工程知识库
按分类查找 CFD、OpenFOAM、Modelica、CAE 与无网格法资料。
流研工坊知识库导航与学习路线
按 CFD 基础、数值方法、网格、边界、湍流、传热、多相流、验证确认和 Modelica 九个专题组织全部知识块,并提供面向不同任务的推荐阅读顺序。
CFD 问题定义与标准计算流程
介绍从工程问题、计算域和物理假设出发建立 CFD 模型的标准流程,给出求解前、求解中和求解后的检查项,避免只关注软件参数而忽略问题本身。
CFD 常用无量纲数与尺度判断
汇总雷诺数、马赫数、普朗特数、佩克莱数、斯特劳哈尔数和格拉晓夫数的定义,说明特征尺度选择以及如何用无量纲数筛选物理模型。
流体物性、单位与量纲检查
说明密度、动力黏度、运动黏度、比热和导热系数的区别,给出温压相关物性的处理方式以及提交计算前的单位与数量级检查清单。
质量、动量与能量守恒方程概览
从控制体观点梳理连续性、Navier–Stokes 和总能量方程,解释守恒通量、源项、闭合关系以及方程形式与边界条件之间的联系。
对流项离散格式选择与有界性检查
比较一阶迎风、二阶迎风、中心差分和高分辨率格式的耗散、精度与稳定性,说明用网格 Péclet 数和变量有界性选择格式的方法。
有限体积法:从积分守恒到离散方程
解释有限体积法如何对控制体积分并计算面通量,说明单元中心变量、面值重构、源项线性化和局部守恒的工程意义。
不可压缩流的压力—速度耦合方法
解释压力在不可压缩流中的约束作用,梳理 SIMPLE、SIMPLEC、PISO 与耦合求解的基本流程、适用场景和常见收敛问题。
残差、监控量与 CFD 收敛判定
区分代数残差、缩放残差、守恒误差和工程目标量,给出稳态与瞬态计算的多证据收敛标准以及残差停滞的诊断顺序。
瞬态 CFD 的时间步、Courant 数与采样长度
说明如何依据对流时间尺度、扩散时间尺度、旋转周期和目标频率选择时间步,并区分稳定性限制、时间离散误差和统计采样要求。
边界层网格、首层高度与 y+ 设计
说明壁面摩擦速度、无量纲壁面距离 y+、首层高度、棱柱层数量和增长率之间的关系,并区分壁函数与低雷诺近壁解析策略。
CFD 网格无关性与系统加密方法
给出粗、中、细三套网格的系统加密原则,说明目标量比较、局部场检查、表观收敛阶和网格不确定度记录方法。
CFD 网格质量指标与修复顺序
解释非正交、偏斜、长宽比、体积变化率和负体积的数值影响,给出从致命错误到局部优化的网格修复优先级。
CFD 网格拓扑与单元类型选择
比较结构六面体、非结构四面体、多面体、棱柱边界层和二维四边形网格,说明根据流动方向、几何复杂度与目标梯度选择网格的方法。
CFD 入口边界、剖面与湍流量设置
说明速度、质量流量、总压和静压入口的选择原则,介绍充分发展剖面、温度组分以及湍流强度与长度尺度的输入检查。
CFD 出口回流、计算域长度与压力边界
说明压力出口的物理作用、出口回流的来源与处理方式,给出调整计算域长度、回流温度组分和压力基准的诊断流程。
对称、周期、接口边界与初始场设置
说明对称简化的成立条件、平移与旋转周期映射、非共形接口守恒检查,以及稳态和瞬态计算的初始场与参考压力设置。
CFD 壁面运动、粗糙度与热边界条件
说明无滑移、移动壁面、旋转参考系、粗糙度以及恒温、热流、对流和共轭传热边界的选择与单位检查。
标准、RNG 与可实现 k-ε 模型使用指南
解释 k-ε 模型的变量、涡黏假设和常见变体,说明自由剪切流、普通内流、旋流与近壁处理中的适用范围和检查重点。
k-ω SST 模型与分离流计算指南
介绍 SST 模型在近壁区与自由流区的混合思想、逆压梯度和分离流优势,以及入口 ω、远场敏感性、y+ 与网格分辨率要求。
LES 与混合 RANS–LES 建模入门
说明 LES 的滤波思想、亚格子模型、入口湍流、网格与时间步要求,并介绍 DES 类混合方法的适用场景和网格诱导风险。
RANS 湍流模型选择框架
从附着流、逆压梯度、分离、旋流、浮力和转捩等特征出发选择 RANS 模型,并给出模型敏感性与输入完整性检查方法。
壁函数、低雷诺模型与近壁结果判读
对比壁函数和解析至壁面的近壁策略,解释黏性底层、对数区、y+ 与粗糙度的关系,并给出摩擦阻力和换热结果的检查清单。
可压缩流边界、总静参数与激波计算
说明总压总温与静态参数、声速和马赫数的关系,给出亚声速/超声速边界条件、激波捕捉网格与离散格式的工程设置要点。
共轭传热、薄壁与接触热阻建模
说明流体对流与固体导热的耦合方式,比较显式固体域和薄壁模型,给出材料物性、接触热阻、接口网格和热平衡检查项。
CFD 能量方程与对流传热建模
梳理焓、温度和总能量形式,说明导热、对流、黏性耗散、压力功和体热源的作用,并给出换热系数与能量平衡检查方法。
热辐射模型选择与能量平衡
说明表面辐射与参与性介质辐射的区别,比较视角系数、P1、离散坐标等方法,并给出发射率、吸收系数和辐射能量收支检查。
空化模型、汽蚀判据与结果判读
介绍饱和蒸气压、空化数和基于质量传递的空化模型,说明成核体积分数、湍流压力脉动、时间步与汽蚀风险验证的局限。
拉格朗日颗粒追踪与双向耦合
说明离散颗粒的受力、时间积分、湍流扩散、壁面相互作用和单向/双向耦合,给出颗粒统计收敛与质量平衡检查。
CFD 多相流模型选择框架
从相分布、体积分数、界面尺度、颗粒浓度和相间耦合强度出发,在 VOF、混合物、Euler–Euler 与 Euler–Lagrange 方法之间做选择。
组分输运、扩散与反应源项建模
说明质量分数输运、分子与湍流扩散、入口组分归一化、有限速率反应和能量耦合,并给出组分与元素守恒检查。
VOF 自由液面、表面张力与界面捕捉
介绍体积分数输运、界面重构、表面张力和壁面接触角,说明自由液面问题的网格、时间步、初始化和质量守恒检查方法。
CFD 质量、动量、能量与组分守恒检查
给出稳态和瞬态控制体的质量、能量、组分与动量收支计算方式,说明符号约定、积分面选择和相对不平衡指标。
力系数、时间平均与 CFD 可复现报告
说明压力力、黏性力、升阻力系数的参考量与坐标定义,给出瞬态平均、频谱、峰值和完整仿真报告的最低记录项。
GCI 与 CFD 离散不确定度报告
介绍三套系统加密网格、有效加密比、表观收敛阶、Richardson 外推和网格收敛指数 GCI 的使用条件与报告格式。
CFD 验证、确认与不确定度基础
区分代码验证、计算验证和模型确认,说明输入、离散、迭代、模型与实验不确定度的来源,并给出分层证据链的组织方式。
CFD 边界条件选择与一致性检查
从质量守恒、信息传播方向和物理可测量量出发,说明入口、出口、壁面与对称边界的选择方法,并给出提交计算前的一致性检查清单。
y+、首层网格与近壁面处理
估算首层高度并核对近壁面模型要求。
从连续方程到 Navier–Stokes 方程
从质量与动量守恒出发建立不可压缩流动控制方程。
有限体积法:守恒离散的核心思路
理解控制体积分、面通量和离散系数。