1. 前言

又是一年開學季，又有很多小伙伴要開始接觸Fluent軟件了。初次接觸這個軟件的同學，可能會一臉懵，當年我也是如此。

一方面不能理解Fluent、ANSYS、Mesh等軟件的區(qū)別，另一方面即使打開了軟件，可能對軟件的界面完全不懂，甚至可以說不知所措。

本文就簡單介紹Fluent的前世今生，同時給大家學習Fluent軟件提供一點建議。

2. 話說Fluent

Fluent是什么？最簡單來說，F(xiàn)luent是一個計算器。

我們使用普通的計算器可以做什么？加減乘除、乘方、矩陣運算等。Fluent也是一樣，只不過它主要用來計算偏微分方程組。

學習過傳熱學和流體力學的同學應該知道，無論傳熱學方程還是著名的NS方程都是偏微分方程組，F(xiàn)luent軟件的所有操作都是圍繞求解這幾方程組來設計的。

因此一句話總結，F(xiàn)luent是一個用來求解流體流動、熱傳遞及化學反應等問題的計算器。而我們學習的目的只有一個，就是學會操作這個計算器。

3. Fluent的前世今生

提到Fluent，就不得不提及ANSYS，這點就會讓很多同學混亂。如果你網(wǎng)上一搜“Fluent下載”，很多網(wǎng)站會提供V6.3單獨的下載版本，這是一種非常古老的版本，可能比你的年齡還要大。

實際上早些年Fluent確實是一個獨立的軟件，自己單獨過日子，但是奈何生活拮據(jù)，最終被其他公司收購了（2005年）。而這個收購Fluent的公司就是大名鼎鼎的ANSYS。從此以后Fluent就寄人籬下，變?yōu)榱薃NSYS公司下的一款軟件。

ANSYS公司以自己公司的名字命名了一款軟件包ANSYS，而這款軟件包里面囊括了非常多非常多的軟件，其中就包含F(xiàn)luent和其相關的軟件。

至今ANSYS軟件包每年還都在更新，已經(jīng)更新到2022R2版本了。而Fluent V6.3版本則是2005年Fluent單獨過日子時發(fā)行的最后一軟件。如果你目前還使用Fluent V6.3版本，就相當于2022年你拿著17年前的小靈通硬和現(xiàn)在的手機比性能。

所以說Fluent是ANSYS軟件包下的一款軟件，如果想下載使用Fluent，就必須下載ANSYS。

4. Fluent求解計算流程

4.1 網(wǎng)格劃分

和Fluent相關的軟件不止ANSYS一個，我們還經(jīng)常聽說過如Mesh、ICEM、Gambit和CFD-POST這類軟件。這些軟件其實都是Fluent的輔助軟件。在說明這些軟件之前，我們先非常簡單的說明一下Fluent求解偏微分方程的原理。

在傳熱學書籍中，我們都學習過一節(jié)“熱傳導問題的數(shù)值求解”，在數(shù)值求解時很重要的一步是我們要將“區(qū)域離散化”

這一步就是將物理模型劃分為一個個的小節(jié)點，然后再對微分方程進行處理。

“區(qū)域離散化”這樣短短五個字的步驟被稱為畫網(wǎng)格，上面提及的軟件中Mesh、ICEM-CFD、Gambit都是畫網(wǎng)格的軟件。單一個畫網(wǎng)格有如此多的軟件，足以說明網(wǎng)格劃分的重要性。

注：

Gambit和Fluent v6.3一樣古老，盡量不要使用，可替代的軟件很多。

網(wǎng)格劃分是對流體域進行劃分，因此首先要有流體域。所以在網(wǎng)格劃分之前應該還有一個環(huán)節(jié)-物理建模，其實就是畫圖，二維或三維的都可。比如大家可能接觸到的CAD、Solidworks。

4.2 求解器設置

使用Mesh或ICEM-CFD等軟件對物理模型劃分好網(wǎng)格后，需要導入到Fluent軟件中進行一些列的操作，很復雜很復雜，但是本質(zhì)上都圍繞一個原則---求解偏微分方程組。

這部分是我們后面的重點，這里不再贅述。

4.3 后處理（畫圖）

現(xiàn)在我們已經(jīng)劃分好網(wǎng)格了，也使用Fluent求解出了偏微分方程組的數(shù)值解了，我們有了一大堆數(shù)據(jù)。這堆數(shù)據(jù)我們需要展示出來，怎么展示？？這就是后處理，其實就是根據(jù)數(shù)據(jù)畫圖。比如下面的圖，很帥氣吧

實際上Fluent軟件本身就有后處理，但是有更加專業(yè)且強大的軟件來處理數(shù)據(jù)，目前常用的軟件CFD-POST和Tecplot。CFD-POST是ANSYS軟件包包含的軟件，不必單獨下載，而Tecplot是單獨的軟件需要單獨下載。

5. Fluent學習流程

上面我們介紹了很多，主要還是為了幫助大家簡單理解一下Fluent是干嘛用的。對于Fluent的學習流程，每個人有不同的見解，我這里給我的我建議，供大家參考。

5.1 第一步：跟著教學視頻操作

看Fluent教學視頻，最好有講解，同時附帶有源文件的（注意是Fluent教學視頻，而不是網(wǎng)格劃分視頻）。跟著視頻操作，視頻怎么做，你就怎么做，剛開始不要問為什么。

如果和視頻操作一模一樣還是出問題那就百度，或者在交流群（QQ2群：876525686）里面交流。

這樣下來20個案例，且每個案例都能和視頻一樣做出來就可以進行下一步了。

20個案例一天2個，10天就能完成。你可能會覺得你一天就能完成10個案例，畢竟物理模型有了，網(wǎng)格文件準備好了，而且還有人手把手教。但是意外總是會不期而至，可能裝軟件就能讓你忙活一天。而且我們還要花時間摸魚，摸魚劃水總不能省吧。

千萬千萬不要去看任何理論書籍，也不要看任何理論課程。這些都是后面你對軟件很熟練之后才會考慮的事情。

不要受到一些大佬話語的影響，如“Fluent理論很重要“、”只會操作沒有用，要先學會理論”。這些話確實沒錯，但是需要到達一定階段。我們現(xiàn)在餓的都奄奄一息了，你非和我說這個炸雞不健康不能吃，這·········

上面的步驟主要還是讓大家先了解Fluent軟件的操作流程，至少我們要知道軟件怎么樣才能打開，怎么樣才能導入網(wǎng)格。學習需要正向激勵，當你跟著視頻完成了一個小案例，你會獲得滿足感，會更有動力去學習。

5.2 第二步：不看視頻單獨進行操作

找案例，不看視頻單獨進行操作。但需要對每一步進行理解。進行到這里最重要的就是理解，對操作步驟進行理解。這可能會花費很多的時間，因為很多操作網(wǎng)上是沒有解釋的，需要我們不斷嘗試。

這部分做10天做10個案例應該差不多了，這10個案例盡量是多種類型的，比如有換熱的、多相流的、組分輸運的等。

案例的找取：

可以買一本Fluent相關的書籍，基本都提供源文件及操作步驟。

當然也可以使用咱們公眾號的案例，公眾號每一個案例基本都提供了源文件，可以使用這些源文件對照公眾號文章進行操作，同時公眾號文章一些重難點的操作基本都進行了比較詳細的解釋，可幫助理解。

或者也可以將之前的20個案例重新操作一遍，不過需要自己百度理解每個操作。

實際上，之前20個案例的積累已經(jīng)讓你對基本的流程及操作能夠理解了。這一步就是對一些需要琢磨的操作進行理解。比如Mesh Scale操作、湍流模型的選取原則等。

3. 第三步：學習建模及網(wǎng)格劃分軟件

如果你的模型很簡單，那學一點點即可。如果模型比較復雜，那就得下一番功夫了。學習時間30天，主要還是看大家原來的軟件基礎。

建模軟件推薦：Solidworks、DM和Space Claim

其中Solidworks是單獨的軟件，需要單獨下載。

而DM和Space Claim是ANSYS集成軟件，不必單獨下載。這些軟件前期選擇一款學習即可，后面自己就會慢慢都學會了。

建模軟件適用性：

Solidworks是專業(yè)的建模軟件，操作比較簡單。如果模型比較復雜可使用這個軟件。

DM和Space Claim比較適用于結構比較簡單的模型，但它有個優(yōu)點就是會和Fluent形成工作流，你在DM軟件做一點更改，網(wǎng)格劃分軟件及Fluent會自動更改。

網(wǎng)格劃分軟件推薦：ANSYS mesh和Fluent meshing，如果網(wǎng)格要求比較高，可學習ICEM CFD。不要學習Gambit

網(wǎng)格劃分軟件的特點：

ANSYS mesh：上手很簡單，自動化程度很強，導入模型后甚至只需要點擊生成就可以劃分網(wǎng)格。推薦大家首先使用這款軟件劃分網(wǎng)格，給自己一點信心。

Fluent meshing：是Fluent內(nèi)的一款集成軟件，操作相對復雜一些，比較使用于大型網(wǎng)格數(shù)量的劃分，如果你的模型很復雜，網(wǎng)格數(shù)量較多，可以考慮這款軟件。

ICEM-CFD：操作比較復雜，這款軟件最大的特點是可以劃分結構化網(wǎng)格。結構化網(wǎng)格可以提高計算精度，因此當你的模型對精度很高，或者科研項目精度很高，可以使用ICEM。但當模型比較復雜時，這款軟件操作難度很大。

5.4 第四步：進行你的項目

進行你的項目，在項目中會學習到很多，如后處理，后處理前期不必單獨學習。即使項目很簡單，你也會遇到各種問題。

遇到問題怎么辦？

最簡單直接的辦法--百度，但大多數(shù)情況下百度不能解決問題，因為軟件太小眾了；另一種辦法就是和同學交流，可以面對面，這是最好的辦法，但更常用的是群交流。

上述兩種辦法雖然可行，但很多問題還是無法解決。其實最有效的辦法是查Fluent幫助文檔，這一步就可以逐漸接觸到理論了。

幫助文檔既包含操作的步驟，設置的適用條件，還包括理論基礎等，但奈何幫助文檔是英文的，需要大家比較好的英文基礎，其實看習慣慢慢就看明白了。

常用到的幫助文檔我們QQ群里面都有，大家可以自行下載。QQ群：876525686

5.5 第五步：專項學習

所謂專項學習就是只學習某一個大的操作或模型，而不必走完Fluent流程。

比如想學習蒸發(fā)冷凝模型，那就需要先了解蒸發(fā)冷凝模型的設置，這些設置的理論依據(jù)，查幫助文檔，了解蒸發(fā)冷凝模型的理論等。

慢慢的，為了搞清楚模型的設置依據(jù)，我們就自然而然的接觸到理論部分，而不是一上來就強迫自己啃那些天書。

6. 總結

到這里基本上初學者的流程就走完了，我們已經(jīng)由泛泛而學慢慢轉向為精學?，F(xiàn)在我們簡單總結一下：

第一步：看Fluent教學視頻，最好有講解，同時附帶有源文件的。時間：10天20個案例

第二步：找案例，不看視頻單獨進行操作。時間：10天10個案例

第三步：學習建模及網(wǎng)格劃分軟件。時間：20天，兩款軟件（建模一款+網(wǎng)格劃分一款）

第四步：進行你的項目。時間：不限，看自己的項目情況

第五步：專項學習。時間：不限，可以與第四步交叉進行。

以上只是我自己的心得，大家可以參考一下，找到自己的學習方法最重要。

微信公眾號：Fluent學習筆記。為了方便大家學習交流，我創(chuàng)建了QQ群：群一人數(shù)已滿員，可加二群：876525686，大家可以在其中討論相關的問題，同時我會將所有文章的源文件都放到QQ群中，還會放一些其它的學習文件。歡迎大家加入。