域,子域,源汇,域交界面,共轭传热.ppt

域 子域 源 汇 域交界面 共轭传热 讲座2 CFX Pre 域 对于每一个计算 CFX要求至少有一个域被定义 可以是流体 固体或多孔介质域只有三维的网格集合或包含在其中的三维部件才会被CFX的模拟读取在 创建域 的对话框里所做的选择会影响到后续的菜单在共轭传热模拟当中 可以实现流体域 固体域和多孔介质域的任意形式的组合 域 通用选项界面 基本设定域的位置 只允许网格集合或其他3D部件域的类型 流体 固体 多孔介质流体列表 选择参与计算的流体种类固体列表 选择参与计算的固体种类坐标系 如果有多于一个的选项的话 选择一个合适的粒子追踪 拉格朗日 选择被追踪的粒子类型通用选项界面 域模型压强 参考压强浮力 指定重力矢量方向域的运动 静止或旋转 如旋转需指定角速度和旋转轴 以及有无其他的旋转模型 域的创建 传热模型无 等温 热能 总能湍流模型不同复杂度的许多模型 包括常用的k Epsilon模型湍流壁面函数根据所选的湍流模型自动设定化学反应和燃烧模型只有当可变组分混合物作为流体的时候才可选热辐射模型如果选择了有温差的传热模型 那么有几种辐射模型备选附加变量设定当附加变量被定义后 此处可以设定该变量的各种参数值 流体模型 热传导模型热能模型热辐射模型不选 或蒙特卡罗模型 固体模型 多孔介质域 用于模拟单独网格无法描述的负责几何形状中的流体面积孔隙率流体可以通过的几何面积与整个面积之比体积孔隙率域中流体的体积与整个体积之比孔隙损失模型各向同性损失模型各向异性损失模型对以上两种模型 损失都是通过线性或二次函数方式的系数来定义 也可以指定渗透率和损失系数 初始化可以对整个系统做 也可以对各个域单独做总体来说 初始化时需要设定 Option Automatic 表示求解器自动设定初值 Option AutomaticwithValue 用户输入具体的初值 牵涉到的变量包括 速度矢量 静压 温度 湍流变量 其他 初始化 CFX Pre 子域 在指定3D区域施加源项创建子域前必须有一个域已经存在一个域中可以包含多个子域流体子域必须处于流体域中固体子域必须处于固体域中源 和汇 可以是常数或CEL表达式设定子域一开始需要给子域命名 并选择它所在的域 子域 流体子域允许添加下列源项 取决于在创建域的时候设定的物理模型 能量质量 连续性 动量 通过设定合适的系数 可以模拟线性或二次函数式的阻力辐射 只适用于单相 可以选择DiscreteTransfer或MonteCarlo模型附加变量流体组分湍流 流体子域 固体子域允许添加下列源项 取决于在创建域的时候设定的物理模型 能量辐射 固体子域 点源 CFX Pre 用于对单个网格单元施加源项点源的位置由输入的三维坐标决定源项将被添加到离制定坐标位置最近的那个网格上在流体域中 用户可以创建下列点源 能量 质量 连续性 附加变量 流体组分 湍流在固体域中 用户只能在点源上施加 能量 点源 域交界面 CFX Pre 连接不同的域或网格集合允许不匹配的网格粘接 比如 六面体和四面体 允许不同域之间的参考坐标系不一样在不同区域之间可以创建周期性界面每个域交界面上的边界条件是自动创建的如图所示 共有八种域交界面可供选择 域交界面 域交界面 此处的域的可选性受前面选定的界面类型控制 此处的域的可选性受前面选定的界面类型和Side1选定的域控制 1 1 连接方式不适合多孔介质域何在交界面一侧有多个域的流体 流体域交情况 域交界面 连接方式 自动首先试1 1的连接方式 不行的话再用GGI1 1域交界面两边的网格是一一对应的GGI即使在域交界面两边的网格并不对应 GGI连接也是以一种守恒和隐式的方法实现的两边的网格类型不一定需要相同域交界面的两边应该有相同的面积 并且处于同一个平面上 但是 如果两边面积不一样 那么连接会自动作用在两侧重叠的部位如果两侧之间有 小间隙 或是 小交叉 用GGI实现连接也是可能的 域交界面 GGI 交界面可能需要被分割成若干段下面图示的例子需要四个交界面 而不是一个设定交界面的标准是交界面的两侧有相同的Z和r值 流体 流体域交界面 流体 流体域交界面连接两个流体域可以连接两侧不同的参考坐标系坐标系变化选项 没有变化 只连接交界面两侧没有坐标系变化的情况FrozenRotor 各部件之间有固定的相对位置 但坐标系发生相应的变化 适用于稳态分析Stage 多个叶片的圆周平均 考虑到了时间平均下的相互影响 但不是瞬态问题 适用于稳态分析TransientRotor Stator 考虑界面两侧的相对运动 模拟真实的瞬态影响 适用于瞬态分析SameFrameFrozenRotor Stage 参考坐标系没有变化 但通过 FrozenRotorstyle 或 Stagestyle 考虑相应的流道变化 多孔介质域交界面 多孔介质域交界面类型 流体 多孔介质连接流体域和多孔介质域固体 多孔介质连接固体域和多孔介质域多孔介质 多孔介质连接两个多孔介质域连接多孔介质域的交界面总是用GGI方式来连接 多孔介质域交界面 续 数值离散化假定总压在交界面上不变化静压在交界面上不连续假定总焓在交界面上不变化 总能 固体域交界面 固体 固体固体 多孔介质固体 流体限制 一个多相流体域和一个共轭传热的固体域之间的连接方式不能是GGI 周期性界面 周期性界面可以是旋转的或平移的可以指定连接类型 自动1 1GGI可以指定周期性的流固交界面对流固交界面来说 有一些连接上的限制 共轭传热模拟 CFX中的模拟默认是流体问题的模拟质量 动量和能量守恒在CFD计算模块中计算当固体材料的温度分布是我们感兴趣的内容时 我们可以应用共轭传热模拟典型案例 管内流动中流体的热传递记忆管壁的温度分布被厚墙隔开的两股流体之间的热传递情况 为什么要模拟共轭传热 在CFX Pre中 固体部份必须被定义成固体域 共轭传热模拟需要额外考虑如下的因素 网格要求多个域边界条件域交界面初始值求解器控制 如何设定共轭传热模拟 需要创建至少一个三维区域代表流体域 另一个三维区域代表固体域请注意CFX要求在创立固体子域以前先创立固体域 流体域 固体域 完整计算域 网格要求 创建一个固体域在流体模型中 确认热传递选项已经被选中 即传热模型选用ThermalEnergy或TotalEnergy 在固体模型的热传递选项中选择ThermalEnergy边界条件 对流体边界没有什么需要特殊考虑的地方 对固体的外部面必须施加固体边界条件 即那些不和流体域相连的面 求解器控制 固体时间长度控制必须用以下两种方式当中的一种定义 AutoTimescalewithoptionalSolidTimescaleFactor PhysicalTimescalewit