，包括耦合解算器所解的非耦合方程（湍流和其他標量）都會有一個相關的亞鬆馳因子。在FLUENT中，所有變數的預設亞鬆馳因子都是對大多數問題的最優值。這個值適合於很多問題，但是對於一些特殊的非線性問題（如：某些湍流或者高Rayleigh數自然對流問題），在計算開始時要慎重減小亞鬆馳因子。使用預設的亞鬆馳因子開始計算是很好的習慣。如果經過4到5步的迭代殘差仍然增長，你就需要減小亞鬆馳因子。有時候，如果發現殘差開始增加，你可以改變亞鬆馳因子重新計算。在亞鬆馳因子過大時通常會出現這種情況。最為安全的方法就是在對亞鬆馳因子做任何修改之前先儲存資料檔案，並對解的演算法做幾步迭代以調節到新的引數。最典型的情況是，亞鬆馳因子的增加會使殘差有少量的增加，但是隨著解的進行殘差的增加又消失了。如果殘差變化有幾個量級你就需要考慮停止計算並回到最後儲存的較好的資料檔案。注意：粘性和密度的亞鬆馳是在每一次迭代之間的

。而且，如果直接解焓方程而不是溫度方程（即：對PDF計算），基於焓的溫度的更新是要進行亞鬆馳的。要檢視預設的亞鬆弛因子的值，你可以在解控制面板點選預設按鈕。對於大多數流動，不需要修改預設亞鬆弛因子。但是，如果出現不穩定或者發散你就需要減小預設的亞鬆弛因子了，其中壓力、動量、k和e的亞鬆弛因子預設值分別為0.2，0.5，0.5和0.5。對於SIMPLEC格式一般不需要減小壓力的亞鬆弛因子。在密度和溫度強烈耦合的問題中，如相當高的Rayleigh數的自然或混合對流流動，應該對溫度和/或密度（所用的亞鬆弛因子小於1.0）進行亞鬆弛。相反，當溫度和動量方程沒有耦合或者耦合較弱時，流動密度是常數，溫度的亞鬆弛因子可以設為1.0。對於其它的標量方程，如漩渦，組分，PDF變數，對於某些問題預設的亞鬆弛可能過大，尤其是對於初始計算。你可以將鬆弛因子設為0.8以使得收斂更容易。

　　SIMPLE與SIMPLEC比較

　　在FLUENT中，可以使用標準SIMPLE演算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）演算法，預設是SIMPLE演算法，但是對於許多問題如果使用SIMPLEC可能會得到更好的結果，尤其是可以應用增加的亞鬆馳迭代時，具體介紹如下:

　　對於相對簡單的問題（如：沒有附加模型啟用的層流流動），其收斂性已經被壓力速度耦合所限制，你通常可以用SIMPLEC演算法很快得到收斂解。在SIMPLEC中，壓力校正亞鬆馳因子通常設為1.0，它有助於收斂。但是，在有些問題中，將壓力校正鬆弛因子增加到1.0可能會導致不穩定。對於所有的過渡流動計算，強烈推薦使用PISO演算法鄰近校正。它允許你使用大的時間步，而且對於動量和壓力都可以使用亞鬆馳因子1.0。對於定常狀態問題，具有鄰近校正的PISO並不會比具有較好的亞鬆馳因子的SIMPLE或SIMPLEC好。對於具有較大扭曲網格上的定常狀態和過渡計算推薦使用PISO傾斜校正。當你使用PISO鄰近校正時，對所有方程都推薦使用亞鬆馳因子為1.0或者接近1.0。如果你只對高度扭曲的網格使用PISO傾斜校正，請設定動量和壓力的亞鬆馳因子之和為1.0比如：壓力亞鬆馳因子0.3，動量亞鬆馳因子0.7）。如果你同時使用PISO的兩種校正方法，推薦參閱PISO鄰近校正中所用的方法



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   在FLUENT執行過程中，經常會出現“turbulence viscous rate”超過了極限值，此時如何解決？而這裡的極限值指的是什麼值？修正後它對計算結果有何影響
　　Let's take care of the warning "turbulent viscosity limited to viscosity ratio****" which is not physical. This problem is mainly due to one of the following: 

　　1)Poor mesh quality(i.e.,skewness > 0.85 for Quad/Hex, or skewness > 0.9 for Tri/Tetra elements). {what values do you have?} 

　　2)Use of improper turbulent boudary conditions. 

　　3)Not supplying good initial values for turbulent quantities. 

　　出現這個警告，一般來講，最可能的就是網格質量的問題，尤其是Y+值的問題；在劃分網格的時候要注意，第一層網格高度非常重要，可以使用NASA的Viscous Grid Space Calculator來計算第一層網格高度；如果這方面已經注意了，那就可能是邊界條件中有關湍流量的設定問題，



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   在FLUENT執行計算時，為什麼有時候總是出現“reversed flow”？其具體意義是什麼？有沒有辦法避免？如果一直這樣顯示，它對最終的計算結果有什麼樣的影響？
　　這個問題的意思是出現了迴流，這個問題相對於湍流粘性比的警告要寬鬆一些，有些case可能只在計算的開始階段出現這個警告，隨著迭代的計算，可能會消失，如果計算一段時間之後，警告消失了，那麼對計算結果是沒有什麼影響的，如果這個警告一直存在，可能需要作以下處理：

　　1.如果是模擬外部繞流，出現這個警告的原因可能是邊界條件取得距離物體不夠遠，如果邊界條件取的足夠遠，該處可能在計算的過程中的確存在迴流現象；對於可壓縮流動，邊界最好取在10倍的物體特徵長度之處；對於不可壓縮流動，邊界最好取在4倍的物體特徵長度之處。

　　2.如果出現了這個警告，不論對於外部繞流還是內部流動，可以使用pressure-outlet邊界條件代替outflow邊界條件改善這個問題。



4　什麼叫問題的初始化？在FLUENT中初始化的方法對計算結果有什麼樣的影響？初始化中的“patch”怎麼理解？

　　問題的初始化就是在做計算時，給流場一個初始值，包括壓力、速度、溫度和湍流係數等。理論上，給的初始場對最終結果不會產生影響，因為隨著跌倒步數的增加，計算得到的流場會向真實的流場無限逼近，但是，由於Fluent等計算軟體存在像離散格式精度（會產生離散誤差）和截斷誤差等問題的限制，如果初始場給的過於偏離實際物理場，就會出現計算很難收斂，甚至是剛開始計算就發散的問題。因此，在初始化時，初值還是應該給的儘量符合實際物理現象。這就要求我們對要計算的物理場，有一個比較清楚的理解。

　　初始化中的patch就是對初始化的一種補充，比如當遇到多相流問題時，需要對各相的引數進行更細的限制，以最大限度接近現實物理場。這些就可以通過patch來實現，patch可以對流場分割槽進行初始化，還可以通過編寫簡單的函式來對特定區域初始化。



5　什麼叫PDF方法？FLUENT中模擬煤粉燃燒的方法有哪些？

　　概率密度函式輸運輸運方程方法(PDF方法)是近年來逐步建立起來的描述湍流兩相流動的新模型方法。所謂的概率密度函式(Probability Density Function,簡稱PDF)方法是基於湍流場隨機性和概率統計描述，將流場的速度、溫度和組分濃度等特徵量作為隨機變數，研究其概率密度函式在相空間的傳遞行為的研究方法。PDF模型介於統觀模擬和細觀模擬之間，是從隨機運動的分子動力論和兩相湍流的基本守恆定律出發，探討兩相湍流的規律，因此可作為發展雙流體模型框架內兩相湍流模型的理論基礎。它實質上是溝通E-L模型和E-E模型的橋樑，可以用顆粒運動的拉氏分析通過統計理論，即PDF方程的積分建立封閉的E-E兩相湍流模型

　　非預混湍流燃燒過程的正確模擬要求同時模擬混合和化學反應過程。FLUENT 提供了四種反應模擬方法：即有限率反應法、混合分數PDF 法、不平衡（火焰微元）法和預混燃燒法。火焰微元法是混合分數PDF 方法的一種特例。該方法是基於不平衡反應的，混合分數PDF 法不能模擬的不平衡現象如火焰的懸舉和熄滅，NOx 的形成等都可用該方法模擬。但由於該方法還未完善，在FLUENT 只能適用於絕熱模型。

　　對許多燃燒系統，輻射式主要的能量傳輸方式，因此在模擬燃燒系統時，對輻射能量的傳輸的模擬也是非常重要的。在FLUENT 中，對於模擬該過程的模型也是非常全面的。包括DTRM、P-1、Rosseland、DO 輻射模型，還有用WSGG 模型來模擬吸收係數。



6   在FLUENT的學習過程中，通常會涉及幾個壓力的概念，比如壓力是相對值還是絕對值？參考壓力有何作用？如何設定和利用它？

　　GAUGE PRESSURE 就是靜壓。 

　　GAUGE total PRESSURE 是總壓。 

　　這裡需要強調一下 Gauge為名義值， 

　　什麼意思呢？如果， INITIAL Gauge PRESSURE ＝0 

　　那麼 GAUGE PRESSURE 就是實際的靜壓Pinf。 

　　GAUGE total PRESSURE 是實際的總壓Pt。 

　　如果INITIAL Gauge PRESSURE 不等於零 

　　GAUGE PRESSURE ＝ Pinf - INITIAL Gauge PRESSURE 

　　GAUGE total PRESSURE ＝ Pt - INITIAL Gauge PRESSURE



7   在FLUENT結果的後處理過程中，如何將美觀漂亮的定性分析的效果圖和定量分析示意圖插入到論文中來說明問題？ 

三種方法來得到用於插入到論文的圖片：

1.在Fluent中顯示你想得到的效果圖的視窗，可以直接在工作列中右鍵該視窗將其複製到剪貼簿，儲存；或者列印到檔案，儲存。

2.在Fluent中，在你想要儲存相關視窗的效果圖時，首先啟用效果圖監視視窗，就是用滑鼠左鍵監視視窗，然後在Fluent中操作，Fluent->File->Hardcopy...，選擇好你想要的圖片格式，然後就可以儲存了。

3.將計算結果或者相關資料匯入到Tecplot中，然後作出你想要的效果圖，這種方法得出的圖片，個人感覺比Fluent得到的圖片美觀簡潔大方



8   在FLUENT定義速度入口時，速度入口的適用範圍是什麼？湍流引數的定義方法有哪些？各自有什麼不同？

速度入口的邊界條件適用於不可壓流動，需要給定進口速度以及需要計算的所有標量值。速度入口邊界條件不適合可壓縮流動，否則入口邊界條件會使入口處的總溫或總壓有一定的波動。

關於湍流引數的定義方法，根據所選擇的湍流模型的不同有不同的湍流引數組合，具體可以參考Fluent使用者手冊的相關章節，也可以參考王福軍的書《計算流體動力學分析—CFD軟體原理與應用》的第214-216頁，



9   分離式求解器和耦合式求解器的適用場合是什麼？分析兩種求解器在計算效率與精度方面的區別

　　分離式求解器以前主要用於不可壓縮流動和微可壓流動，而耦合式求解器用於高速可壓流動。現在，兩種求解器都適用於從不可壓到高速可壓的很大範圍的流動，但總的來講，當計算高速可壓流動時，耦合式求解器比分離式求解器更有優勢。 

　　Fluent預設使用分離式求解器，但是，對於高速可壓流動，由強體積力(如浮力或者旋轉力)導致的強耦合流動，或者在非常精細的網格上求解的流動，需要考慮耦合式求解器。耦合式求解器耦合了流動和能量方程，常常很快便可以收斂。耦合式求解器所需要的記憶體約是分離式求解器的1.5到2倍，選擇時可以根據這一情況來權衡利弊。在需要耦合隱式的時候，如果計算機記憶體不夠，就可以採用分離式或耦合顯式。耦合顯式雖然也耦合了流動和能量方程，但是它還是比耦合隱式需要的記憶體少，當然它的收斂性也相應差一些。 

　　需要注意的是，在分離式求解器中提供的幾個物理模型，在耦合式求解器中是沒有的。這些物理模型包括：流體體積模型(VOF)，多項混合模型，尤拉混合模型，PDF燃燒模型，預混合燃燒模型，部分預混合燃燒模型，菸灰和NOx模型，Rosseland輻射模型，熔化和凝固等相變模型，指定質量流量的週期流動模型，週期性熱傳導模型和殼傳導模型等。 

　　而下列物理模型只在耦合式求解器中有效，在分離式求解器中無效：理想氣體模型，使用者定義的理想氣體模型，NIST理想氣體模型，非反射邊界條件和用於層流火焰的化學模型。

10　 FLUENT中常用的檔案格式型別：dbs，msh，cas，dat，trn，jou，profile等有什麼用處？  

　　在Gambit目錄中，有三個檔案，分別是default_id.dbs，jou，trn檔案，對Gambit執行save，將會在工作目錄下儲存這三個檔案：default_id.dbs，default_id.jou，default_id.trn。 

　　jou檔案是gambit命令記錄檔案，可以通過執行jou檔案來批處理gambit命令；

　　dbs檔案是gambit預設的儲存幾何體和網格資料的檔案；

　　trn檔案是記錄gambit命令顯示窗（transcript）資訊的檔案； 

　　msh檔案可以在gambit劃分網格和設定好邊界條件之後export中選擇msh檔案輸出格式，該檔案可以被fluent求解器讀取。 

　　Case檔案包括網格，邊界條件，解的引數，使用者介面和圖形環境。 

　　Data檔案包含每個網格單元的流動值以及收斂的歷史紀錄（殘差值）。Fluent自動儲存檔案型別，預設為date和case檔案 

　　Profile檔案邊界輪廓用於指定求解域的邊界區域的流動條件。例如，它們可以用於指定入口平面的速度場。 

　　讀入輪廓檔案，點選選單File/Read/Profile...彈出選擇檔案對話方塊，你就可以讀入邊界輪廓檔案了。 

　　寫入輪廓檔案，你也可以在指定邊界或者表面的條件上建立輪廓檔案。例如：你可以在一個算例的出口條件中建立一個輪廓檔案，然後在其它算例中讀入該輪廓檔案，並使用出口輪廓作為新算例的入口輪廓。要寫一個輪廓檔案，你需要使用Write Profile面板(Figure 1)，選單：File/Write/Profile



11　在計算區域內的某一個面（2D）或一個體（3D）內定義體積熱源或組分質量源。如何把這個zone定義出來？而且這個zone仍然是流體流動的。

　　在gambit中先將需要的zone定義出來，對於要隨流體流動我覺得這個可以用動網格來處理   在動網格設定介面 將這個隨流體流動的zone設定成剛體這樣既可以作為zone不影響流體流通   也可以隨流體流動只是其運動的udf不好定義   最好根據其流動規律編動網格udf



12   如何選擇單、雙精度解算器的選擇

　　Fluent的單雙精度求解器適合於所有的計算平臺，在大多數情況下，單精度求解器就能很好地滿足計算精度要求，且計算量小。

　　但在有些情況下推薦使用雙精度求解器：

1，   如果幾何體包含完全不同的尺度特徵（如一個長而壁薄的管），用雙精度的；

2，   如果模型中存在通過小直徑管道相連的多個封閉區域，不同區域之間存在很大的壓差，用雙精度。

3，   對於有較高的熱傳導率的問題或對於有較大的長寬比的網格，用雙精度。