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各位同学，前辈们好！
最近在学习fluent软件，现在已经接触fluent一个多月，本科阶段是学习微波天线方面的，没用空气动力学相关的知识储备，所以，现阶段要求不高，只是比葫芦画瓢的能得出一个结果，至于结果对不对，静不精确，那也是等这个过程走通了以后的事情了。
这一个月来，整体过程已经知道，目前没有添加化学反应（钝头再入体飞行器绕流模拟）已经走通，即使组分传输的化学模型，以及所需要的阿伦尼乌斯参数，都已经在文献中找到。现在，模拟8马赫速度下的温度压强激波已经捕捉到，而且相对来说，比较理想。我做的例子已经附在了下面，包括温度压强的结果图片，以及icem的几何模型和blocking文件。
接下来一段时间，自己的计划是补充一下空气动力学，化学动力学，再入物理等相关方面的基础知识，然后详细模拟再入阶段的绕流模型，包括得到飞行器周围的等离子体密度，以及模型烧蚀对再入体绕流等离子体密度的影响，不知道需要多长时间，大概在半年左右吧，或许更长。
所以，很是费力几经周折的注册了账号，来论坛学习，真诚的希望可以找到志同道合的朋友，建立长期的交流，共同学习，QQ785519264
下面是我这一个月来做出来的东西，目前存在的问题，已经列在了方案的下面，如果哪位前辈路过，，还请不吝赐教，万分感谢！！
计算模型：半径R为0.2m , 半锥角8°,长度1.982m，对应再入飞行高度H = 81km、71km、61km ,来流速度均为8000m/ s , 迎角α= 0°,来流空气由79 %的氮气和21 %的氧气组成,壁面温度1500K非催化壁面。化学模型采用7组分15个反应的Dunn-Kang模型。插值格式采用压力权函数修正的迎风型矢通量算法（AUSM格式）。
网格画法：用icem软件，远场前部距离弹头是2米，远场两侧与弹体壁两侧平行，相隔5米，远场末端距弹体尾部15米，即，远场是一个放大了的弹体模型，采用结构化网格，共计15万左右的网格数，在blocking下，determinant2*2*2网格质量检查全部在0.95以上，且angle检查都在70度以上，按理说，应该算是很好的网格了。
Fluent设置（未提到设置，均采取默认）：
各个流程所包含的参数及设置：
块一：problem setup
一．General
1.type：density-based 其余默认
二．Models
1.Multiphase-off（多相流）
2.Energy-on（能量传输方程） 考虑对流传热效应
3.Viscous（湍流模型）
k-epsilon-realizable（K-epsilon可实现（realizable）模型）
k-epsilon model constans （模型常数）：选择默认。
Near-wall Treatment（壁面函数选择）：standard wall functions（标准壁面函数）
Options（备选项）：viscous heating，勾选后会考虑粘性耗散项对能量方程的影响。
4.Radiation-off
5.Heat exchanger-off
6.species（组分传输模型设置）
Modle下勾选species transport
Reaction下勾选volumetric，不勾选wall surface，即无催化无反应壁面。
Options（备选项）： Full multicomponent diffusion 勾选 （完整多组分扩散）
Turbulence-chemistry interaction（湍流-化学反应相互作用），选择FR/ED。
Mixture properties：
点击edit，mixture species由Materials添加，reaction制定Dunn-Kang化学反应模型
7．Discrete phase-off
8．Solidification&melting-off
9. acoustics-off
三．Materials
由此选项添加mixture，七组分，N2 , N , NO, N2，O2，O, NO+, e ，均可由此处添加到fluid项中。然后化学反应在modle中添加
四．Boundary conditions
弹体壁面设置的类型是wall，热力学thermal选项选thermal conditions，壁面温度
温度设置为1500K。
远场设置类型为pressure Far-Field。在压力远场的设置表中，表压强Gauge pressure
设的为0，马赫数为8。
导体壁的类型是：wall
Wall motion ：stationary wall （静止壁面）
Shear condition ：no slip （无剪切）
Wall roughness：默认
Thermal condition ：选择的是temperature 常数，1500K
Species：各个组分的质量分数
远场边界设置：包括马赫数，表压强，热力控制等。
Turbulence specification method（湍流确定方法） ：intensity and viscosity ratio
Intensity 10
Viscosity ratio 10
块二：solution
一．solution methods
Formulation ：implicit（隐式）
Flux type ：AUSM（迎风型矢通量分裂格式）
其余默认
二．Solution controls
Courant number（库朗数），是指时间步长和空间步长的相对关系，系统自动减小courant数，这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域，当局部的流速过大或者压差过大时出错，把局部的网格加密再试一下。（一般默认即可）
Under-relaxation factors （松弛系数），默认
三．Monitors
Residual monitors （残差监控）：可调整残差值，限制收敛程度。
四．Solution initialization （初始化）
Computer from：压力远场
partReference frame（参考系）：一般选择，relative to cell zone。
然后点击initialze，初始化即可。
五.Run calculation
此步设置迭代步数即可。
问题：
1． 目前是8马赫，但是一旦高过15马赫，计算的结果就会出错
错误一是，温度会有一个很长的高温拖尾，再入体尾部的温度与头部的几乎相同。
错误二是，压强云图不知道为什么，就会什么都没有了。
2. 这个问题，我不知道是网格质量的问题，还是在超高声速的时候，fluent参数会用些需要特别注意的设置。前面我也提到，网格质量检查的时候确实挺高，0.95以上，而且角度也都很好。但是，就是速度20马赫时结果不对，压强不出结果。
3. 在画网格时，有一个节点分布问题，如果我用指数分布，即贴近再入体壁面的网格设置的很密，那么，由于是结构化网格，相对应的边强制有相同的节点数，当有一个开叉角度时，以及增长率问题，会在靠近远场边界时，会出现纵横比高的网格，icem检查器是检查不出来的，但是fluent会警告。但是如果采用bigeometric（不知道什么意思，但是软件默认的），不会有高纵横比的问题，目前我用的就是这一种，但是，贴近再入体的网格就不是那么稠密，我觉得20马赫出现错误，会不会是这方面的问题呢？但是，又解决不了，我自己尝试了两个星期左右，只要是贴近再入体的网格稠密了，那么就会产生高纵横比的问题。
希望各位路过的前辈大神，能稍微指点一下，提示一下解决的思路，在此不胜感激。。。。。
再次很认真诚恳的希望，可以有同好的朋友，共同学习，相互讨论交流，共同进步！ |
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发表于 2012-6-11 23:47:51
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