fluent 里3D的圆柱型流道速度截面图是什么样的_百度知道
fluent 里3D的圆柱型流道速度截面图是什么样的
我自己做出来的有一个缓冲段，但正确的应该没有，有大神知道为什么吗？这是有缓冲段的，明显看到经过一段距离速度才均匀
我有更好的答案
这个与你的入口速度设置有关。你用的是速度入口吧，而且是输入一个定值，这样入口速度是平均分布，自然会有“缓冲段”进行速度的重新分布。你的模拟结果没有问题。如果你想一开始没有缓冲段，你可以采用两种方法：把模型即圆管画长些，我不清楚你的直径多大，你可以观测一下速度分布从多少米处不再有明显变化，比如5米处，以此作为你所想要的”入口“；UDF编写速度分布函数，这有一个问题，就是你的函数很难完全与“充分发展”流动的速度分布完全一致，导致你还得计算一段距离才能得到“充分发展”。所以用第一种方法就对了，第二种方法没必要。还要提醒你一点，不存在绝对的“充分发展”，你观察到某个数量级就可以了。
哦，厉害不过有个问题，就是我们组做过矩形的，尺寸是一个数量级的，都是微米级，但矩形管肉眼看不出有缓冲段，所以不太清楚为什么圆柱型会这么明显
这个和网格可能有关，所有的管道流动都必然有缓冲段，没有缓冲段的反而有可能有问题，一种可能是网格划分有问题，另一种可能是后处理观察不到位。对于微通道而言，可以进行量纲分析，缓冲段一定也非常段，但不可能不存在。我并不知道你的模型是微通道，但道理是一样的，所有的RANS模型（你应该用的不是DNS和LES）都会丢失涡流信息，所以，某种程度上讲，RANS只适合讨论流场的大致分布情况，至于流场的细节特征DNS更适合。我不知道你的流体是什么，如果是水，还可以考虑滑移壁面边界条件，这是一种假设的边界条件，并不代表真实情况。空气的话就不需要了。
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Fluent理论手册(2)―旋转坐标系
2 旋转参考系流动本节主要描述旋转参考系流动模拟的数学背景。以下章节包含的内容包括：
2.1：介绍 2.2：旋转参考系流动 2.3 多旋转参考系流动2.1 简介ANSYS FLUENT 求解流体流动及热传递方程，默认情况下求解的是静态参 考系（或者惯性系）情况下。然而，对于许多问题，若能在动参考系（或非惯性 系）下进行求解则非常有利。这些问题常常涉及到运动部分（例如旋转的叶片、 桨以及类似的运动面） ，而且这些旋转部分的流动情况正是感兴趣区域。在大多 数问题中，运动部分导致在固定参考系中的问题为瞬态。通过使用运动参考系， 流过运动部分能转化为稳态问题进行求解。 ANSYS FLUENT 的动参考系模拟能力允许用户通过在选择的网格区域激活 运动参考系模拟求解涉及到动区域的问题。当动参考系被激活时，运动方程被修 改为包含额外加速度项，主要由于从静态参考系转化为动参考系所形成的。通过 在稳态状态下求解这些方程，运动部分周围流动能够被模拟。 对于许多问题，可能整个计算区域采用一个运动参考系。这被称为单参考系 方法（SRF） ，可能使用 SRF 方法的地方以及使用该方法对几何模型的要求参考 2.2 节： 单参考系流动。 对于比较复杂的几何模型， 可能无法使用单参考系模型， 在那些问题中，需要将问题分解为多个计算区域，各区域间采用定义好的分界面 进行关联。对于分界面的处理方式形成了两种近似、稳态模拟方法：多参考系方 法（MRF）以及混合面方法。这些问题将在 2.3.2 及 2.3.2 节进行讨论。如果静 态部分与运动部分间的交互非常重要， 则可以采用滑移网格方法捕捉流动的瞬态 行为。滑移网格模型的讨论将在第 3 章：滑移及动网格流动中讨论。16图 1.2.1 单参 参考系模型 型（鼓风机叶 叶轮）2.2 旋转参 2 参考系流动 动使用动参 参考系的主要 要原因在于 于解决一些静 静止参考系 系（惯性系）中有关运动 动参 考系 系的非稳态 态问题。对于 于一个稳定 定的旋转参考 考系（如旋 旋转速度为常 常数） 其流 ，将其 动运 运动方程转 转换至旋转参 参考系中， 进而求解其稳态解是 是可能的。 默认情况下 下， ANSYS FLUE ENT 在恒定 定转速情况下 下允许激活 活运动参考系 系。如果旋 旋转速度不是 是常 方程将包含 含一些 ANS SYS FLUEN 不包含的额外项（ NT （尽管它们可 可能 数，变换后的方 通过 过使用用户自定义函数 数添加至源 源项中） 注意到在具有 。注 有恒定转速 速的运动参考 考系 中同 同样可以采 采用瞬态模拟 拟。例如， 旋转风扇页 页面的涡脱 脱落。17图2 2.1.2 多参考 考系模型2.2.1 旋转参 参考系方程 程考虑相对 对于静止参考 （惯性系 以角速度 稳定旋转的坐标系 考系 系） 度 系统， 如图 2.2.1 2 所示 示，旋转系统原点以位 位置向量 进 进行定位。 通过一个单位 位向量 进行 行定义，因 因此 旋转轴通 = （2.2.1）CFD 问题 题关于旋转系 系的计算域 域中任意点位 位置通过位 位置向量 及 及旋转域的原 原点 进行 行确定。 能使用以下关系将速 速度从静止 止系转化为旋 旋转系。 = 式中 = × (2.2.3)18（2.2.2）上式中， 为相对速度（旋转系中观察的速度） 为绝对速度（静止系中观 ， 察的速度） ， 为牵连速度（由于旋转系所导致的速度） 。当在旋转系中求解运动个问题时， 动量方程中的额外项导致流体加速度增加。 同时，方程能够以两种不同的方式表达：
使用基于变量的相对速度形式表述动量方程（称为相对速度形式） 利用基于动量方程中绝对速度形式表述动量方程（称为绝对速度形式）对 于 这 两 种 表 达 式 的 精 确 形 式 控 制 方 程 将 在 后 面 进 行 表 述 。 ANSYS FLUENT 的压力基求解器提供了使用这两种格式的选择。 密度基求解器通常使用 绝对速度形式。更多关于每种速度形式的优缺点的资料，可以参阅用户手册 10.7.1 节：选择相对或绝对速度表达式。 1、相对速度表达式 对于相对速度表达式，稳定旋转系中流体流动控制方程可写成： 质量守恒方程： + 动量守恒方程： ( )+ ( ) + (2 × + × × )= +
+ （2.2.5）
=0 （2.2.4）能量守恒方程： ( )+ ( )= ( +
)+ （2.2.6） )及向心加速动量方程包含两个附加的加速度项：科里奥利加速度(2 × 度( ×× )。 另外， 式中的粘性应力
除使用了相对速度导数项外与方程 （1.2.4） 及相对总焓
) ，这些变量定义为： （2.2.7） （2.2.8）中相同。能量方程采用相对内能= + ( = 2、绝对速度表达式 +在绝对速度表达式中，稳定旋转系中流体流动控制方程可以写成以下形式： 质量守恒方程： +
=0 （2.2.9）19动量守恒方程： + ( )+ ( × )= +
+ （2.2.10）能量守恒方程： + ( + )= ( +
)+ （2.2.11）在此格式中，科里奥利加速度及向心加速度被归结到单独项 × 中。2.2.2 单旋转系模拟许多问题允许整个计算域只涉及到一个旋转系（因此称之为 SRF 模型） 。在 这些问题中，2.2.1 节给定的方程在所有计算区域网格上被求解。在 SRF 模型下 规定适当的边界条件可以采用稳态求解。 在特定情况下， 壁面边界存在以下要求：
使用参考系的运动壁面允许有任何形状。一个例子为泵叶轮上的叶片表 面。相对参考系定义此壁面边界为无滑移条件，因此移动壁面上相对速 度为零。
壁面能够定义为在静止坐标系下无运动的，但是这些壁面必须为关于旋 转轴旋转的表面。这里的壁面条件为华裔壁面，因此壁面上绝对速度为 零。一个这方面的例子为带有旋转叶片的圆柱形风道内表面。 旋转周期边界也可能被使用，然而表面必须为关于旋转轴为周期的。例如， 通常模拟的透平机械中的叶片， 假定流动为周期旋转的而且定义其中一个叶片建 立周期计算域。这允许在降低计算所有叶片的开销情况下，能够很好求解叶片表 面的流动。 ANSYS FLUENT 的流动条件（进口和出口）在大多数情况下，能够用静止 参考系或旋转系进行表述。例如，对于速度进口，能够根据方便性指定相对速度 或绝对速度。更多的关于这些或其他边界条件的资料，可以参看用户手册 10.7 节：使用单旋转系问题及第 7 章：网格区域及边界条件。2.3 多旋转参考系流动许多涉及到多运动部分以及包含了一些静止非旋转表面（无法使用 SRF 模 型） 。在这些问题中，必须将模型分成多个流体/固体区域，使用分界面边界将其20分隔开。包含运动部分的区域可以采用运动参考系方程进行求解，而静止区域可 以通过静止参考系方程求解。Fluent 支持两种方法对这些问题进行处理。
多旋转参考系
多参考系模型（MRF） 混合平面模型（MPM）滑移网格模型（SMM）MRF 及混合平面模型均是采用了稳态近似，它们的最大不同点在于对分界 面的处理上。这些方法将会在后面进行讨论。滑移网格方法是基于网格运动的， 因此本质上是瞬态的。2.3.1 多参考系模型2.3.1.1 概述 MRF 模型是多区域计算两种方法中最简单的一种。它采用稳态近似，在各 个区域上可以假定不同的旋转或移动速度。 每个运动区域网格中使用运动参考系 方程求解流动。如果区域为静止的( = 0)，方程即化为静止系形式。在个计算域的分解面上， 使用一个局部参考系将一个区域中的流动变量进行通量计算并转 换到相邻的区域。关于 MRF 分界面格式将在 2.3.1 节：MRF 分界面格式中进行 详细讲述。 应当注意到 MRF 方法不会使相邻的两个运动区域间产生先对运动（可能是 运动或静止） ；用于计算的网格依然是固定的。这类似于在制定位置固定运动部 分的运动且观察该位置瞬间流场。 因此， MRF 方法常常又称之为 “冰冻转子法” 。 尽管 MRF 方法是一个近似方法，但是对于许多应用提供了一个可信的流动 模型。例如，MRF 模型可用于转子与定子耦合相对较弱的透平机械问题中，以 及一些运动与静止区域截面间流动相对简单的问题求解。例如在混合槽中，当叶 片与挡板间的相互作用相对减弱时，大尺度的瞬态效应并不明显，此时可以使用 MRF 模型。 使用 MRF 模型可以为瞬态滑移网格计算提供一个较好的初始条件。在一些 转子与静子之间相互作用很强烈时，不能使用 MRF 模型，此时只能单独使用滑21移网 网格模型。 2.3.1.2 实例 一叶轮的搅拌 拌槽， 可以定 定义一个包 包含叶轮及其 其周围流体 体的旋转参考 考系， 对于单一 且在 在叶轮区域 域外部使用静 静止参考系 两个参考 系。 考系之间的分 分界面采用 用稳态流动假 假设， 亦即 即对于各自的参考系，分界面上 上的速度必须 须相同（绝 绝对值） 网格并不运动 。网 动。 同样可以在一个问题 题中包含多 多个转动参考 考系。如图 2.3.1 所示 图 示的几何包含 含有 两个 个旋转叶轮 这样的问 轮。 问题可以使用 3 个参考 用 考系： 外部静 静止系及两个 个旋转参考 考系。 （图 图中虚线部 部分为参考系 系间的分界 界面） 。图 2.3.1 具 具有两个旋 旋转叶轮的几 几何 2.3.1.3 MRF 分 分界面表达 达式 施加到分 分界面的 MR 表达式取 RF 取决于使用 用的速度格式 式。应当注 注意到对分界 界面 的出 出题主要体 体现在速度及 及速度梯度 度上，由于这 这些向量在参考系中发 发生改变。标 标量 如温 温度、压力、密度、湍 湍动能等，则 则不需要特 特殊处理，因 因为在不同 同参考系间传 传递 时不 不发生改变 变。 1、分界面 面处理：相对速度表达 达 FLUENT 对 MRF 模型的实现中 模 中，将计算 算域分解为多 多个子计算 算域，每一个 个区 域相 相对于静止 止系为旋转或 或移动的。 每 每一子区域 域的控制方程 程都是关于 于此区域的参 参考 系所 所建立。 此， 因此 静止系及 及移动系子 子区域流动由 1.2 节： 连续及动量 连 量方程所描述 述，22而在转动子区域中的流动情况则有 2.2.1 节：转动参考系方程所描述。 在两个子区域之间的边界， 一个子区域控制方程中扩散项及其他项需要相邻 子区域的速度值。ANSYS FLUENT 强制保持绝对速度的连续性，以提供一个正 确的邻接速度值。 （此方法与混合面模型不同，混合面模型采用圆周平均技术） 。 当采用了相对速度表达式，则每一个子区域均使用相对运动计算。速度及速 度梯度使用方程 2.3.1 将运动参考系转换至惯性坐标系。 对于平移速度 ，则有 = +( )+ （2.3.1）绝对速度梯度可以表示为： = + ( × ) （2.3.2）注意到诸如密度， 静压， 静温， 组分质量等标量， 则简单的从邻接网格获得。 2、分界面处理：绝对速度形式 当使用绝对速度形式时， 每一子区域的控制方程将写成相关子区域参考系格 式，但是速度保存在绝对参考系中。因此，两个子区域间的分界面上不需要进行 额外的转换。同样，标量由邻接网格决定。2.3.2 混合面模型混合面模型是 ANSYS FLUENT 提供的一种解决一个或多个相对运动区域 替代 MRF 模型和滑移网格模型的方法。 本节提供此模型的简单描述及使用限制。 2.3.2.1 概述 正如 2.3.1 节所述， MRF 模型主要用于相邻运动区域间流动为几乎一致的情 况。如果分界面上流动不一致，则 MRF 模型可能给出不真实的物理解。在这种 情况下，使用滑移网格模型可能是最适合的，但是在许多情况下，使用滑移网格 式不实际的。例如，在多级透平机械中，如果每级叶片数量不相同，则为了获得 周向上周期性，则必须使用大量的叶片，此外，滑移网格计算必须采用非稳态， 因此需要非常多的计算时间以达到最终时间周期解。 对于一些不适合采用滑移网 格模型的地方，采用混合面模型可能是一个比较节省的方法。 在混合模型方法中，每一个流体域均当做稳态问题求解。相邻区域的流场数23据通 通过在混合 合面上进行空 空间平均后 后作为边界条 条件施加到 到子区域上。 。 混合溢出了 了任 何由 由于周向变 变量引起的不 不稳态（如 如尾流，激波 波，分离流 流动等） 因此，最终获 。因 获得 的是 是稳态解。尽 尽管混合面 面模型做了许 许多简化， 但是依然可 可以提供许 许多时间平均 均流 场问 问题的可信解。 2.3.2.2 转动及 及静止域 考虑如图 2.3.3 所示 示的透平机械 械原理，每 每个叶片均含 含有周期边 边界。包含有 有两 流体域：旋转域，以指 指定的角速度 度旋转，同 同时拥有一个 个静止域。转子与定子 子的 个流 顺序 序是任意的（换言之，转子位于 于定子的下游 游也是可以 。 以的）图 2.3.3 轴向转子-静子相互作 作用 模拟中，每一 一个区域可 以有独立的 的网格。这些 些区域间的 的流动信息通 通过 在数值模 混合 合面进行耦 耦合。注意可 可以耦合任意 意数量的流 流体区域，例 例如可以将 4 块叶片耦 将 耦合 到 3 个混合面 面上。 注意：转子 子及定子拥 拥有独立的 区域，且拥 拥有自己的进 进口及出口 口边界。可以 以将 这种 种系统看做 做是多个 SR 模型通过 RF 过混合面模型 型边界条件 件耦合在一起 起。 2.3.2.3 混合面 面概念 混合面概 概念背后的基 基本观点在 在于每一个流 流体域均作 作为稳态问题 题求解。 一些 在一 规定 定的迭代间隔， 混合面 面上的流动数 数据在静止 止出口和运动 动入口边界 界的分界面上 上进 行周 周向平均。ANSYS FL LUENT 提供 供了三种类 类型平均方法 法：面积平 平均，质量平 平均24及混合平均。为实现在指定的径向或轴向进行周向平均，定义一个边界条件流动 变量轮廓。这些轮廓可能是轴向或径向坐标的函数，取决于混合面的方向，用于 更行沿着混合面模型分界面的边界条件。如图 2.3.3 的例子中，平均总压，局部 轴向，切向及径向的方向余弦，纵纹，团动能以及湍流耗散率等在动区域出口进 行计算，且更新静子入口边界条件。 上游出口边界及下游入口边界称之为 “混合面对” 为了在 ANSYS FLUENT ， 中定义混合面对，边界区域必须具有以下类型： 表 1 组件混合面对的边界类型 上游 Pressure outlet Pressure outlet Pressure outlet 2.3.2.4 选择平均方法 混合面模型中有三种轮廓平均方法：
面积平均（area-weight averaging） 质量平均（mass-weight averaging） 混合平均（mixed-out averaging） 下游 Pressure inlet Velocity inlet Mass flow inlet1、面积平均 面积平均是默认的平均方法，通过下式给出： = （2.3.3）获得的压力及温度可能不是动量和能量方程得到的。 3、质量平均 质量平均通过下式得到： = 此处 =
（2.3.4）此方法提供了一个比面积平均要好的对总量的表达。 但是当混合面上出现严25重回流时，可能会导致收敛问题。因此，为了求解稳定性，使用面积平均作为求 解初始值是有用的。 注意：质量平均不能用于多相流动 3、混合平均 混合平均方法是从质量守恒、动量守恒及能量守恒中衍生出来的。 = = (
1)+(++)由于基于守恒原理， 因此混合平均方法具有很好的反应流动轮廓的非一致问 题。然而，与质量平均方法类似，在混合面上具有严重回流时，易产生收敛困难 的问题，因此，最好在使用混合平均之前采用面积平均作为初始值进行计算。 混合平均假设流体为可压缩理想气体，拥有恒定的比热。 混合平均方法不可用于多相流中。 4、ANSYS FLUENT 的混合平面算法 ANSYS FLUENT 的基本混合面算法可以表述为： （1） 更新静止域及运动域的流场 （2） 在静止出口及运动入口边界进行流动属性平均， 获取用于更新边界的 轮廓函数 （3） 将边界条件轮廓函数传递至静止出口及运动入口 （4） 重复以上 3 步直至收敛 注意： 为了防止计算发散 （特别是在计算初期） 可能需要改变亚松弛因子。 ， ANSYS FLUENT 允许控制混合平面变量的亚松弛因子。 5、质量守恒26注意到以上描述方法在使用压力出口及压力入口作为混合面对时， 穿过混合 面的流体质量可能不会严格守恒。如果使用压力出口和质量流量出口代替， ANSYS FLUENT 将会强制穿过混合面的质量守恒。最基本的技术包括计算穿过 上游区域（压力出口）及调整质量通量轮廓加到质量流量入口上，由此保证下游 质量流量与上游质量流量相匹配。这种调整发生在每一次迭代中，从而确保计算 中严格的质量流量守恒。 注意：当质量流量固定式，穿过混合面的总压可能会发生阶跃。跳跃的数值 相对于总压值来说非常小。 6、涡旋守恒 默认情况下，ANSYS FLUENT 在穿过混合面是不会保持涡旋。对于一些液 力变矩器应用中，扭矩分量和应当为零，因此强制穿过混合面的涡旋守恒是十分 必要的，这在 ANSYS FLUENT 中式作为一个模型选项存在的。确保涡旋守恒非 常重要，另外，切向动量的输入和输出可能在混合面存在。 考虑到控制体中包含有静止或旋转分量（如泵叶轮或透平叶片） ，利用流体 力学的动量矩方程，在稳态流动问题中： =
（2.3.6） 为绝对切式中 位流体作用在组件上的扭矩， 为与旋转轴的径向距离， 向速度， 为总绝对速度， 为边界表面，乘积 被称为涡旋。对于存在明确定义进出口边界的轴向周期区域，方程 2.3.6 变为： =
(2.3.7)式中 inlet 及 outlet 表示进口及出口边界面。 现在考虑混合面拥有有限厚度的情况。通过方程 2.3.7 可以看出，若厚度为 0 时，方程转化为：
(2.3.8)式中 downstream 及 upstream 表示混合面的两侧， 注意方程 2.3.8 可用于混合 面的整个面积。 方程 2.3.8 提供了确定切向速度分量的合理方法，也就是说，ANSYS FLUENT 计算切向速度轮廓并且进行一致调整， 使涡旋达到完整。 注意到混合面27上切向速度及径向速度插值不影响质量守恒， 因为这些分量在计算质量通量时都 是与法向速度正交的。 7、总焓守恒 默认上，ANSYS FLUENT 计算穿过混合面时不保持总焓守恒。在很多应用 中，穿过混合面的总焓守恒是很重要的，因为诸于效率的全局参数是直接关于总 焓变化的，在 ANSYS FLUENT 中作为模型选项出现。 保证总焓守恒的过程涉及到调整下游总温配置， 以便于总焓积分能与上游总 焓相匹配。对于多相流动，质量、涡旋、总焓守恒都是在各自相上进行计算的。 然而，对于欧拉多相流，由于不允许采用质量流量入口，上述守恒将不会发生。28
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fluent udf中 x，y，z的坐标是怎么写的
我想在udf中，写一个关于一个圆筒的turbulent&viscosity的分布，但是不知道x，y，z该怎么搞，用什么函数写？
大致用以下的宏可以获取 C_CENTROID(x,c,t) F_CENTROID(x,f,t) x[0] 就是 x 坐标 x[1] 就是 y 坐标 x[2] 就是 z 坐标
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&fluent如何导出截面上的数据
fluent如何导出截面上的数据
作者 xiedejuan
请教高手，三维fluent数值模拟，其中一个截面上的数据怎么导出，也就是说打开后是三列数据（两列坐标，一列物理量）。多谢多谢啊
引用回帖:: Originally posted by xiedejuan at
请教高手，三维fluent数值模拟，其中一个截面上的数据怎么导出，也就是说打开后是三列数据（两列坐标，一列物理量）。多谢多谢啊 菜鸟也能回答你。
1、创建一个平面，surface-&
2、file-&export-&solution data，选择输出格式，选择刚才的面，选择你要输出的物理量，write，
引用回帖:: Originally posted by mayo_0 at
菜鸟也能回答你。
1、创建一个平面，surface-&
2、file-&export-&solution data，选择输出格式，选择刚才的面，选择你要输出的物理量，write。 关键就是选择什么样的输出格式呢？就是用写字板打开后是三列数据的那种
引用回帖:: Originally posted by xiedejuan at
关键就是选择什么样的输出格式呢？就是用写字板打开后是三列数据的那种 ASCII就可以吧，
Tecplot格式好像也可以。
引用回帖:: Originally posted by seaharrier at
ASCII就可以吧，
Tecplot格式好像也可以。 哦，另外，我问一下，是不是得创建一个plane才行，而不是iso-surface
引用回帖:: Originally posted by xiedejuan at
哦，另外，我问一下，是不是得创建一个plane才行，而不是iso-surface 只要把面截出来就行，
这个还是比较容易的把
先建一个iso-surface面，接着export用ASCII格式，可以用exceel打开或者用text文本。
引用回帖:: Originally posted by wuming524 at
这个还是比较容易的把
先建一个iso-surface面，接着export用ASCII格式，可以用exceel打开或者用text文本。 哦，好的，谢谢你啊
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与700万科研达人随时交流[转载]关于Fluent中如何获取截面的坐标
做界面追踪及相变等的模拟，常常需要跟踪界面的位置，可以先通过surface--&iso-surface根据某种等值线来创建界面，然后再使用Write--&profile来保存所创建界面的坐标数据，还可以通过report来获得。
下面以模拟相变中的相变界面坐标获取为例，介绍使用report方法获取相变界面的Y轴坐标。
上图模拟的是池子内的结冰过程，顶面的边界温度小于水的凝固点，在经过1000s后的温度云图如上图所示。
现在需要知道冰层发展到哪里了，为此可先使用Iso-surface，利用冰层前锋的温度为273.15K做出一个等值面并命名为ice-front,点creat，如下图
然后使用Report中的surface integral,选相应的面及需要计算的量即可，如下图
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