fluent使用总结免费（通用8篇）
篇1：fluent使用总结免费
3.1计算流体力学基础与FLUENT软件介绍 3.1.1计算流体力学基础
计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程，揭示流体运动的物理规律，研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科[}ss}。其基本思想可以归纳为:把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关十这些离散点上场变量之间的关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值[f=}}l
计算流体力学可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值仿真。通过这种数值仿真，可以得到流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度和浓度等)的分布以及这些物理量随时间的变化规律。
还可计算出相关的其它物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。此外，与CAD联合还可进行结构优化设计等。
过去，流体力学的研究主要有实验研究和理论分析两种方法。实验研究主要以实验为研究手段，得到的结果真实可信，是理论分析和数值计算的基础，其重要性不容低估。然}fu实验往往受到模型尺寸、流场扰动和测量精度等的限制，有时可能难以通过实验的方法得到理想的结果。此外，实验往往经费投入较大、人力和物力耗费较大及周期较长;理论分析方法通常是利用简化的流动模型假设，给出所研究问题的解析解或简化方程。然}fu随着时代的发展，这些方法已不能很好地满足复杂非线性流体运动规律的研究。理论分析方法的优点是所得结果具有普遍适用性，各种影响因素清晰可见，是指导试验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。但是，它往往要求对计算对象进行抽象和简化，才有可能得出理论解。}fU对十非线性情况，只有少数流动才能得到解析结果。
计算流体力学方法很好地克服了前面两种方法的弱点，与传统的理论分析方法、实验研究方法一同组成了研究流体流动问题的完整体系。计算流体力学的发展，先后经历FLUENT软件介绍
FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的著名的CFD计算分析软件，在航空、航天、透平机械、汽车、船舶、机械、化工、石化、计算机、半导体、能源、医学等领域得到了广泛的应用。能够解决流动、传热、化学反应、燃烧、多相流、旋涡流动等问题。
FLUENT软件研究的流动模型包括了定常和非定常流动，层流(包括各种非牛顿流模型)，紊流(包括最先进的紊流模型)，不可压缩和可压缩流动，传热和化学反应等。FLUENT软件设计基于“CFD计算机软件群的概念”，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。不同领域的计算软件组合起来，成为CFD软件群，从而高效率地解决各个领域的复杂流动的计算问题，在各软件之间可以方便地进行数值交换，采用统一的前后处理工具，省去了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力用十物理问题本身的探索上。
流体有限体积法(Finite Volume Method，简称FVM)是目前计算流体动力学领域内应用最普遍的一种对偏微分方程组的离散方法。FLUENT软件就是采用C语言编写的基于非结构化网格和有限体积法的通用CFD求解器，它推出了多种优化的物理模型，如定常和非定常流动;层流(包括各种非牛顿流模型);紊流(包括最先进的紊流模型);不可压缩和可压缩流动;传热;化学反应等。对每一种物理问题的流动特点，有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。
在FLUENT 5.0之后的版本中，都采用GAMBIT的专用前处理软件。GAMBIT软件是面向CFD的专业前处理器软件，它包含全面的几何建模能力，也可以从主流的CAD/CAE软件导入几何体和网格，GAMBIT强大的布尔运算能力为建立复杂的几何模型提供的极大的方便。GAMBIT功能强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT中专有的网格划分算法可以保证在较为复杂的几何区域直接划分出高质量的六面体网格。GAMBIT中的TGRID方法可以在极其复杂的几何区域中划分出与相邻区域网格连续的完全非结构化的网格，GAMBIT网格划分方法的选择完全是智能化的，在选择一个几何区域后GAMBIT会自动选择最合适的网格划分算法，使网格划分过程变得极为容易。
通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。
FLUENT软件具有以下特点：
☆ FLUENT软件采用基于完全非结构化网格的有限体积法，而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法； ☆ 定常/非定常流动模拟，而且新增快速非定常模拟功能；
☆ FLUENT软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题，用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件，余下的网格变化完全由解算器自动生成。网格变形方式有三种：弹簧压缩式、动态铺层式以及局部网格重生式。其局部网格重生式是FLUENT所独有的，而且用途广泛，可用于非结构网格、变形较大问题以及物体运动规律事先不知道而完全由流动所产生的力所决定的问题；
☆ FLUENT软件具有强大的网格支持能力，支持界面不连续的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。值得强调的是，FLUENT软件还拥有多种基于解的网格的自适应、动态自适应技术以及动网格与网格动态自适应相结合的技术；
☆ FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法，是商用软件中最多的； ☆ FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型； ☆ 适用于牛顿流体、非牛顿流体；
☆ 含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射； ☆ 化学组份的混合/反应；
☆ 自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型； ☆ 融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型； ☆ 离散相的拉格朗日跟踪计算；
☆ 非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）； ☆ 风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型； ☆ 惯性或非惯性坐标系，复数基准坐标系及滑移网格； ☆ 动静翼相互作用模型化后的接续界面；
☆ 基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型； ☆ 质量、动量、热、化学组份的体积源项； ☆ 丰富的物性参数的数据库；
☆ 磁流体模块主要模拟电磁场和导电流体之间的相互作用问题；
☆ 连续纤维模块主要模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题；
☆ 高效率的并行计算功能，提供多种自动/手动分区算法；内置MPI并行机制大幅度提高并行效率。另外，FLUENT特有动态负载平衡功能，确保全局高效并行计算；
☆ FLUENT软件提供了友好的用户界面，并为用户提供了二次开发接口（UDF）； ☆ FLUENT软件采用C/C++语言编写，从而大大提高了对计算机内存的利用率。
1.Fh lent 软件的结构组成()1 前 处 理 器 :9幽bit 科u en t软 件包的前处理器是galllbit，galnbit具有前处 理器建模及网格划分的功能，是进行数值模拟计算前处理器 的首选。但是，gambit适合于简单模型的建立，对于复杂模 型，可以采用Pr‘ug等软件进行建模，复杂模型建模完成 后，可以导入ganlbit软件再进行网1各划分。网格划分完成 后保存dbs文件和愉出msh文件。
前处 理 阶 段需耍用户进行如下操作: 定义 计 算 域、绘制简化物理模型 对计 算 域 进行网格划分
定义 域 边 界单元的边界条件 定义 流 体 的属性参数(2)求 解 器 : nuent
FLUENT简介
fluent是用于计算流体流动和传热问题的程序。它提供的非结构网格生成程序，对相对复杂的几何结构网格生成非常有效。可以生成的网格包括二维的三角形和四边形网格；三维的四面体 和六面体及混合网格。fluent很能够根据计算的结果调整网格，这种网格自适应能力对于精确求解 有较大梯度的流场有很实际的作用。由于网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域里实施，而非整个流场，因此可以节约计算时间。
一、程序的结构
fluent程序软件包由以下几个部分组成：
（1）GAMBIT—用于建立几何结构和网格的生成。
（2）FLUENT—用于进行流体模拟计算的求解器。
（3）prePDF—用于模拟PDF燃烧过程。
（4）TGrid—用于从现有的边界网格生成体网格。
（5）Filter（Translator）—转换其他程序生成的网格，用于FLUENT计算。
利用FLUENT软件进行流体的流动和传热计算的模拟计算的流程一般是，首先利用GAMBIT进行流动区 域几何形状的构建、定义边界类型和生成网格，然后将GAMBIT中的网格文件输出用于FLUENT求解器计算的格式，在FLUENT 中读取所输出的文件并设置条件对流动区域进行求解计算，最后对计算的结果进行后处理。
二、FLUENT 程序可以求解的问题
FLUENT 可以求解计算二维和三维问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。fluent软件的应用范围非常广泛，主要范围如下：
(1)用非结构自适应网格模拟2D或者3D流场，它所使用的非结构网格主要有三角形/五边形、四边形/五边形，或者混合网格，其中混合网格有棱柱形和金字塔形。（一致网格和悬挂节点网格都可以）
(2)不可压或可压流动
(3)定常状态或者过渡分析
(4)无粘，层流和湍流
(5)牛顿流或者非牛顿流
(6)对流热传导，包括自然对流和强迫对流
(7)耦合热传导和对流
(8)辐射热传导模型
(9)惯性（静止）坐标系非惯性（旋转）坐标系模型
(10)多重运动参考框架，包括滑动网格界面和rotor/stator interaction modeling的混合界面
(11)化学组分混合和反应，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型
(12)热，质量，动量，湍流和化学组分的控制体源
(13)粒子，液滴和气泡的离散相的拉格朗日轨迹的计算，包括了和连续相的耦合(14)多孔流动
(15)一维风扇/热交换模型
(16)两相流，包括气穴现象
(17)复杂外形的自由表面流动
三、FLUENT程序求解问题的步骤
利用FLUENT求解问题的步骤如下：
(1)确定几何形状生成计算网格（用GAMBIT，也可以读取其他指定程序生成的网格）。
(2)输入并检查网格。
(3)选择求解器（2D或3D）
(4)选择求解的方程（层流或是湍流、化学组分或化学反应、传热模型等），确定其他需要的模型
(5)确定流体的材料的物性
(6)确定边界的类型及其边界条件（前者在GAMBIT中确定，但在FLUENT中可以修改，后者在FLUENT中实现）
(7)条件计算的控制参数
(8)流场的初始化
(9)求解计算
(10)判断收敛
(11)保存结果并进行后处理
四、关于FLUENT求解器的说明
在打开后会出现如下对话框，对话框中各个项代表的意义是表示求解器的精度。
(1)FLUNT2D—表示二维单精度求解器;
(2)FLUENT3D—表示三维单精度求解器；
(3)FLUENT2ddp—表示二维双精度求解器；(4)FLUENT3ddp—表示三维双精度求解器。
五、FLUENT求解方法的选择
FLUENT中所涉及的求解方法有非耦合求解（segregated）、耦合隐式求解（coupled implicit）和耦合显示求解(coupled explicit)。
非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动.耦合求解方法则可以用在高速可压缩流体。fluent默认设置为非耦合求解，但对于高速可压 流动，或需要考虑体积力的流动，求解问题时网格要比较密，建议采用耦合隐式求解方法求解能量和动量方程，可较快地得到收敛解。缺点是需求的内存比较大，大 约是非耦合求解迭代时间的1.5-2.0倍。如果必须要耦合求解，但是机器的内存不够的条件下，可以考虑用耦合显示解法器求解问题。该解法也耦合了动量、能量及组分方程，但是内存却比隐式求解方法小。缺点是收敛的时间比较长。
而且fluent5.5以前的版本（包括5。5），其物理模型，（比如粘性流体的几个模型)都是预先设定的，所以，对于那些做探索性或者检验新方法而进行的模拟，就不适合用。
同时gambit做网格，对于粘性流体，特别是计算湍流尺度，或者做热流计算来说其网格精度一般是不可能满足 的，除非是很小的计算区域。所以，用fluent做的比较复杂一点的流场（除了经典的几个基本流场）其计算所得热流，湍流，以及用雷诺应力模拟的粘性都不 可能是准确的，这在物理上和计算方法已经给fluent判了死刑，有时候看到很多这样讨论的文章，觉得大家应该从物理和力学的本质上考虑问题。
但是，fluent往往能计算出量级差不多的结果，曾经做了一个复杂的飞行器热流计算，高超音速流场，得到的 壁面热流，居然在量级上是吻合的，但是，从计算热流需要的壁面网格精度来判断，gambit所做的网格比起壁面网格所满足的尺寸的要大了至少2个数量级，到现在还不明白fluent是怎么搞的。
综上，如果对付老板的一些工程项目，可以用fluent对付过去，但是如果真的做论文，或者需要发表文章，除非是做一些技术性工作，比如优化计算一般用fluent是不适合的。
fluent做力的计算是很不错的，做流场结构的计算，即使得出一些涡，也不是流场本身性质的反应，做低 速流场计算，fluent的优势在于收敛速度快，但是低速流场计算，其大多数的着眼点在于对流场结构的探索，所以计算得到的结果就要好好斟酌一下了，高速 流场的模拟中，一般着眼点在于气动力的结果，压力分布以及激波的捕捉，这些fluent做的很不错。
对于运用fluent来求解问题，首先要对本身求解的物理模型有充分的了解，只有在这个基础上，才能够选择出正确的，计算模型以及相应的边界条件。
对于fluent计算的方法，确实是采用的有限体积法，不过对基于非结构网格的5.X，觉得其采用的应该 是同位网格而不是交错网格，因为非结构网格情况下，交错网格的方法处理起来比同位网格方法要复杂很多。一般见到的非结构网格下FVM（有限体积法）多半还 是采用的同位网格而非交错网格，这个问题还可以进一步探讨。对于非结构网格而言，目前能够做到的离散精度也只能是二阶精度了，再高精度目前还没法做到，或 者说还没有做到很实用。
对于gambit做网格，确实不是十分的理想，不过这个也不能怪罪gambit，因为非结构网格的生成方法，本 身
在理论上就有一些瑕疵（姑且这样说吧，不能说是错误，呵呵）所以对于一些十分复杂，而且特殊的流场，可能最终生成的网格会很不理想，这个时候多半需要采 取一些其它的迂回的方法，例如将复杂区域分区，分成一些简单的区域，然后在简单区域里面生成网格，最后再组合，而不是将整个复杂区域教给gambit让其 一次生成网格。有时在软件做不到的地方，就需要人想法补上了。
对于壁面网格的问题，gambit中提供了生成边界层网格的方法，恩，不知道是否这个功能也同样不能满足所需。gambit中边界层网格只是在壁面法向进行特别的处理。对于壁面切向方向则是和边界层外网格尺度相当的。
对于fluent的适用范围，本身fluent是一个比较成熟的商业软 件，换句话说，其适用的数值方法，多半也是目前相对比较成熟的方法之一。因此用fluent来做工程项目确实是很适合的，因为它相对效率较高，而且实际上 fluent中有一些对特殊问题的简化处理其目的也是直接针对工程运用的。因此如果是完全的基于fluent做流场分析，然后做论文，这样是不行的。需要 强调的是，fluent仅仅是一种CFD的工具，一个相对好用的工具。
对于fluent做高速可压流动问题，由于有限体积法本身对于求解有间断（激波）的流动问题就存在一定的误差的，有限体积法实际上应该更加的适合于不可压流动问题，因为这个方法本身 的特点就保证了通量的守恒，对于不可压流动，那就是保证了整个流场的质量守恒。对于算激波的问题似乎还是得要实用一些高精度格式，例如 NND，TVD，时空守恒格式等。顺便问stipulation一个问题，在算钝头体（导弹）小攻角来流夸音速流动问题时，在计算中是否有激波的振荡现
对于旋转机械的流动问题，fluent中提供了几种方法，一种是就是很简单用坐标变换的概念化旋转为静止，然后 添加一个惯性力。一种是所谓的多参考坐标系方法，还有就是混合面方法，最后是滑移网格方法。第一种方法自不用说，理论上是精确的，后面三钟方法中，fluent中以滑移网格方法计算的准确度最好，前面两种方法都有很强的工程背景并且是在此基础上简化而来的。但这些方法的运用都有一些前提条件。
fluent公司还有另外的一个工具，MixSim是针对搅拌混合问题的专用CFD软件内置了专用前处理器，可迅速建立搅拌器和混合器的网格及计算模型。
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解决问题的步骤
确定所解决问题的特征之后，你需要以下几个基本的步骤来解决问题： 1．创建网格.2．运行合适的解算器：2D、3D、2DDP、3DDP。3．输入网格 4．检查网格 5．选择解的格式
6．选择需要解的基本方程：层流还是湍流（无粘）、化学组分还是化学反应、热传导模型等 7．确定所需要的附加模型：风扇，热交换，多孔介质等。8．.指定材料物理性质 8．指定边界条件 9．调节解的控制参数 10．初始化流场 11．计算解 12．检查结果 13．保存结果
14．必要的话，细化网格，改变数值和物理模型。
想起CFD，人们总会想起FLUENT，丰富的物理模型使其应用广泛，从机翼空气流动到熔炉燃烧，从鼓泡塔到玻璃制造，从血液流动到半导体生产，从洁净室到污水处理工厂的设计，另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械，气动噪声，内燃机和多相流系统等领域的应用。今天，全球数以千计的公司得益于FLUENT的这一工程设计与分析软件，它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛，是目前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其用户界面友好，算法健壮，新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。长期以来，功能强大的模块，易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT受到企业的青睐。
网格技术，数值技术，并行计算
计算网格是任何CFD计算的核心，它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元，在单元上计算并存储求解变量，FLUENT使用非结构化网格技术，这就意味着可以有各种各样的网格单元：二维的四边形和三角形单元，三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。这些网格可以使用FLUENT的前处理软件GAMBIT自动生成，也可以选择在ICEM CFD工具中生成。
在目前的CFD市场，FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称，久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度，新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间，成熟的并行计算能力适用于NT，Linux或Unix平台，而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能，通过调整各处理器间的网格分配平衡各CPU的计算负载。
湍流和噪声模型
FLUENT的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿，它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等，随着计算机能力的显著提高，FLUENT已经将大涡模拟（LES）纳入其标准模块，并且开发了更加高效的分离涡模型（DES），FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。
气动声学在很多工业领域中倍受关注，模拟起来却相当困难，如今，使用FLUENT可以有多种方法计算由非稳态压力脉动引起的噪音，瞬态大涡模拟（LES）预测的表面压力可以使用FLUENT内嵌的快速傅立叶变换（FFT）工具转换成频谱。Fflow-Williams&Hawkings声学模型可以用于模拟从非流线型实体到旋转风机叶片等各式各样的噪声源的传播，宽带噪声源模型允许在稳态结果的基础上进行模拟，这是一个快速评估设计是否需要改进的非常实用的工具。
动态和移动网格
内燃机、阀门、弹体投放和火箭发射都是包含有运动部件的例子，FLUENT提供的动网格模型满足这些具有挑战性的应用需求。它提供几种网格重构方案，根据需要用于同一模型中的不同运动部件，仅需要定义初始网格和边界运动。动网格与FLUENT提供的其他模型如雾化模型、燃烧模型、多相流模型、自由表面预测模型和可压缩流模型相兼容。搅拌槽、泵、涡轮机械中的周期性运动可以使用FLUENT中的动网格模型（moving mesh）进行模拟，滑移网格和多参考坐标系模型被证实非常可靠，并和其他相关模型如LES模型、化学反应模型和多相流等有很好的兼容性。
传热、相变、辐射模型
许多流体流动伴随传热现象，FLUENT提供一系列应用广泛的对流、热传导及辐射模型。对于热辐射，P1和Rossland模型适用于介质光学厚度较大的环境，基于角系数的surface to surface模型适用于介质不参与辐射的情况，DO模型（Discrete ordinates）适用于包括玻璃的任何介质。DTRM模型（Discrete ray tracing module）也同样适用。太阳辐射模型使用光线追踪算法，包含了一个光照计算器，它允许光照和阴影面积的可视化，这使得气候控制的模拟更加有意义。
其他与传热紧密相关的汽蚀模型、可压缩流体模型、热交换器模型、壳导热模型、真实气体模型、和湿蒸汽模型。相变模型可以追踪分析流体的融化和凝固。离散相模型（DPM）可用于液滴和湿粒子的蒸发及煤的液化。易懂的附加源项和完备的热边界条件使得FLUENT的传热模型成为满足各种模拟需要的成熟可靠的工具。化学反应模型
化学反应模型，尤其是湍流状态下的化学反应模型在FLUENT软件中自其诞生以来一直占着很重要的地位，多年来，FLUENT强大的化学反应模拟能力帮助工程师完成了对各种复杂燃烧过程的模拟。涡耗散概念、PDF转换以及有限速率化学模型已经加入到FLUENT的主要模型中 ：涡耗散模型、均衡混合颗粒模型，小火焰模型以及模拟大量气体燃烧，煤燃烧、液体燃料燃烧的预混合模型。预测NOx生成的模型也被广泛的应用与定制。
许多工业应用中涉及发生在固体表面的化学反应，FLUENT表面反应模型可以用来分析气体和表面组分之间的化学反应及不同表面组分之间的化学反应，以确保表面沉积和蚀刻现象被准确预测。对催化转化、气体重整、污染物控制装置及半导体制造等的模拟都受益于这一技术。
FLUENT的化学反应模型可以和大涡模拟（DES）及分离涡（DES）湍流模型联合使用，这些非稳态湍流模型耦合到化学反应模型中，才有可能预测火焰稳定性及燃尽特性。多相流模型
多相流混合物广泛应用于工业中，FLUENT软件是在多相流建模方面的领导者，其丰富的模拟能力可以帮助工程师洞察设备内那些难以探测的现象，Eulerian多相流模型通过分
别求解各相的流动方程的方法分析相互渗透的各种流体或各相流体，对于颗粒相流体采用特殊的物理模型进行模拟。很多情况下，占用资源较少的的混合模型也用来模拟颗粒相与非颗粒相的混合。FLUENT可用来模拟三相混合流（液、颗粒、气），如泥浆气泡柱和喷淋床的模拟。可以模拟相间传热和相间传质的流动，使得对均相及非均相的模拟成为可能。
FLUENT标准模块中还包括许多其他的多相流模型，对于其他的一些多相流流动，如喷雾干燥器、煤粉高炉、液体燃料喷雾，可以使用离散相模型（DPM）。射入的粒子，泡沫及液滴与背景流之间进行发生热、质量及动量的交换。
VOF模型（Volume of Fluid）可以用于对界面的预测比较感兴趣的自由表面流动，如海浪。汽蚀模型已被证实可以很好的应用到水翼艇、泵及燃料喷雾器的模拟。沸腾现象可以很容易地通过用户自定义函数实现。前处理和后处理
FLUENT提供专门的工具用来生成几何模型及网格创建。GAMBIT允许用户使用基本的几何构建工具创建几何，它也可用来导入CAD文件，然后修正几何以便于CFD分析，为了方便灵活的生成网格，FLUENT还提供了TGrid，这是一种采用最新技术的体网格生成工具。这两款软件都具有自动划分网格及通过边界层技术、非均匀网格尺寸函数及六面体为核心的网格技术快速生成混合网格的功能。对于涡轮机械，可以使用G/Turbo，熟悉的术语及参数化的模板可以帮助用户快速的完成几何的创建及网格的划分。
FLUENT的后处理可以生成有实际意义的图片、动画、报告，这使得CFD的结果非常容易地被转换成工程师和其他人员可以理解的图形，表面渲染、迹线追踪仅是该工具的几个特征却使FLUENT的后处理功能独树一帜。FLUENT的数据结果还可以导入到第三方的图形处理软件或者CAE软件进行进一步的分析。定制工具
用户自定义函数在用户定制FLUENT时很受欢迎。功能强大的资料库和大量的指南提供了全方位的技术支持。FLUENT的全球咨询网络可以提供或帮助创建任何类型装备设施的平台，比如旋风分离器、汽车HVAC系统和熔炉。另外，一些附加应用模块，比如质子交换膜（PEM）、固体氧化物燃料电池、磁流体、连续光纤拉制等模块已经投入使用。
FLUENT自豪的是能持续满足广大行业客户的应用需求。客户能够得到业内最有经验的流体工程师的技术支持，以他们丰富的专业技能作为依靠。联系您当地的FLUENT分支机构，看看FLUENT能为您的工程项目提供何种帮助吧。
篇2：fluent使用总结免费
使用工作总结
本学期我校严格贯彻落实上级教育部门关于教科书循环使用的精神，提高教科书的使用效益。这项工作培养了学生勤俭节约、艰苦奋斗的思想作风和关爱他人、助人为乐的思想品德，增强了学生保护环境，节约能源的意出发点。在工作中我校高度重视，并结合实际，认真研究，现工作总结如下：
一、学校成立以一把手校长总负责，班主任具体抓的教科书循环使用机制，具体负责教科书循环使用的管理及实施。通过召开例会、教师学生代表会，讨论研究教科书循环使用的具体办法，研究解决实施过程中出现的问题，以保证教科书循环使用的效果。
二、本学期学校要通过各种手段、多种方式开展宣传教育。积极引导教师树立循环经济、节约资源和保护环境的观念，更新教育观念、改变教学方式，让社会、家长、学生了解教科书循环使用的意义。学期初，学校向学生说明借用循环教科书的要求，指导学生使用循环教科书的方法，让学生充分认识到爱护教科书的重要意义。教育学生做到在循环教科书上不写不画不做作业，妥善保管循环教科书，确保循环教科书整洁完好。教导处还将教材循环使用工作与学生思想品德教育和日常行为规范教育工作结合起来，促使学生逐步养成爱护课本、节约资源的良好习惯，增强责任意识和环境保护意识。
三、结合学校实际，本学期制订切实可行的《教科书循环使用管理制度》。制度对循环使用教科书的借用、管理做出具体的规定，并研究切实可行的措施，细化各个环节的管理，以保证做好循环使用教科书的借用、归还、修补、统计工作。具体做法是：
1、学校统一管理。
学校把循环使用的教科书作为中小学的教育装备，由学校集中统一管理，学生免费使用，不属于学生个人所有。学校按学生人数足额配备，人手一册，将新的教材统一进入图书室后，由图书管理员统一做好教材的分类、登记和整理工作，集中保存。
2、按时配发、回收。
列入循环使用的课程教科书，按学生数配发到各班，发放时做好了登记工作，其余教科书原封不动，由学校图书室统一保存。学期末统一收回，并做好登记，使用率达到标准要求。
3、班主任保管责任制。
学校实行班主任保管责任制，要求班主任做好循环使用过程中的保存和管理工作。在循环教材使用过程中，班主任加强教育，确保循环教材不乱涂、不乱画、不缺页、不丢失。
4、图书室对循环教科书的使用情况进行跟踪了解，对出现的问题及时调控，保障正常的教学秩序。
篇3：fluent使用总结免费
据介绍, 淘Wi Fi正在联手行业伙伴, 搭建中国最大的免费Wi Fi联盟。目前已接入移动 (全国) 、联通 (仅浙江) 、电信 (全国) 、连连科技4家运营商的无线网络。移动、联通、电信的热点资源, 采用1小时免费上网, 淘金币兑换更多时长的方式。其他运营商的热点资源则不限使用时长。用户在下载“淘Wi Fi”App并打开该软件后, 系统会自动定位搜索300米内的有效热点资源, 点击即可上网, 不需要身份验证, 跨区域也不需要重复登录。
在用户信息安全方面, 淘Wi Fi仅显示合作的运营商热点, 保护用户隐私安全。同时, 淘Wi Fi对淘宝账号与上网数据做了隔离, 用户不必担心账号信息被他人窥探。
篇4：产品免费使用体验
每期6款产品，寄给60个家庭进行免费使用体验。这里是他们使用产品之后的精彩评论。如果你愿意，就快来申请吧。
润本艾草沐浴露
萃取天然艾草植物精华，富含牛奶蛋白、清洁乳及抑菌成分，在深层清洁宝宝肌肤污垢的同时，蕴含了大量呵护他肌肤的营养成分。纯天然，独具天然清香，能自然消除体味。
自然清香
非常好闻的香味儿。每次给宝宝洗完澡，大家都要争着抱她。那种小婴儿本身的奶香再加上沐浴露淡淡的花草香，她真成了我们家的“香饽饽”。
珈珈妈妈，广西，女儿6个月
以前没怎么给宝宝使过沐浴露，总觉得没必要。后来领到了这款产品，就给他用了几次，发现除了能让皮肤滑溜，还解决了他总觉得痒痒的问题，可能是沐浴露里含有滋润成分的缘故吧。
权权妈，河北，儿子1岁半
不像一般的沐浴产品外观那么“笨”，很轻巧的一个小瓶子，“身材”匀称，放进浴室的柜子里也不占地方。还很可爱，浑身圆乎乎的，有时我在给宝宝洗澡时，把浴液倒在手心里后就拧紧了给她当玩具，也很安全。
琪琪公主，安徽，女儿2岁
AQ拼插积木玩具
日本原装进口，具有超高人气的一款益智玩具。与一般拼插玩具不同的是，积木的2种基础件要靠5种连锁块加以联结，而连锁块的旋转角度达到120度。
超乎想象
我们有好几套拼版玩具，都只能拼出方方正正的形状或平面。这套玩具真的很有趣，居然能拼出球形，这让我们有了更多的东西可以拼，尤其是拼小动物的身体也更像。
博源妈，北京，儿子3岁
我好几次回家时意外发现，不是我女儿在玩这套玩具，而是我老爸，孩子的爷爷。可能是老人很久没有机会动手做什么东西了(以前我们家很多小家具都是他自己做的呢)，手很痒痒吧。这回终于找到一件有挑战性的事儿了!
润心妈妈，辽宁，女儿1岁
以前儿子总缠着我陪他玩，自从我陪他玩了几次这套玩具后，他居然自己琢磨上了。这套玩具比一般的拼插玩具更具象，孩子照着图纸琢磨一会儿就能拼得差不多，所以挺有成就感的。
壮壮妈，湖北，儿子4岁
丽儿欣高级梳刷3件组
梳子的头部是圆形的，用这样的梳子为婴儿梳头发，不会划伤婴儿娇嫩的头皮，而且还能刺激头皮的血液循环。婴儿刷由特殊的纤维制成，特别柔软，可刷去新生儿头皮上的胎藓。
全心呵护
使用体验“业”精于勤
防滑的手柄设计很好，宝宝自己拿着很牢固。虽然她现在多半在给小熊、娃娃什么的梳“头发”，还没能熟练得给自己梳。但是我觉得多练习练习，她很快就会自己梳了。这其实也是在锻炼她的手眼协调呢!
菱子妈妈，河南，女儿1岁半一梳他就笑
宝宝的头上倒是没有胎藓，但好像也很喜欢梳头。我用那个最小的像牙刷似的小梳子一给他梳，他就咧嘴笑。不知是舒服呢，还是痒痒呢?等他长大后再问吧，哈哈。
Sunny_0909，上海，儿子2个月小光头也能用
最近我们剃了小光头，但是每天也用刷子刷刷头皮，娃娃很喜欢。还有一个妈妈告诉我，可以用梳子的圆头给他按摩脚底，不爱生病。我打算这几天好好地研究一下穴位，给他试试。
小楠妈，江苏，儿子7个月
米奇精品卡通童帽
款式帅气，设计别致，戴起来也很舒适。图案特别引人注目，颜色搭配也很新颖，富有童趣，妈妈喜欢，宝宝也很愿意戴。
时尚实用
使用体验小仙子米妮
我们拿到的是“女孩款”，女儿非常喜欢，而且觉得所有小朋友的帽子都没她的好看。她每次戴之前都要指着图案反复向我们强调：“我这是小仙子米妮。”可不，图案上的米妮长着一对可爱的翅膀呢!
咖啡心情，北京，女儿3岁
安全帽
亮红色的帽子孩子戴上后显得特别有活力，而且还充当了我们外出游玩时的安全帽。在商场里或者人；的地方，当我和他们父子走散了，就会使劲地找红帽子。
俊俊妈，江西，儿子2岁
质地真的不错
几乎没有一个线头儿，做工考究。我给宝宝戴了几次，发现还很吸汗，有时他玩“疯”了，我给他摘下帽子一摸，帽子边上是湿的，他的头发却很干。
乐乐妈，山西，儿子2岁
针对小婴儿的生理特点设计，是能满足不同月龄的婴幼儿的益智玩具。可以培养婴儿早期对颜色、声音的感知，锻炼他对方向的识别和手眼的协调能力。
一摇知天下
宝宝80多天的时候我拿到了这套摇铃。本来以为宝宝还不会玩，想示范一下，谁承想人家竟然一手抓住一个就晃开了。虽然他拿摇铃的样子还有点儿笨，但是给了我一个大大的惊喜。
轩轩妈，天津，儿子3个月
莲莲特别喜欢那个两头圆、中间细的摇铃，抓着方便，把圆头放进嘴里也很“好吃”，所以总是嘬得滋滋作响。以至于爸爸每次打电话回来都先问：“我闺女是不是又啃骨头呢?”
静莲仙子，江苏，女儿7个月
有一次慧慧闹觉，我就拿了一个摇铃出来逗她，她一下就不哭了，笑嘻嘻地看着我手里的摇铃，而且辨别声音的能力特别强，还伸着小手够。但是却更不肯睡觉了。
慧慧妈，北京，女儿4个月
适婴坊插座保护罩
6枚装，适用于二、三相插座，可防止宝宝意外触电。扁平、透明的表面设计，避免了宝宝拔出玩耍的可能性，更加安全实用。
双重安全
使用体验
不错的设计
以前看过别的同类产品，都不这么薄，也不是透明的。用了之后我才觉得这样的挺好，不会引起孩子的注意，就像没插一样。虽然我们自己拔的时候也有点儿费劲，但对孩子来讲更安全，这就不算什么了。
小海子爹，吉林，儿子9个月
真的很后怕
说来惭愧，以前不知道有这种产品，我也没想过宝宝会去摸插座。在父母必读育儿网上见到了产品介绍后，我才觉得很后怕，幸好宝宝还没对那些“小洞洞”感兴趣，赶紧把插座都装好了!
烁烁妈妈，湖南，女儿10个月放心爬吧!
记得听谁说过，要学孩子爬一爬才知道家里有什么危险。那天我一爬就发现，那些平时我们不注意的插座还真是安全隐患。现在都做好“防备”了，可以让宝宝随便爬了。
篇5：场地免费使用协议
君顶华悦美酒荟场地使用协议
承租方： 云南鋆德酒业有限责任公司（以下简称甲方）租赁方：（以下简称乙方）
甲乙双发本着自愿、平等、互利的原则就乙方租赁世博生态城18-1君顶华悦美酒荟场地进行宣传活动事宜，经双方协商，达成以下协议：
一、活动时间2013年4月13日
二、双方权利及义务
1、甲方拥有该场地的所有权，协议期间甲方负责为乙方提供活动场地及服务人员四名进行协助；乙方可使用会馆现有设施设备，如需其他设备，乙方需自行解决。
2、活动前，乙方提前进场布置场地，须提前电话告知甲方，甲方委派工作人员协助。乙方应按照甲方规划位置布展，如有改动，须经过甲方许可。
3、甲方人员服从乙方对活动的安排及管理，乙方在活动期间对会馆进行必要装饰（如黏贴宣传海报、横幅、气球、鲜花等相关宣传物品），须获得甲方同意。活动中如乙方有未经甲方许可事宜且经劝阻仍不改正，甲方有权阻止乙方继续使用该场地。
4、乙方使用场地期间，须爱护会馆设施设备，不得有损坏会馆的事情发生，活动结束后乙方须对活动装饰进行必要的清理。
5、乙方进行活动期间，甲方不得进行其他接待活动以保障乙方活
动的顺利进行。
6、甲方免费提供该场地给乙方使用（注：君顶华悦美酒荟场地租
赁费用为1500元/时，包场费用另计），保证原有设施设备的正常
运行。
7、活动期间乙方须承担会馆的安全保卫职责，负责己带设备的运
行。对于除仅因会馆原有设施设备故障及人员原因造成的损失，甲方不予承担相关责任。
8、活动中如发生协议中未提及事宜，双方友好协商解决。
三、本协议一式两份，甲乙双方各持一份，盖章有效，具有同等法
律效力。
四、本合同一经双方签字盖章，即时生效。
五、其他约定：
甲方：云南鋆德酒业有限责任公司乙方
代表签章：代表签章：
时间：时间：
篇6：imenu云免费使用协议
甲方：
地址：
电话：乙方：杭州引力网络技术有限公司 地址：杭州市天目山路376号辅楼10楼 电话： 0571-87770666
根据《中华人民共和国合同法》和有关规定，为明确双方权利及义务，经甲乙双方友好协商，就甲方使用乙方iMenu云产品事宜签订协议如下；
一、相关服务：
1、iMenu云产品自项目验收完成之日起提供终身免费升级服务及远程技术支持服务。
二、质量标准及包装要求：
1、本合同标的软件著作权人为：杭州引力网络技术有限公司；登记证书号：软著登字第0282308号。
三、相关保密条款：
1、未经对方许可，任何一方不得将本协议内容向协议外第三方或公众透露，保密责任的有效期和协议履行期相同。
2、各方应对本协议所获得的对方商业秘密将予以保密，未经商业秘密所有人书面同意，任何时候不得向任何第三方透露。
四、软件著作权：
本协议所确定的软件著作权归乙方所有，甲方如有解密、复制或其他违法行为，乙方有权终止本协议，并追究甲方的法律责任。
五、合同纠纷的解决：
1、双方同意因本协议引起的或与本协议有关的任何争议，任何一方可将该争议提交杭州市仲裁委员会，由其
按照仲裁规则进行仲裁，仲裁裁决是终局的，对双方均有约束力。
2、任何一方启动仲裁或诉讼程序，所产生的仲裁费或诉讼费、律师费及因仲裁或诉讼发生的其它费用（不限于交通费、鉴定费、住宿费、查询费、判决执行费等）应由败诉方承担。
六、其他事宜：
1、本协议经双方代表签字并盖章后生效，协议中未尽事宜由双方协商解决。因双方不可抗力因素，本协议不能执行，双方本着友好协商的原则，处理善后事宜。
2、协议正本与本协议所有附件具有同等法律效力；本协议及相关文档的传真件、复印件，与协议正本一样具有同等法律效力。
3、本协议一式贰份，双方各持壹份，具有同等法律效力。
甲方（盖章）乙方（盖章）
甲方授权代表（签字乙方授权代表（签字）
篇7：免费教科书使用管理制度
一、循环使用的教科书（以下简称“教科书”）下发时在扉页上
适当地方加盖学校印章。
二、纳入循环使用的教科书包括：《音乐》、《美术》、《科学》、《信
息技术》。
三、教科书由图书室统一管理，纳入图书管理范畴登记和造册。
在开学初根据注册学生名单、人数，对每位学生的教科书使用情况进行登记，建立台帐制度，做好各年级、各学科教科书的分类编号工作。
四、教科书的发放和回收。每学期开学初，各班班主任根据学生
人数到图书室统一借阅，要求每个学生使用固定编号（即同年级各科目流水号相同）的教科书。学期末放假前，各班班主任根据学期开学初所借数量归还于图书室。图书室要对回收的教科书逐班、逐科、逐本进行检查、核对数量，并认真做好核销统计工作，上报学校教务处，最后按科目、年级、学期、编号顺序放好，以便下一学年循环使用。
五、转出的学生在办理转出手续前要把循环使用的教科书交给班
主任，不准转出学生带走循环使用的教科书。
六、学生在使用循环教科书的时候，要爱惜教科书，不准在教科
书上胡写乱画，不准上；损坏，对于教科书中附带的作业习题，要求学生抄下来做。在学期末回收教科书时，如发现有
损坏教科书的要照价赔赏。
七、教科书的保管和消毒。学期末回收教科书后，图书室要分类
存放于专用书架（柜），并对所有教科书进行全面消毒，预防疾病的传染、扩散。不得回收已感染传染疾病的教科书。
免费教科书循环使用管理领导小组
组长:张明
副组长:代秀年张永杰
篇8：蜂窝系统使用免费频段的方法研究
第三代移动通信(3G)网络和长期演进(LTE)网络的商用为移动通信产业注入了新的活力,第三代合作伙伴计划(3GPP)关于先进长期演进(LTE-A)的标准化工作也在不断的推进中,为未来移动通信产业的发展奠定了基础。随着蜂窝数据业务需求的不断增长,与其他系统共享频谱是解决蜂窝系统频谱资源紧张的途径之一,也是今后标准化的一个发展方向。目前可共享的免费频段包括2.4GHz工业、科学和医疗频段(ISM band)和5.8GHz频段。下一代蜂窝网络使用这些频段不仅能够提升这些频段的频谱利用率,还可以降低传统蜂窝频段的负荷,在免费频段上实现热点局域覆盖,进一步提升蜂窝系统的容量,并且可以为蜂窝系统带来新的市场以及新的应用,例如个域网(WPAN)业务,机器到机器通信M2M(Machine-to-Machine),设备到设备直接通信D2D(Device-to-Device)。因此蜂窝系统使用共享频段是未来蜂窝系统的重要发展方向[1]。
蜂窝系统使用免费频段要满足不同国家或地区的无线电管理部门对于该频段的使用限制[2]。当前有许多技术成熟的使用设备工作在免费频段上,例如无线局域网(WLAN)设备、蓝牙设备,蜂窝系统使用该频段除了要满足相应的发射功率限制外,还要解决和该频段上已有设备的共存问题。本文考虑主要的竞争设备是无线局域网设备,2.4GHz频谱被分成许多个相互重叠的信道,比如在中国和欧洲(西班牙和法国除外),2.4GHz～2.4835GHz频段被分成13个重叠信道,每个信道带宽为22MHz,并且可以同时支持3个正交信道[3],本文考虑的场景是LTE-A设备与802.11设备工作在相同的22MHz信道上,即LTE-A设备共享使用无线局域网信道。如何让蜂窝设备和已有的无线局域网设备达成良好的共存,同时不给无线局域网设备带来较显著的干扰和竞争是一个值得研究的问题。
1 IEEE 802.11 MAC 协议
IEEE 802.11MAC协议通过带冲突避免的载波侦听多路访问机制(CSMA/CA)解决了多个站点如何竞争使用信道的问题。所有802.11设备必须支持[3]的基本CSMA/CA的帧传输判定流程如图1所示。
当一个WLAN站点需要传输数据时,它需要首先侦听信道,如果信道空闲且持续一个分布式协调帧间间隔(DIFS)时间,那么该站点就可以接入信道并开始传输。如果侦听到信道忙,那么站点就应该一直侦听信道直到空闲且持续空闲DIFS时间,同时在开始传输数据之前,站点要开始执行一个二进制的指数退避机制,通常也称为竞争窗口,CSMA/CA的冲突避免正是由竞争窗口中随机退避所体现的,此外同一个站点的连续帧传输之间也要等待一个竞争窗口[4]。
随机退避机制是时隙化的,参与随机退避的每个站点仅允许在时隙的起点开始传输,时隙的长度是由物理层特性决定的,一般来说与站点侦听到其他站点占用信道的最小时间有关,站点所需退避的随机时隙数是由竞争窗口的取值CW决定的,随机退避时间的取值范围是均匀的在(0,CW-1)区间内选取,CW的取值和帧的传输成败相关,CW初始值设置为CWmin, 每一次不成功的传输都会使CW值加倍,CW值的上限为CEmax=2mCWmin,m为整数,每次成功传输后CW值都被重设为CWmin,CW的上下限都由标准[3]决定。在随机退避过程中,如果信道被检测到空闲,每个站点所维护的退避计数器每一个时隙减1,直到减为0时接入信道;如果信道被检测为忙,那么退避计数器就挂起,当信道检测到DIFS时间长度的空闲后,退避计数器又开始进行递减。
图2描述了802.11基本接入方式帧传输时序图,当源站点有数据需要发送时,首先侦听信道,因为在DIFS时间内信道一直空闲,所以数据帧开始发送,目的站点在成功接收到数据帧后一个短帧间间隔(SIFS)时间后马上回送一个确认帧,SIFS时间短于DIFS,所以发送确认帧的时候目的站点不需要重新竞争信道,其他站点则在确认帧发送结束再加一个DIFS后,也就是等到信道空闲了DIFS时间后,开始竞争窗口,等待接入信道。
蜂窝系统和WLAN设备共享无线局域网信道的一个很自然的方法就是将蜂窝系统设备模拟成虚拟的WLAN设备,使用和802.11完全相同的MAC层机制去争用信道。该方法虽然简单,但是在站点多、业务量大的情况下,较多的帧间间隔和较大的竞争窗口容易导致整体效率低下[5],而且如果LTE-A设备比较多的话还会带来较多的系统内部竞争,另外这种直接的方法也很难保证两个系统间的公平性和频谱资源最大化,尤其是在WLAN业务需求不是很大的情况下,LTE-A由于受到传统CSMA/CA中随机退避过程中最小竞争窗口的限制,也无法自适应地提高接入的概率 。
2 蜂窝系统接入概率自适应可调的接入方法
2.1 系统模型
由于LTE-A设备以虚拟WLAN方法来和WLAN设备共享信道存在公平性和频谱资源最大化问题,本文提出了一种蜂窝系统接入概率自适应可调的接入方法,简称APA方法。
APA方法将LTE-A系统看作一个整体接入无线局域网信道,这样LTE-A设备之间就不存在内部竞争,它们通过某种预配置的方式(集中式控制或者分布式控制)来共享竞争到的信道资源。
这里,仅考虑采用基本CSMA/CA方式的802.11站点。如图3所示,在LTE-A系统有业务需求准备接入的时候,若信道空闲,并且持续侦听到信道再DIFS时间一直空闲,则直接接入信道;若信道忙,那么就侦听信道直到信道空闲,持续侦听信道在DIFS时间内一直空闲,LTE-A则以概率P接入信道。如果这时没有接入信道,则须再等待一个DIFS时间再查看信道是否仍然空闲。这里的概率P是可以根据某种准则(例如最大化比例公平吞吐量)自适应调整。
2.2 优化方法分析
网络的吞吐量为:
其中
式(2)被称之为基于比例公平的吞吐量效用函数[6],在对数函数的作用下,如果某个用户的吞吐量很小将会在式(2)中受到严重的惩罚,并且式(2)所示效用函数满足边际效用递减规则,即每增加一单位吞吐量所带来的效用值增益比上一单位带来的少,也即有如下数学性质[7]:
对于WLAN和LTE-A共同使用的免费频段,它的比例公平吞吐量效用函数为:
对于本文中提出的概率可调接入方法(APA),我们设WLAN和LTE-A的物理层最大传输能力分别为RPHY 1 和RPHY 2 ,例如对于11Mbps的802.11b来说,RPHY 1 =11Mbps。 由于RPHY 1 和RPHY 2 都是物理层速率,而物理层传输是有开销的,如导频序列、帧头。假设WLAN和LTE-A每传输一个物理层帧实际传输物理层负载所占的时间比例分别为K1和K2,那么WLAN和LTE-A的物理层信息比特最大传输速率分别为R1=RPHY1×K1和R2=RPHY2×K2;设WLAN和LTE-A物理帧占用信道的时间比例分别为P1和P2;设WLAN和LTE-A的业务需求分别为L1和L2,则最大化比例公平吞吐量效用函数和约束条件如下:
Max(UPF=Log2R1P1+Log2R2P2) (4)
约束条件:
R1P1≤L1 (5)
R2P2≤L2 (6)
P1+P2<1 (7)
因为由于帧间间隔以及退避时间的存在,实际上总的信道占用率不会达到1,我们可以设置最大的信道占用率是0.85左右,即式(8),第3节的仿真中验证了其合理性。
P1+P2=0.85 (8)
通过联立式(4)、式(5)、式(6)和式(8)可以得到WLAN和LTE信道占用率的理想值,向量形式表示为:
因此可以通过调节2.1节中所述LTE-A的接入信道概率P,使得系统始终工作在式(9)的理想点附近。设WLAN和LTE-A第k时刻信道占用比例为αk和βk,第k时刻观测窗长度为Wk(一般为从第k-1时刻到第k时刻的时间间隔),从第k时刻到第k+1时刻相隔的时间为Ck+1,从第k时刻到第k+1时刻WLAN占用信道的时间为Dk+1,从第k时刻到第k+1时刻LTE-A占用信道的时间为Ek+1,LTE-A接入概率P的调节方法如下:
(1) 调节P:如果βk < P
(2) 计算αk+1和βk+1:
(3) 计算误差函数Jk+1:
(4) 如果Jk+1<Jk,则继续根据(1)调节下一时刻LTE-A接入概率P;如果Jk+1≥Jk或者Jk+1=0,则在下一时刻暂不调节。
之所以计算式(14),是因为在赋范空间内,向量
3 仿 真
假设WLAN和LTE-A的物理层速率RPHY 1=RPHY 2=11Mbps,WLAN的物理层为11Mbps IEEE 802.11b,CWmin=32,CWmax=1024;WLAN和LTE-A的每个物理层帧的负载传输时间固定为50个WLAN的时隙,802.11b的时隙长度为20微秒;假设2.2节中第k时刻和第k+1时刻相距为1秒,并且任意时刻观测窗口大小Wk都为1秒,即每秒计算一次 WLAN和LTE-A的信道占用率向量
图4用以计算物理层负载实际传输时间在物理层帧总传输时间中所占时间比例K1和K2,802.11b的物理层前导序列和帧头采用1Mbps差分二进制相移键控调制。其中,传输前导序列和帧头的时间为Tpre+Thdr=192μs,传输物理层负载的时间为Tp=50×20μs,传输确认帧的时间为TACK MAC=10.18μs。
计算K1和后面仿真中计算信道利用率的时候,都将WLAN的SIFS作为信道的使用时间。式(16)的依据是3GPP中关于LTE物理层开销的一个近似值[9]。所以R1=RPHY1×K1=7.83Mbps;R2=RPHY2×K2=9.43Mbps,再结合上业务需求信息,那么目标信道利用率式(9)可根据式(4),式(5),式(6),式(8)解出。
仿真1模拟了WLAN业务需求不是很多(每4ms一个11000比特的数据需求加入缓冲),而LTE-A有很多业务需求(如ftp)的情况。假设存在1个WLAN站点,设置P1+P2=0.86,根据业务需求等约束条件联立式(4)、式(5)、式(6)可以得出最优目标信道利用率
表1的三个指标均是系统稳定后(第31秒到第80秒)的均值,仿真结果表明对于总吞吐量和比例公平吞吐量指标,APA方法分别比虚拟WLAN方法提高了14.3 %,0.7%,这是在APA方法中LTE-A的接入概率P是可调整的,但是虚拟WLAN方式中由于竞争窗口是在(0,CW-1)均匀取值,而CWmin=32,也就是说,竞争窗口下的等效接入概率最大值为2/CWmin=1/16,这样就限制了LTE-A在信道利用率不高的情况下占用信道的能力,所以虚拟WLAN接入方式要比APA方式性能差。并且从图5可以看出,由于WLAN的业务需求不是很多,所以从第20秒LTE-A接入信道以后,WLAN的吞吐量基本没有受到影响,同时LTE-A可以获得可观的频谱资源,使得WLAN和LTE-A的总吞吐量迅速地从2.70Mbps升至7.50Mbps;比例公平吞吐量提升不大是因为由于受到对数函数边际效应递减的作用,即每增一单位吞吐量所带来的比例公平吞吐量增益要比上一单位带来的增益少;仿真表明APA方法的收敛性能较好,式(8)所做的总信道利用率85%左右的假设合适,2.2节中所述的(1)、(2)、(3)调整方法合适,而且仿真中概率P的调整步长1/64以及时间窗1秒的选取合适,仅需7秒左右的时间就能将误差快速收敛到0。
仿真2模拟了WLAN和LTE-A都有很多业务需求(如ftp)的情况。假设存在1个WLAN站点,设置P1+P2=0.85,这时候根据业务需求等约束条件联立式(4)、式(5)、式(6)等条件可以得出目标信道利用率
表2的三个指标均是系统稳定后(第31秒到第80秒)的均值,仿真结果表明对于总吞吐量和比例公平吞吐量指标,APA方法分别比虚拟WLAN方法提高了9.6%,0.59%,并且从图7可以看出APA方法误差函数收敛得很快,这是因为对于APA方法来讲,LTE-A的接入概率P始终都是向着最大化比例公平吞吐量的方式来调整,故APA方法的比例公平吞吐量和总吞吐量指标要超越虚拟WLAN接入方式。
仿真3模拟了WLAN业务需求不是很多(每4ms一个11000比特的数据需求加入每个WLAN站点的缓冲)而LTE-A有很多业务需求(如ftp)的情况,假设共有2个WLAN站点,设置P1+P2=0.85,对于每一个WLAN站点,传送完自己的业务需求需要占用35.1%的总信道时间,在本仿真中,为了WLAN和LTE-A的相对公平起见,我们假设WLAN和LTE-A的信道利用率调整的目标值分别为P1=0.351×1.6=0.5616,P2=0.85-P1=0.2884。仿真结果如图9、图10和表3所示。
表3的三个指标均是系统稳定后(第31秒到第80秒)的均值,仿真结果表明信道利用率调整的目标值设置合理,对于总吞吐量和比例公平吞吐量指标,APA方法比虚拟WLAN方法分别提高了6.79%,0.36%。
4 结 语
本文提出了一种基于最大化比例公平吞吐量的自适应概率可调的未来蜂窝系统接入免费频段的方法(APA方法),该方法可以在业务需求约束条件下步进地调整蜂窝系统的接入概率P,使系统工作在理想点附近,理论分析以及仿真表明该方法可以使无线局域网信道的频率资源使用更加地高效,两个系统的比例公平吞吐量和总吞吐量都得到了提高,为未来蜂窝系统使用免费频段的频谱自适应接入方法提出了一种解决思路。
参考文献
[1]Jorma Lilleberg,Kari Rikkinen.LTE on Shared Bands[R].RenesasMobile Europe Ltd.Renesas Mobile Corporation,Tech Rep:July 2010.
[2]Final Draft ETSI EN 300 328 V.1.8.1,Electromagnetic compatibilityand Radio spectrum Matters(ERM);Wideband transmission systems;Data transmission equipment operating in the 2.4 GHz ISM band andusing wide band modulation techniques;Harmonized EN covering es-sential requirements under article 3.2 of the R&TTE Directive[S].Apr 2012.
[3]IEEE Standard for Information technology—Telecommunications andinformation exchange between systems—Local and metropolitan areanetworks—Specific requirements.Part 11:Wireless LAN Medium Ac-cess Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications[S].The Institute of Electrical and Electronics Engineering,Inc.IEEE std802.11-2012.
[4]Binchi G.Performance Analysis of the IEEE 802.11 distributed coordi-nation function[J].IEEE Journal on Selected Areas in Communica-tions,2000,18(3):535-547.
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[6]Vincent K N Lau,Yu Kwong Ricky Kwok.Channel-Adaptive Technolo-gies and Cross-Layer Designs for Wireless Systems with Multiple An-tennas:theory and application[M].New Jersey:John Wiley&Sons,2006.
[7]张国鹏,张海林,赵力强.WLAN中基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制[J].西安电子科技大学学报:自然科学版,2009,36(1):87-93.
[8]奚宏生.随机过程引论[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2009.
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