ansys12-FLUENT01简介

ANSYS FLUENT培?教材第一?：CFD?介 A Pera Global Company ? PERA China 安世亚太科技（北京）有限公司 什么是 CFD? 𠕇 CFD 是?算流体动力学（ Computational fluid dynamics ）的??，是??流体流动、????、化学反?及其他相?物理?象的一门学科。 CFD 一般要通??值方法求解以下的控制方程? – ?量守恒方程 – 动量守恒方程 – 能量守恒方程 – ?分守恒方程 – 体?力 A Pera Global Company ? PERA China – 体?力 – 等等 𠕇 CFD 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 一般?用在以下?段 :– 概念设? – ?品的??设? – 发??? – 改?设? 𠕇 CFD 分析是物理??的补充，但更?省?用和人力。 CFD 如何工作 ? 𠕇 ANSYS CFD 求解器是基于有限体?法的 – ?算域离散化?一系列控制体? – 在?些控制体上求解?量、动量、能量、?分等的通用守恒方程 Fluid region of pipe flow is discretized into a finite set ControlVolume* A Pera Global Company ? PERA China – 偏微分方程?离散化?代?方程? – 用?值方法求解代?方程?以?取流?解 discretized into a finite set of control volumes. Equation Variable Continuity1X momentum u Y momentum v Z momentum w Energy h * FLUENT control volumes are cell-centered (i.e. they corresponddirectly with the mesh) while CFX control volumes are node-centered UnsteadyConvection Diffusion Generation CFD 模拟概? 𠕇 ??定义 1. 确定模拟的目的 2. 确定?算域 𠕇 前处理和求解?程 3. ?建代表?算域的几何实体 4. 设?并划分网格 5. 设置物理?? （ 物理模型 、 材料属性 、 Problem Identification 1.Define goals2.Identify domain Pre-Processing 3.Geometry 4. Mesh A Pera Global Company ? PERA China 5. 设置物理?? （ 物理模型 、 材料属性 、 域属性、边界条件 ⋯ ） 6. 定义求解器（?值格式、收?控制 ⋯ ） 7. 求解并?控 𠕇 后处理?程 8. 查看?算?果 9. 修?模型 4. Mesh 5.Physics6.Solver Settings Solve 7.Compute solution Post Processing 8.Examine results 9.Update Model 1. 定义模拟目的 𠕇 你希望得到什么样的?果（例如，?降，流量），你如何使用?些?果？–你的模拟有哪些??？‧你的分析??包括哪些物理模型（例如，湍流，??性，?射）？‧你需要做哪些假设和?化？ ‧ 你能做哪些假设和?化 （ 如?? 、 周期性 ）？ Problem Identification 1.Define goals 2.Identify domain A Pera Global Company ? PERA China ‧ 你能做哪些假设和?化 （ 如?? 、 周期性 ）？ ‧你需要自己定义模型?？ ? FLUENT使用UDF，CFX使用User FORTRAN 𠕇 ?算精度要求到什么??？ 𠕇 你希望多久能拿到?果？ 𠕇 CFD是否是合适的工具？ 2. 确定?算域 𠕇 如何把一个完成的物理系统分割出?？ 𠕇 ?算域的起始和?束位置 – 在?些位置你能?得边界条件? ？ Problem Identification 1.Define goals 2.Identify domain Domain of Interest A Pera Global Company ? PERA China – 在?些位置你能?得边界条件? ？ – ?些边界条件类型合适?？ – 你能把边界延伸到有合适?据的位置?？ 𠕇 能?化?二?或者??????？ Domain of Interest as Part of a LargerSystem (not modeled) Domain of interestisolated and meshedfor CFD simulation. 3. ?建几何模型 𠕇 你如何得到流体域的几何模型？ – 使用?有的 CAD 模型 ‧ 从固体域中抽取出流体域？ – 直接?建流体几何模型 Pre-Processing 3.Geometry 4.Mesh5.Physics6.Solver Settings A Pera Global Company ? PERA China – 直接?建流体几何模型 𠕇 你能?化几何?？ – 去除可能引起复?网格的不必要特征（倒角、焊点等） – 使用??或周期性？ ‧ 流?和边界条件是否都是??或周期性的？ 𠕇 你需要切分模型以?得边界条件或者?建域?？ Solid model of a Headlight Assembly 4. 设?和划分网格 𠕇 ?算域的各个部分都需要哪种程度的网格密度？ – 网格必?能捕捉感兴趣的几何特征，以及?心变量的梯度，如速度梯度、?力梯度、温度梯度等。 – 你能估?出大梯度的位置?？ – 你需要使用自适?网格?捕捉大梯度?？ Pre-Processing 3.Geometry 4.Meshing 5.Physics6.Solver Settings Tri angle Quad rilateral A Pera Global Company ? PERA China – 𠕇 哪种类型的网格是最合适的？ – 几何的复?度如何？ – 你能使用四边形 / 六面体网格，或者三角形 / 四面体网格是否足够合适？ – 需要使用非一致边界条件?？ 𠕇 你有足够的?算机?源?？ – 需要多少个?元 / ?点？ – 需要使用多少个物理模型？ Pyramid Prism/Wedge Hex ahedron Tri angle Quad rilateral Tet rahedron 四边形 / 六面体?是三角形 / 四面体网格 𠕇 ?沿着?构方向的流动，四边形 / 六面体网格和三角形 / 四面体网格相比，能用更少的?元 / ?点?得高精度的?果 A Pera Global Company ? PERA China – ?网格和流动方向一致，四边形 / 六面体网格能减少?值?散 – 在?建网格?段，四边形 / 六面体网格需要花?更多人力 四边形 / 六面体?是三角形 / 四面体网格 𠕇 ?复?几何，四边形 / 六面体网格?有?值优?，你可以使用三角形 / 四面体网格或混合网格??省划分网格的工作量 – 生成网格快速 – 流动一般不沿着网格方向 𠕇 混合网格一般使用三角形 / 四面体网格 ， A Pera Global Company ? PERA China Tetrahedral mesh Wedge (prism) mesh 𠕇 混合网格一般使用三角形 / 四面体网格 ， 并在特定的域里使用其他类型的?元 – 例如，用棱柱型网格捕捉边界? – 比??使用三角形 / 四面体网格更有效 多域（或混合）网格 𠕇 多域或混合网格在不同的域使用不同的网格类型，例如 – 在风扇和?源处使用六面体网格 – 在其他地方使用四面体 / 棱柱体网格 Model courtesy of ROI Engineering A Pera Global Company ? PERA China 𠕇 多域网格是求解精度、?算效率和生成网格工作量之间的很好的平衡手段 𠕇 ?不同域直接的网格?点不一致?，需要使用非一致网格技?。 非一致网格 𠕇 ?复?几何体，非一致网格很有用 – 分?划分每一个域，然后粘接 𠕇 在其他情况下，也使用非一致网格界面技? – 不同坐?系之间 – 移动网格 Non-conformalinterface A Pera Global Company ? PERA China 3D Film Cooling Coolant is injected into a duct from a plenum. The plenum is meshed with tetrahedral cells while the duct is meshed with hexahedral cells Compressor and Scroll The compressor and scroll are joined through a non conformal interface. This serves to connect the hex and tet meshes and also allows a change in reference frame 设置物理??和求解器 𠕇 ??定的??，你需要 – 定义材料属性 ‧ 流体 ‧ 固体 ‧ 混合物 – ??合适的物理模型 For complex problems solving a simplified or 2D problem will provide valuable experience with the models and solver settings Pre-Processing 3.Geometry4.Mesh 5.Physics6.Solver Settings A Pera Global Company ? PERA China – ??合适的物理模型 ‧ 湍流，燃?，多相流等。 – 指定操作条件 – 指定边界条件 – 提供初始值 – 设置求解器控制参? – 设置??收?参? models and solver settings for your problem in a short amount of time. 求解 𠕇 通?迭代求解?些离散的守恒方程直至收? 𠕇 以下情况达到收?： – 两次迭代的流??果差异小到可以忽略 ‧ ???差??能帮助理解?个差异 – 达到全局守恒 ‧ 全局量的平衡 – 感兴趣的量 （ 如阻力 、 ?降 ） 达到?定值 Solve 7.Compute solution A Pera Global Company ? PERA China – 感兴趣的量 （ 如阻力 、 ?降 ） 达到?定值 ‧ ??感兴趣量的变化 . 𠕇 收?解的精度和以下因素有?： – 合适的物理模型，模型的精度 – 网格密度，网格无?性 – ?值?差 A converged and mesh-independent solution on a well-posed problem will provide useful engineering results! 查看?果 𠕇 查看?果，抽取有用的?据 – 使用可视化的工具能回答以下?? : ‧ 什么是全局的流动类型？ ‧ 是否有分离？ ‧ 激波、剪切?等在哪儿出?？ ‧ ??的流动特征是否捕捉住了？ Post Processing 8.Examine results 9.Update Model A Pera Global Company ? PERA China – ?值?告工具能?出以下量化?果： ‧ 力、动量 ‧ 平均??系? ‧ 面?分、体?分量 ‧ 通量平衡 Examine results to ensure property conservation and correct physical behavior. High residuals may be caused by just a few poor quality cells. 修?模型 𠕇 ?些物理模型是否合适？ – 流动是湍流的?？ – 流动是非??的?？ – 是否有??性效?？ – 是否有三?效?？ 𠕇 ?些边界条件是否合适？ Post Processing 8.Examine results 9.Update Model A Pera Global Company ? PERA China – ?算域是否足够大？ – 边界条件是否合适？ – 边界值是否是合理的？ 𠕇 网格是否是足够的？ – 加密网格能否提高精度？ – 网格是否有无?性？ – 是否需要提高网格捕捉几何的?? FLUENT 中的物理模型 𠕇 流动和?? – 动量、?量、能量方程 – ?射 𠕇 湍流 – 雷?平均模型 (Spalart-Allmaras, k– ε , k– ω , 雷??力模型 )– 大?模拟 (LES) 和分离?模拟 (DES) 𠕇 ?分输运 𠕇 体?反? A Pera Global Company ? PERA China 𠕇 体?反? –Arrhenius 有限速率化学反? – 湍流快速化学反? ‧ ?耗散 , 非?混 , ?混，局部?混 – 湍流有限速率反? ‧EDC, laminar flamelet, composition PDF transport– 表面化学反? Pressure Contours in Near-Ground FlightTemperature Contours for Kiln Burner Retrofit FLUENT 中的物理模型 𠕇 多相流模型 – 离散相模型 (DPM)–VOF–Mixtures–Eulerian-Eulerian and Eulerian-granular–Liquid/Solid and cavitation phase change 𠕇 动网格 GasoutletOiloutletThree-PhaseInletWateroutlet Contours of Oil Volume Fractionin a Three-Phase Separator A Pera Global Company ? PERA China 𠕇 动网格 –Moving zones‧Single and multiple reference frames (MRF)‧Mixing plane model‧Sliding mesh model–Moving and deforming (dynamic) mesh (MDM) 𠕇 用户定义?量输运方程 Pressure Contours in a Squirrel Cage Blower (Courtesy Ford Motor Co.) Workbench 2 中的 FLUENT CFD 𠕇 启动 ANSYS Workbench 𠕇 在工具?中拖动 Fluid Flow (FLUENT) 到?目?里 A Pera Global Company ? PERA China ?入几何 𠕇 右?点? Geometry cell A2 然后?? Import Geometry 𠕇 ?入几何文件 (CAD 模型或者 DesignModeler .agdb 文件 ) 𠕇 你也可以把 FLUENT 和已经存在的 DesignModeler ?程?接起 ? A Pera Global Company ? PERA China ? 生成网格 𠕇 右?点? Mesh cell 然后?? Edit. –Meshing 工具打?，并?入几何 𠕇 ?? Mesh – 注意因?网格是从 FLUENT 中打?的，所 以默?优先??的是 FLUENT A Pera Global Company ? PERA China 以默?优先??的是 FLUENT 定义边界和域 𠕇 使用 Named selections 定义边界名字 – ??你想指定名字的面 – 右??? Create Named Selection. A Pera Global Company ? PERA China – ?入名字然后点? OK. 𠕇 有?你需要指定流体域和固体域 – 固体用??算共??? velocity inlet 设置并运行 FLUENT 𠕇 ?? Setup cell ?设置物理?? – 边界条件 – 求解器设置 – 求解 – 后处理 A Pera Global Company ? PERA China 𠕇 求解?束后，?果可以在 FLUENT 中的 post 里查看，或者输出到 CFD-Post 中查看 – 等值?、矢量? – 分布? – ?算力和力矩 – 非???果的动画 FLUENT ?件演示 𠕇 启动 FLUENT （假设网格已经生成好了） – 设置一个??的?? – 求解流体流动 A Pera Global Company ? PERA China – 求解流体流动 – 后处理?果 ?? www.peraglobal.com.cn A Pera Global Company ? PERA China