[原创]Fastran使用基本步骤

hawkwhite

[watermark]看到很多新手提入门问题，今天有点时间，简单写一下基本的使用步骤（由于上网计算机没没有这个软件，所以没有贴图，见谅）
一、网格设计
   ESI软件提供了CFD－Geom作为网格设计软件，但毕竟ESI不是专业做网格的，所以这个东西只能做入门级问题，这里只列简单列做结构网格的步骤而基本不说选项。
   第一步、几何构造
   先把几何外形中的控制点确定下来（比如做矩形，先把四个角点的坐标确定下来）；然后，利用这些点构造线。
   第二步、划分网格
   先划分线上的网格点（有三种控制方式：均匀分布、指数分布和几何分布）；然后用四条边形成一个网格面（每选一个边确定一次）；最后用面形成体（即Fastran需要的Block）。
   注意事项：1、若有重合成一个点的边，软件会自动生成那个边；2、若为二维或轴对称问题，也必须生成2D Block；3、最好不要使用有奇性的网格（Fastran在奇性问题附近计算有问题），而Geom提供了蝶型网格工具专门用来解决旋成体的奇性问题——这恐怕算是Geom在我手上的唯一用途。
   第三步、边界条件设定
   先选流场求解器（Fastran和ACE都用Geom，而这两个求解器的边界类型不完全一致）。软件默认的类型实际为物面（如果Geom判断出那个边界应该是Interface，网格导入求解器后会自动修改，即使你设成别的类型也一样），你可以在Fastran或Ace中再设类型，但在这里设置更容易看清楚，而且可以为边界定义名称。
   第四步、存盘
   要存成DTF格式，建议同时存一个GGD格式（Geom才能读以做修改）。
   由于Geom功能实在有限，非常复杂的外形可采用商业软件做，然后存成Tecplot3D格式，由Geom读进来（若为二维，别忘了生成2D Block），设置边界条件、存盘即可。
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hawkwhite

[这个贴子最后由hawkwhite在 2008/05/11 01:29pm 第 1 次编辑]

二、Fastran使用步骤
   1、模块选择
    默认情况下，只选了Flow模块（而且去不掉，而ACE就可以去掉Flow模块），你要根据实际需要选择其他模块，否则相应的设置选项出不来——也别选多了，影响求解速度。
   2、模块设置（MO）
   若为二维网格，会出现是否轴对称的选项。
   若选择了化学/混合模块，会让你选是算化学反应还是算混合问题（前者包含后者），并在选定后出现化学反应/组员属性定义选项及按钮（高版本中也可直接从工具菜单的数据库选项进入）——那部分的定义太复杂，这里不做介绍。
   热力学参数可选择动力模型或为常数或定义为随温度的函数等。注意有热力学平衡和双温非平衡选项，根据实际选择（若流动速度低就使用默认的“平衡”吧，非平衡的计算速度低很多），当选择非平衡时有两个数据库可供使用：分子数据库和低温数据库（我在使用中没看出结果有多大区别，但从理论上讲，用低温数据库比较好，但不知为什么，最新版反而去掉了低温数据库的选择）
   关于湍流和层流，要根据实际情况选择。一般来说，粘性系数计算采用萨斯兰公式就可以了。  

hawkwhite

3、体条件（VC）
   我的使用到目前为止只在使用嵌套网格的时候要用这个页面，而关于嵌套，最好看看相关的例子，我这里就不说了——一般新手是用不上的，而要用好还比较讲究技巧。
4、边界条件（BC）
   Fastran的边界条件比ACE或Fluent少很多，我想这也是它容易入门的原因吧。
   一是入口，有两种最常用：Inflow/Outflow和Inlet。如果是超音速入口，选前者，并设置速度等参数就好；如果是亚音速入口，选后者（子选项很多，但都通俗易懂——别说你没学过空气动力学）
   二是物面，物面速度，如果是粘性问题，最好选无滑移（软件也可设置滑移，但那做的太不专业了：哪能预先知道一个固定的滑移速度？！），如果是无粘，可选无穿透；传热问题默认是绝热，也可选等温、热通量等（如果要算热流，不能用绝热——都绝热了，那来的热传递？）
   三是出口，若为超音速，选插值；若为亚音速根据物理情况选回流温度、压力。
   四是嵌套，即该边界完全在另套网格内部——只有用嵌套网格模块，这个选项才有效。
   其他的包括对称、Interface等，不用解释了吧？
  

hawkwhite

5、初值条件（IC）
   对于非定常问题，初值要根据实际物理条件定；对于定常问题，理论上随便什么初值都可得到一样的结果，但实际上好的初值收敛快，而且初值太离谱也有可能是不收敛的祸首。
   Fastran支持采用“以前的结果”作为初值。
6、求解
   数值格式：推荐用Roe格式Minmod（解收敛性好但会磨掉真实解的尖峰）或Vanleer限制器。——非结构网格支持的格式很少，所以尽量采用结构网格设计。
   CFL数设置：这恐怕是整个fastran使用中除网格外最需要经验技巧的地方了。一般通过设置一个较小的初值然后逐渐增大都能收敛。
7  输出
   可选择每隔多少步输出一次，同时输出文件如果选“非同一文件”，则会输出很多中间结果文件（文件名中含步数）——一把只用于非定常问题。

shenq

绝对高手，顶啊
呵呵，Roe格式+Vanleer限制器应该是二阶精度吧

shenq

这么帅的帖子，应该置顶的

hawkwhite

5楼说的不错。写帖子的时候没注意，应该更正为“Roe格式＋OsherC限制器”

hawkwhite

呵呵，谢谢版主

五柳先生

好东西，就应该置顶，
老白，最近出门注意点，、
保重！

日照

3、最好不要使用有奇性的网格（Fastran在奇性问题附近计算有问题），而Geom提供了蝶型网格工具专门用来解决旋成体的奇性问题——这恐怕算是Geom在我手上的唯一用途。
请问什么叫奇性网格？

sdyyds

讲的很好，谢谢了

hawkwhite

一般的结构化网格，二维时有四条边，三维时有六个面，但有些情况下，二维网格有一个边退化成一个点了，三维网格有一个面退化成一个边甚至一个点，此时，我们说这个网格有有奇性。

lglc12345

有没有具体例子啊！

xijinllp

感觉不错，学到东西了，谢谢。

openshine

谢谢，一定好好学习！