环境流体力学-流体运动基本方程

环环 境境 流流 体体 力力 学学 尹海龙尹海龙 办公室：办公室：421421（6598253565982535） 3 3 流体流体运动的基本方程运动的基本方程 流动现象大量出现在自然界及各工程领域中 流动现象大量出现在自然界及各工程领域中, , 具体的表现形式多种多样具体的表现形式多种多样: :从现代楼宇的暖通空调过从现代楼宇的暖通空调过 程到自然界风霜雨雪的形成程到自然界风霜雨雪的形成, ,从航天飞机重返大气层从航天飞机重返大气层 时壳体的保护到微电子器件的有效冷却时壳体的保护到微电子器件的有效冷却, ,从现代汽车从现代汽车 流线外形的设计到紧凑式换热器中翅片形状的选取流线外形的设计到紧凑式换热器中翅片形状的选取, , 无不都与流动过程密切相关无不都与流动过程密切相关. . 固体颗粒在气体中的沉降固体颗粒在气体中的沉降 建筑物周围风场建筑物周围风场 水处理构筑物流场模拟水处理构筑物流场模拟( (渐变与突扩渐变与突扩) ) 绕柱流动绕柱流动 污染物流入模拟污染物流入模拟 建筑物周围风场建筑物周围风场 固体颗粒在气体中的沉降 水处理构筑物流场模拟水处理构筑物流场模拟(渐变与突扩渐变与突扩) 绕柱流动绕柱流动 污染物流入模拟 二沉池 4.0m 20m 1.6m1.0m 2.8m 1.8m 2.0m Q Qin=Q(1+R) RQ Axis 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 00.0050.010.0150.020.025 Sludge volume fraction Depth m 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 00.0050.010.0150.02 Sludge volume fraction Depth m 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -0.04-0.0200.020.04 Velocity m/s Depth m 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -0.03-0.02-0.0100.01 Velocity m/s Depth m 3-1 连续性方程连续性方程 3-2 动量方程动量方程 3-3 能量守恒方程能量守恒方程 3-4 紊流模型紊流模型 3-5 流体运动方程的应用流体运动方程的应用 本章内容 3 3- -1 1 连续性方程连续性方程 连续性方程即流体的质量守恒方程。在连续性方程即流体的质量守恒方程。在 流动空间中取一微小六面体，单位时间流动空间中取一微小六面体，单位时间 内流入与流出六面体的质量差应等于六内流入与流出六面体的质量差应等于六 面体内质量的增量。面体内质量的增量。 tdV t m tdV t m t时刻，六面体内质量的增量为时刻，六面体内质量的增量为 tdV x u mx tdV y v my tdV x u mx 时刻沿时刻沿x、y、Z方向方向 流入、流出引起六面体质流入、流出引起六面体质 量的增量为量的增量为 tdV z w mz t 时间内，由时间内，由x、y、z三个方向流入与流出引起微小六面体三个方向流入与流出引起微小六面体 内质量的总增量内质量的总增量 t tdV z w y v x u mmmm zyx )( 综合以上分析，得：综合以上分析，得： dV z w y v x u dV t )( 0 z w y v x u t 0 i i x u t 写成张量记法：写成张量记法： 写成矢量记法：写成矢量记法： ()0div t u 对不可压缩流体（流体密度为常数）：对不可压缩流体（流体密度为常数）： 0 z w y v x u 0 i i x u ( )0divu 张量记法：张量记法： 矢量记法：矢量记法： 3 3- -2 2 动量方程动量方程 3 3- -2 2- -1 1 动量方程的推导动量方程的推导 3 3- -2 2- -2 N2 N- -S S方程方程 j i j ii i x u u t u dt du a z w w y w v x w u t w dt dw a z v w y v v x v u t v dt dv a z u w y u v x u u t u dt du a z y x 3 3- -2 2- -1 1 动量方程的推导动量方程的推导 即：即： 欧拉法表示的流体加速度欧拉法表示的流体加速度 ZdVF YdVF XdVF z y x a: 质量力质量力 设作用在流体微团上的单位质量力分别为设作用在流体微团上的单位质量力分别为 X、Y、Z，质量力在三个轴上的投影分别为：，质量力在三个轴上的投影分别为： 流体微团上的作用力流体微团上的作用力 zy zx yz yx xy xz yy xx zz x y y z z yxyx xyxy yxyx xyxy xx x yy yy xx x b: 表面力表面力 分为平行于表面的切力和垂直于表面的力，分为平行于表面的切力和垂直于表面的力， 即每个作用面上有三个分力，即每个作用面上有三个分力，(第一个下标表示应力第一个下标表示应力 作用面的法线方向，第二个下标表示应力方向作用面的法线方向，第二个下标表示应力方向),如图如图 所示：所示： dV x dxdydz x dydzdydzdx) x ( xxxx xx xx xxxx T gdxdydz dx dz dy x y z dxdy dz z zy zy) 2 ( dxdz dy y yz yz) 2 ( dydz dx x xz xz) 2 ( dydz dx x xy xy) 2 ( dxdz dy y yx yx) 2 ( dxdz dxy y yy yy) 2 ( dxdy dz z zz zz) 2 ( dxdy dz z zx zx) 2 ( dydz dx x xx xx) 2 ( dV y dxdydz y dxdzdxdzdy) y (T yxyx yx yx yxyx dV z dxdydz z dxdydxdydz) z (T zxzx zx zx zxzx x轴方向上应力的表达关系为轴方向上应力的表达关系为 法向为法向为x的平面：的平面： 法向为法向为y的平面：的平面： 法向为法向为z的平面：的平面： dV z dxdydz z dxdydxdydz) z (T zyzy zy zy zyzy dV y dxdydz y dxdzdxdzdy) y (T yyyy yy yy yyyy dV y dxdydz y dxdzdxdzdy) y (T yzyz yz yz yzyz dV x dxdydz x dydzdydzdx) x (T xyxy xy xy xyxy dV x dxdydz x dydzdydzdx) x (T xzxz xz xz xzxz dV z dxdydz z dxdydxdydz) z ( zzzz zz zz zz zz T 同理同理, y轴方向上应力的表达关系为轴方向上应力的表达关系为 法向为法向为x的平面：的平面： 法向为法向为y的平面：的平面： 法向为法向为z的平面：的平面： z轴方向上应力的表达关系为轴方向上应力的表达关系为 法向为法向为x的平面：的平面： 法向为法向为y的平面：的平面： 法向为法向为z的平面：的平面： dV z dV y dV x F zx yx xx x dV z dv y dv x F zyyyxy y dV z dv y dv x F zz yz xz z )( 1 zyx Xa zx yx xx x )( 1 zyx Ya zyyyxy y )( 1 zyx Za zz yz xz z 根据力的叠加原理，可得六面体所受的表面力为根据力的叠加原理，可得六面体所受的表面力为 X方向：方向： Y方向：方向： Z方向：方向： 代入牛顿运动定律，可得代入牛顿运动定律，可得 ) zyx (X z u w y u v x u u t u zx yx xx 1 )( zyx Y z v w y v v x v u t v zyyyxy 1 )( zyx Z z w w y w v x w u t w zz yz xz 1 j ij i j i j i x X x u u t u 1 1 ()() t u uuF 张量记法为张量记法为 将加速度表达关系代入，可得应力形式的流体运动方程为将加速度表达关系代入，可得应力形式的流体运动方程为 矢量记法为矢量记法为 该方程给出了应力和变形率之间的关系该方程给出了应力和变形率之间的关系 3 3- -2 2- -2 Navier2 Navier- -StokesStokes方程方程 该方程是由纳维埃（该方程是由纳维埃（Navier）于）于1823年在法国，斯托克斯年在法国，斯托克斯 （Stokes）于）于1845年在英国各自独立推导出的，所以称为年在英国各自独立推导出的，所以称为 纳维埃纳维埃斯托克斯方程，简称斯托克斯方程，简称N-S方程方程。 已知已知X方向上的运动方程方向上的运动方程 )( 1 zyx X z u w y u v x u u t u zx yx xx Ip2 x u p xx 2)( y u x v yx )( z u x w zx )()( 1 2 2 2 2 2 2 z w y v x u xz u y u x u x p X z u w y u v x u u t u 0 z w y v x u )( 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u x p X z u w y u v x u u t u 对于不可压缩的牛顿流体，广义牛顿定律为对于不可压缩的牛顿流体，广义牛顿定律为 则则 代入应力形式的运动方程，得代入应力形式的运动方程，得 由于由于 得到得到X方向的运动方程方向的运动方程 同理可得同理可得Y、Z方向上的运动方程方向上的运动方程 。 )( 1 2 2 2 2 2 2 z v y v x v y p Y z v w y v v x v u t v )( 1 2 2 2 2 2 2 z u y u x u x p X z u w y u v x u u t u )( 1 2 2 2 2 2 2 z w y w x w z p Z z w w y w v x w u t w jj i i i j i j i xx u x p X x u u t u 2 1 uFuu 2 1 )( p t u N N- -S S方程方程 张量记法张量记法 矢量记法矢量记法 方程左边第一项是当地加速度，第二项是迁移加方程左边第一项是当地加速度，第二项是迁移加 速度。方程右边第一项是质量力，第二项是压力，第速度。方程右边第一项是质量力，第二项是压力，第 三项是粘性引起的切力。三项是粘性引起的切力。 3 3- -4 4 紊流模型紊流模型 uvw p T 3 3- -4 4- -1 1 紊流特点紊流特点 3 3- -4 4- -2 2 随机过程随机过程 3 3- -4 4- -3 3 紊流方程紊流方程 3 3- -4 4- -1 1 紊流特点紊流特点 uvw p T 指定点处的流速在不同的时刻是不同的，紊流是非恒定的流动指定点处的流速在不同的时刻是不同的，紊流是非恒定的流动 同一点处的流速大小和方向变化激烈，出现剧烈的脉动现象，同一点处的流速大小和方向变化激烈，出现剧烈的脉动现象， 并且这种变化具有随机性质并且这种变化具有随机性质 在足够长的时间内观察流速的变化可以发现，流速总是在其平在足够长的时间内观察流速的变化可以发现，流速总是在其平 均值上下脉动均值上下脉动 脉 动 u t T 紊流与层流的区别是什么紊流与层流的区别是什么? ? uvw p T 层流中各流层之间质点互不掺混、各流层之间相互平行。层流中各流层之间质点互不掺混、各流层之间相互平行。 紊流中存在大小不等的旋涡。这些旋涡振荡于各层流体之间，紊流中存在大小不等的旋涡。这些旋涡振荡于各层流体之间， 使各层流体质点之间相互掺混、相互碰撞，发生动量交换和使各层流体质点之间相互掺混、相互碰撞，发生动量交换和 能量交换，流动状态失去稳定，从而形成紊流。能量交换，流动状态失去稳定，从而形成紊流。 紊流统计方法紊流统计方法 p T 紊流运动可以看成是两种运动的叠加紊流运动可以看成是两种运动的叠加: :由时均运动要素组成由时均运动要素组成 的时均运动，由脉动运动要素组成的脉动运动。时均运动代的时均运动，由脉动运动要素组成的脉动运动。时均运动代 表了紊流运动的主要趋势，脉动运动显示的是紊流对主要运表了紊流运动的主要趋势，脉动运动显示的是紊流对主要运 动趋势的偏离现象，是一种随机运动，遵循统计规律。动趋势的偏离现象，是一种随机运动，遵循统计规律。 u u u vvv www ppp A )(tA )( tA t uvw p T 3 3- -4 4- -2 2 随机过程随机过程 1.1.随机变量统计性质的数学形式随机变量统计性质的数学形式 2.2.随机变量之间的相关关系随机变量之间的相关关系 1.1.随机变量统计性质的数学形式随机变量统计性质的数学形式 uvw p T 研究随机变量统计性质有两种平均方式：系综平均和时间平均。研究随机变量统计性质有两种平均方式：系综平均和时间平均。 随机变量的平均值随机变量的平均值 dAAAPAA)( 随机变量的统计矩随机变量的统计矩 dAAPAAA nnn )( dAAPAAA)( 222 随机变量的中心矩随机变量的中心矩 dAAPAAAAA nnn )()( ) ( dAAPAAAA)()( ) ( 222 uvw p T 系综平均要求在同一宏观条件下进行大量的同步测量工作系综平均要求在同一宏观条件下进行大量的同步测量工作, , 常常难常常难 以进行。比较现实的是假设宏观条件在一定时段中并不发生以进行。比较现实的是假设宏观条件在一定时段中并不发生“显著显著” 的变化，从而在不同时刻测定的值可以代替同一时刻可能发生的不的变化，从而在不同时刻测定的值可以代替同一时刻可能发生的不 同实现，从而可以用时间平均来代替系综平均同实现，从而可以用时间平均来代替系综平均. . ) ( 1 0 T dttA T A随机变量的时间平均值随机变量的时间平均值 Tn n dtAtA T A 0 ) ( 1 随机变量的统计矩随机变量的统计矩 uvw p T 思考题思考题 设在测量某处理温度时，宏观条件不变，进行了设在测量某处理温度时，宏观条件不变，进行了 100100次测量，次测量， 其中测到其中测到2020的有的有1010次，次，2121的的2020次，次，2222的的2525次，次，2323的的3030 次，次，2424的的1515次次. . 请问请问: :温度的平均值是多少温度的平均值是多少? ? )22.2(0.15240.30230.25220.20210.1020 15/1002430/1002325/1002220/1002110/10020 )( 5 1 C TPTTT k kk 10.150.300)( 5 1 k k TP uvw p T 2.随机变量之间的相关关系表达 )()( ),( ),( 21 21 21 tt ttB ttR 相关系数：相关系数： 21122222111 22112121 ),|,()()( )()( )()( )( )( ),( dAtAtAPtAAtAAdA tAtAtAtAtAtAttB 二阶自相关：二阶自相关： T T 2020 2020 2121 2222 2222 2222 2323 2424 2424 2525 P P 1.01.0 1.11.1 1.11.1 0.90.9 0.90.9 1.01.0 1.11.1 1.11.1 1.11.1 1.01.0 3 .221 . 0252 . 0241 . 0233 . 0221 . 0212 . 020)(10/ 6 1 10 1 k Tk i i kPTTT 61. 21 . 07 . 22 . 07 . 11 . 07 . 03 . 03 . 01 . 03 . 12 . 03 . 2 )()(10/ 222222 6 1 2 10 1 22 k Tk i iT kPTTT 6155. 161. 2 T 03. 12 . 09 . 05 . 01 . 13 . 00 . 1)(10/ 3 1 10 1 k Pk i i kPPPP 0061. 02 . 013. 05 . 007. 03 . 003. 0)()(10/ 222 3 1 2 10 1 22 k Pk i iP kPPPP 0781. 00061. 0 P 同时测量了气压和气温同时测量了气压和气温(10(10次次).).问问: :气压和气温的相关系数是多少气压和气温的相关系数是多少? ? 相关函数：相关函数： 0101. 010/.07. 02.3)(0.03)(2.3)( 10/ )( 10 1 i iiTP PPTTPTB 08. 06155. 1/0781. 0/0101. 0/ TPTPTP BR 相关系数：相关系数： uvw p T 3 3- -4 4- -3 3 紊流方程紊流方程 1.1.紊流方程的形式紊流方程的形式 2.2.紊流半经验理论紊流半经验理论 3.3.紊流方程的求解紊流方程的求解 1.1.紊流方程的形式紊流方程的形式 uvw p T 紊流连续性方程紊流连续性方程 不可压缩流体的连续性方程不可压缩流体的连续性方程: (u)u0div 时均运动的连续性方程时均运动的连续性方程: 脉动运动的连续性方程脉动运动的连续性方程: 0 uvw xyz 0 uvw xyz uvw p T 紊流运动方程紊流运动方程( (雷诺方程雷诺方程) ) 粘性流体运动方程粘性流体运动方程: u 1 Fuu u 2 p t )( 1 2 2 wu z vu y u x u x p X z u w y u v x u u t u )( 1 2 2 wv z v y uv x v y p Y z v w y v v x v u t v )( 12 2 w z vw y uw x w z p Z z w w y w v x w u t w 紊流时均运动方程紊流时均运动方程(雷诺方程雷诺方程): ji j i ji i j i j i uu x u xx p F x u u t u 11 张量记法张量记法: uvw p T 和和N-S方程相比，雷诺方程增加了方程相比，雷诺方程增加了 项，称为雷诺应力项，称为雷诺应力 (紊流附加应力紊流附加应力)，用，用 表示。表示。 jiu u i jiij u u ji ji 雷诺应力为正应力项雷诺应力为正应力项， 雷诺应力为切应力项雷诺应力为切应力项， uvw p T 时均紊流运动基本方程不封闭时均紊流运动基本方程不封闭(closure):(closure):有有1 1个连续个连续 方程和方程和3 3个运动方程，个运动方程，1313个未知量个未知量(3(3个时均流速分个时均流速分 量量,1,1个时均压强，个时均压强，9 9个雷诺应力项。如何求解个雷诺应力项。如何求解? ? uvw p T 时均紊流运动基本方程不封闭时均紊流运动基本方程不封闭(closure):(closure):有有1 1个连续个连续 方程和方程和3 3个运动方程，个运动方程，1313个未知量个未知量(3(3个时均流速分个时均流速分 量量,1,1个时均压强，个时均压强，9 9个雷诺应力项。如何求解个雷诺应力项。如何求解? ? 方法方法: :基于紊流半经验理论。即：应用一些合理的假基于紊流半经验理论。即：应用一些合理的假 设建立时均流速和雷诺应力之间的关系。设建立时均流速和雷诺应力之间的关系。 2.2.紊流半经验理论紊流半经验理论 uvw p T Boussinesq涡粘性模型涡粘性模型 ijj i ijt ji u u u u xx 为紊流运动粘性系数为紊流运动粘性系数 t 3.3.紊流方程的求解紊流方程的求解 uvw p T 零方程模型零方程模型 单方程模型单方程模型 双方程模型双方程模型 uvw p T 零方程模型零方程模型 只需建立雷诺应力项和时均流速之间的关系只需建立雷诺应力项和时均流速之间的关系,不需再增加其它不需再增加其它 的偏微分方程。从解方程组时所增加的偏微分方程的数目来看，的偏微分方程。从解方程组时所增加的偏微分方程的数目来看， 称之为零方程模型。称之为零方程模型。 uvw p T 单方程模型单方程模型 增加了一个和紊动流速的传输有关的偏微分方程，即增加了一个和紊动流速的传输有关的偏微分方程，即 方程方程 称之为紊动动能称之为紊动动能 uvw p T 一般形式的涡粘性系数模型一般形式的涡粘性系数模型 2 () 3 ijj i ijtij ji u u uu xx ji ji ij 0 1 为单位质量流体的紊动能为单位质量流体的紊动能 为紊流运动粘性系数为紊流运动粘性系数 t LC t uvw p T 单方程模型单方程模型 补充补充 模型模型 08. 0 D CC 1 L特征长度，可由类似于混合长度情况的经验关系来确特征长度，可由类似于混合长度情况的经验关系来确 定。定。 模型对于较复杂的流动，要靠经验确定特征长度十分困难。模型对于较复杂的流动，要靠经验确定特征长度十分困难。 3/2 ()() j tii jtD jjkjjji u uu uc txxxxxxl uvw p T 双方程模型双方程模型 ()() j tii jt jjkjjji u uu u txxxxxx 2 1 2 ()() j tii it iiijji u Cuu uC txxxxxx 标准标准 模型模型(Launder 和和Spalding在在1972年提出年提出) 2 t k C 09. 0 C44. 1 1 C92. 1 2 C 0 . 1 K 3.1 方程模型中几个经验常数可通过实验求得，通常采用朗德尔方程模型中几个经验常数可通过实验求得，通常采用朗德尔 （Launder）和史帕丁（）和史帕丁（Spalding）推荐的数值：）推荐的数值： CFD数值模拟过程数值模拟过程 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件简介 技术路线 Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学） 计算机技术 + 数值计算技术 流体实验 计算机虚拟实验 基本原理是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流场 在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。 ui j ij i ji j i S xx P uu x u t CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 CFD数值模拟过程 Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学） 计算机技术 + 数值计算技术 流体实验 计算机虚拟实验 基本原理是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流场 在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 CFD数值模拟过程 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 CFD数值模拟过程 利用计算机求解各种守恒控制偏微分方程组的技术。 建立数学物理模型 数值算法求解 结果可视化 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 进行流场分析、计算、预测的专业软件。通过CFD软件，可以 分析并显示发生在流场中的现象，在比较短的时间内，能预测 性能，并通过改变各种参数，达到最佳设计效果。 CFD数值模拟过程 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 深刻地理解问题产生机理，指 导实验，节省所需人力、物力 和时间，并有助于整理实验结 果、总结规律。 CFD数值模拟过程 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 商用CFD软件使许多不擅长CFD的其它专业研究人员能够轻松 地进行流动数值计算，从而使其以更多的精力投入到考虑所涉 及问题的物理本质、问题的提法、边界（初值）条件和计算结 果的合理解释等重要方面。 发货 发货 CFD数值模拟过程 CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 技术路线 CFD数值模拟过程 几何造型几何造型 网格划分网格划分 前处理前处理 求解计算求解计算 后处理显示后处理显示 DesignModeler CFX-Mesh CFX-Pre CFX-Solver CFX-Post CAD软件软件 ICEMCFD 应用实例应用实例 1 旧金山国际机场火车站火灾模拟 2 方庄小区建筑通风分析 3 某油库油罐安全性评价 4 室内煤气罐泄漏 5 河流污染影响评估 ICF Kaiser Engineers公司是美国最大的工程、建筑及 咨询公司之一，主要从事环境、结构、工业及能源等产 业。该公司被公认为是地铁通风领域的技术创新者，也 是北美首家利用CFD技术模拟地铁火灾及通风的企业。 要求对旧金山国际机场火 车站进行火灾安全影响评 价；分析一旦发生火灾， 烟尘扩散、温度分布等情 况；为人员疏散、设备布 置等提供设计数据和检验 参考。 旧金山国际机场火车站火灾模拟 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 该模型分多层，包括底层的铁轨、上层屋顶处的 通风设备（红色）、另一端通往轻轨车站的楼梯 以及轻轨车站的顶蓬与墙壁。 旧金山国际机场火车站火灾模拟 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 旧金山国际机场火车站火灾模拟 旧金山国际机场火车站火灾模拟 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 应用实例应用实例 1 旧金山国际机场火车站火灾模拟 2 方庄小区建筑通风分析 3 某油库油罐安全性评价 4 室内煤气罐泄漏 5 河流污染影响评估 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐燃烧 河流污染 参考北京市测绘局提供的 1：1000测绘图纸进行小 区建筑模型的建立 在初始网格生成和网格调 整过程中，自动产生非结 构化网格 北风情况下的模拟结果 方庄小区建筑通风分析 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐燃烧 河流污染 方庄小区建筑通风分析 应用实例应用实例 1 旧金山国际机场火车站火灾模拟 2 方庄小区建筑通风分析 3 某油库油罐安全性评价 4 室内煤气罐泄漏 5 河流污染影响评估 根据某油库部分油罐组的 布置，绘制二维图。 确定该油罐组发生着火时 的影响范围，建立几何模 型。 将计算区域进行结构化网 格划分。 某油库油罐安全性评价 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐燃烧 河流污染 模拟结果显示： 温度分布 速度矢量分布 烟尘等值面 流线 动画显示等。 某油库油罐安全性评价 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐燃烧 河流污染 周围油罐温度分布 某油库油罐安全性评价 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐燃烧 河流污染 应用实例应用实例 1 旧金山国际机场火车站火灾模拟 2 方庄小区建筑通风分析 3 某油库油罐安全性评价 4 室内煤气罐泄漏 5 河流污染影响评估 室内煤气罐发生泄漏的模拟分析 室内煤气罐泄漏 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 应用实例应用实例 1 旧金山国际机场火车站火灾模拟 2 方庄小区建筑通风分析 3 某油库油罐安全性评价 4 室内煤气罐泄漏 5 河流污染影响评估 河岸某处出现污染源，随水流进行扩散 河流污染影响评估 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 河岸某处出现污染源，随水流进行扩散 河流污染影响评估 车站火灾模拟 建筑通风 油库安全评价 煤气罐泄漏 河流污染 PHOENICS PHOENICS是世界上第一套计算流体动力学与传是世界上第一套计算流体动力学与传 热学的商用软件，它是热学的商用软件，它是Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series的缩写，的缩写， 由著名学者由著名学者D.B.Spalding和和S.V. Patankar等提出，等提出， 第一个正式版本于第一个正式版本于1981年开发完成。年开发完成。 http:/www.cham.co.uk和 PHOENICS CFX CFX是第一个通过是第一个通过IS09001质量认证的商业质量认证的商业CFD软软 件，由英国件，由英国AEA Technology公司开发。公司开发。2003年，年， CFX被被ANSYS公司收购。目前，公司收购。目前，CFX在航空航天、在航空航天、 旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、 生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领 域，有域，有6000多个全球用户。和大多数多个全球用户。和大多数CFD软件不软件不 同的是，同的是，CFX除了可以使用有限体积法之外，还除了可以使用有限体积法之外，还 采用了基于有限元的有限体积法。采用了基于有限元的有限体积法。 和 STAR-CD STAR-CD是由英国帝国学院提出的通用流体分析软是由英国帝国学院提出的通用流体分析软 件，由件，由1987年在英国成立的年在英国成立的CD-adapco集团公司开集团公司开 发。发。STAR-CD这一名称的前半段来自于这一名称的前半段来自于Simulation of Turbulent flow in Arbitrary Region该软件基于有该软件基于有 限体积法，适用于不可压流和可压流（包括跨音速限体积法，适用于不可压流和可压流（包括跨音速 流和超音速流）的计算、热力学的计算及非牛顿流流和超音速流）的计算、热力学的计算及非牛顿流 的计算。它具有前处理器、求解器、后处理器三大的计算。它具有前处理器、求解器、后处理器三大 模块，以良好的可视化用户界面把建模、求解及后模块，以良好的可视化用户界面把建模、求解及后 处理与全部的物理模型和算法结合在一个软件包中。处理与全部的物理模型和算法结合在一个软件包中。 STAR-CD FLUENT FLUENT是由美国FLUENT公司于1983推出的CFD软件。它是 继PHOENICS软件之后的第二个投放市场的基于有限体积法的