1.PyFluent介绍

Fluent 2022R2开源了PyFluent库（目前是0.11.0版本），PyFluent是PyAnsys生态系统的一部分，它允许开发者在选择的Python环境中与其他PyAnsys库和外部Python库一起使用Fluent。便于开发者基于python实现fluent的自动化求解，比如：

• 使用本地Ansys安装程序启动Fluent
• 使用Fluent的TUI（文本用户界面）命令来实现网格划分和求解器功能
• 使用Fluent的内置后处理功能

开发者可以使用PyFluent以编程方式创建、交互和控制一个Fluent会话，以创建自己的定制工作空间。 此外，开发者可以使用PyFluent通过高度可配置的定制脚本来提高生产力。

官方文档：https://fluent.docs.pyansys.com/index.html

官方PyFluent库地址：https://github.com/pyansys/pyfluent

2.B站脚本案例讲解视频

https://www.bilibili.com/video/BV1LG4y187MK/?pop_share=1&vd_source=5865e52f51a427b75086d59f6ea7b9d6

3.作者信息

北京理工大学 数据流体团队成员雷国强

邮箱：[email protected]

4.PyFluent安装

方式1：pip安装

pip install ansys-fluent-core

方式2：本地下载安装

git clone https://github.com/pyansys/pyfluent.git
cd pyfluent
pip install pip -U
pip install -e .
python codegen/allapigen.py  # Generates the API files

为方便使用，可以配套安装Fluent参数化模块及后处理模块。利用下面的命令安装：

pip install ansys-fluent-parametric
pip install ansys-fluent-visualization

参数化模块官方文档：https://fluentparametric.docs.pyansys.com/

后处理模块官方文档：https://fluentvisualization.docs.pyansys.com/

注：

• PyFluent supports Fluent 2022 R2 and later
• ansys-fluent-core包支持python 3.7 到python 3.10
• 为实现本算例还需额外安装matplotlib, numpy等基本库（推荐使用anaconda虚拟环境配置）

5.本开源脚本介绍

以Langley Research Center的2D NACA 0012 Airfoil Validation Case为例，使用此脚本批处理计算同一套网格不同边界条件的流场，获取对应case的机翼表面气动力并提取目标局部区域流场数据。

5.1 data.csv参数配置文件，在此文件中添加所需变量在不同case下的参数

iter_num：迭代步数为测试需要节约时间仅跑50步

AOA：来流攻角

mach：来流马赫数

gage_pressure：压力远场表压

temperature：来流温度

wall_temperature：翼型恒温壁面温度。"-1"表示绝热壁面条件

5.2 代码介绍，与原本Fluent GUI求解步骤相同。

启动fluent，载入网格，检查有无负体积网格

import_filename="naca0012.cas"
#fluent启动界面，2d双精度，4核，mode="solver"求解模式，show_gui=True同步显示fluent
solver = pyfluent.launch_fluent(version="2d",precision="double",
                                processor_count=4,show_gui=True, mode="solver"求解模式	)
#读入网格
solver.file.read(file_type="case", file_name=import_filename)
#检查网格
solver.tui.mesh.check()

定义模型：开启能量方程，sst k-omega

solver.setup.models.energy.enabled = True
solver.tui.define.models.viscous.kw_sst('yes')
solver.setup.models.viscous.k_omega_options.kw_low_re_correction=False
solver.setup.models.viscous.options.viscous_heating=True

定义材料：理想气体，定义操作压力

solver.setup.materials.fluid['air'].density.option='ideal-gas'
solver.setup.materials.fluid['air'].viscosity.option='sutherland'
solver.tui.define.operating_conditions.operating_pressure('101325')

定义求解算法，压力速度耦合，开启全局伪时间，定义残差检测

solver.tui.solve.set.p_v_coupling(24) # Coupled
solver.tui.solve.set.gradient_scheme('yes')    # Green-Gauss Node Based
solver.solution.methods.pseudo_time_method.formulation.coupled_solver='global-time-step'
solver.tui.solve.monitors.residual.check_convergence('yes','no','no','no','no','no')
solver.tui.solve.monitors.residual.convergence_criteria('1e-7')
solver.tui.solve.monitors.residual.monitor('yes','yes','yes','yes','yes','yes')
solver.tui.solve.monitors.residual.plot("yes")
solver.tui.solve.monitors.residual.print("yes")

#创建一个函数。目的：创建监控文件+保存参数文件+绘图 #输入参数攻角AOA #无返回值 def create_report(need_aoa):

#根据data数据里的case设置边界条件和迭代次数

for data in data_all:

详情见pyfluent_naca0012.ipynb

6.运行过程（show_gui=True）

6.1案例求解域

6.2目标局部流场

7.生成文件

• drag_file_aoa_xx，lift_file_aoa_xx：气动力及气动力系数计算输出文件
• naca0012_aoa_xx.cas，naca0012_aoa_xx.dat：每个cas计算完成后的数据
• loc_naca0012_aoa_xx.txt：目标局部区域流场信息
• cl_cd.csv：记录每一个cas的攻角以及cl，cd