對(duì)于一些有幾何對(duì)稱的模型，如正方形、圓柱等，當(dāng)物理邊界也是對(duì)稱時(shí)，其物理場(chǎng)也是對(duì)稱分布的。對(duì)于這樣的幾何模型，如果將整個(gè)計(jì)算域全部計(jì)算一遍固然能夠得到最終的數(shù)值解，但是會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，因此，F(xiàn)luent使用了2D Space來簡(jiǎn)化這種模型的計(jì)算。

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1.?Fluent幾何模型?????????????????????????????????????????????????????

Fluent可以計(jì)算二維和三維幾何模型。二維模型可以是軸對(duì)稱圖形，對(duì)于這種圖形，我們可以只計(jì)算一部分，其他部分的物理場(chǎng)都與計(jì)算的部分一致，如計(jì)算域?yàn)閳A，我們就可以只計(jì)算其中的1/4，如圖所示。

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二維模型還可以表示三維模型，之前的文章中我們提到過，F(xiàn)luent雖然可以計(jì)算二維模型，但其本質(zhì)上還是在計(jì)算三維流場(chǎng)，其深度方向默認(rèn)為1m，因此二維矩形實(shí)際上是三維的長(zhǎng)方體。

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同時(shí)二維模型還可以表示旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的三維模型。如可以用一個(gè)矩形來表示圓柱，如果圓柱中的物理場(chǎng)只沿徑向和軸向發(fā)生變化，而與切向無(wú)關(guān)，那么圓柱的一個(gè)徑向切面就可以表示整個(gè)圓柱中物理場(chǎng)的分布。如果圓柱中的物理場(chǎng)沿徑向和軸向和切向都發(fā)生變化，也可以使用二維模型表達(dá)三維模型。

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2.?2D Space使用 ?????????????????????????????????????????????????????

(1)?軸向、周向和徑向：

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(2)?axisymmetric 指的是三維方程中周向速度v=0，以及所有變量?/?θ=0. 只有u和w分量的動(dòng)量方程。axisymmetric swirl 指的是三維方程中所有變量?/?θ=0，周向速度v可以不等于0. 動(dòng)量方程有u，v，w三個(gè)分量方程。
至于對(duì)稱軸都應(yīng)該設(shè)置為axis，意思即兩者都是三維圓柱在二維上的簡(jiǎn)化，只不過axisymmetric 代表三維上流體不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而axisymmetric swirl表示流體在周向上發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。這兩種情況都是在圓柱坐標(biāo)系下進(jìn)行計(jì)算的。此時(shí)x表示軸向，y表示徑向，y就是r。此時(shí)使用的計(jì)算方程是柱坐標(biāo)形式的計(jì)算方程。

(3)?axisymmetric 和axisymmetric swirl只有在二維模型時(shí)才可用，當(dāng)模型是三維時(shí)，不可選擇這兩種

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(4)?對(duì)于上述定義的所有柱狀坐標(biāo)系，正的徑向速率是從旋轉(zhuǎn)軸沿徑向指向外，正的軸向速率是沿旋轉(zhuǎn)軸向量方向，正的切向速率是基于旋轉(zhuǎn)軸正向的右手法則規(guī)定。

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(5)?回轉(zhuǎn)軸必須是x軸，且二維模型必須位于x軸上方，否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)體積

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(6)?Planar是平面模型。

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3.?Axis 和symmetry 邊界條件 ?????????????????????????????????????????

(1)?Axis 和symmetry 邊界條件直接與2D Space的設(shè)置相關(guān)。

(2)?Axis邊界條件必須是軸對(duì)稱圖形的中心線，當(dāng)2D Space選擇為Axisymmetric 和Axisymmetric swirl，必須將對(duì)稱軸邊界選擇為Axis，而不能選擇其他的邊界類型，包含symmetry邊界。只對(duì)二維模型可用。

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(3)?symmetry邊界條件意為鏡像邊界條件，只有當(dāng)模型鏡像對(duì)稱時(shí)，才可用此邊界條件。對(duì)導(dǎo)入模型為二維模型2D Space設(shè)置為Planar時(shí)，使用此邊界條件，計(jì)算模型仍為二維。導(dǎo)入模型為三維時(shí)，此邊界仍可使用。

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