AVLFIR应用精华总结

1、AVL Fire软件的使用教程点1.Number of closure levels是指的细化程度。2.准备stl 文件（Pro/E 模型save as） 0-3 天 取决于CAD 模型的好坏 建立2D 初始拓扑网格 4 天 用MSC/Patran 或Hypermesh 产生3D 初始拓扑网格 半天 用MSC/Patran 或Hypermesh 用FAME 完成网格 1 天 AVL FAME 检查调整网格质量（付体积、雅可比等） 半天 AVL FAME 修正坏单元( 分成四面体单元等方法) 半天 用MSC/Patran 或Hypermesh。这是AVL 进行项目分析时的一个参照时间。由于后期可

2、能会进行1020 个改动方案的计算，以便确定最优方案，所以只要在原初始拓扑的基础上稍加改动，便可产生新的优质网格，大大缩减改动方案的网格划分所需时间。同时由于六面体的计算机资源也占用得少，计算速度也快，大大加快了项目的分析进度。工程师可把主要时间用于接触定义、边界定义和结果处理等，将精力集中在优化设计方案的分析和筛选上。可用MSC/Patran 或Hypermesh 做初始拓扑，网格能匀称地跨越几何表面为佳（一般网格节点离表面2mm 左右）.用于EXCITE 悬置振动响应计算的整机网格，控制在1 万单元以内；EXCITE 噪声计算的网格控制在5 万单元以内，可使用与壳单元的联合网格。静力分析（

3、变形和应力）中，切割出CAD 模型的分析区，比如：可以是半个缸体，也可以是整个机体裙部和油底壳等，由分析目标而定。根据结构做不同拉伸方向的拓扑，最后完成的网格一般可控制在80-100 万以内。3.网格质量的检查过程与注意的问题：1】在工作域上选择体积网格。2】在FH 应用工具栏的info 中选择Checks。3】Required checks 这一栏里的选项是必须要检查的，选择上所有的选项，如下图所示，在Recommended checks这一栏中是推荐用户进行选择的。最后选择check。 注：在Required checks这一栏中所有选项的数目一定要为0。4】选择Cancel,退出。5】选

4、择File | Save，保存文件。4. Skewness 定义为skew =（理想网格的体积-网格的体积）/理想网格的体积理想网格为等边网格，它与我们进行检查的网格具有相同的外接圆半径。Skewness 的检查主要是针对四面体网格(skew=0:等变, skew1:长条形)。小的六面体网格(FAME网格的边界层) skewness 值不好。5. 对于质量不好的网格，可以采用修复工具进行修复，方法如下：在工作域选定体积网格。从应用工具栏中选FH->MeshTools->Smooth。选择Volume Optimizer 并在Iterations 处输入3。选择Smooth 开始优化

5、。6. 2Dresult 的信息以二进制的格式存在.fl2 文件中，我们可以通过以下步骤进行察看：在目录上，选择2D Results，点击鼠标右键在子菜单中选择View。或者在SG 应用工具栏中选择2D Results。下图显示的就是一个典型的2D 输出。发动机模拟的参数设置7. 目前适合用内燃机工程应用，我们推荐k d f模型，它所计算的湍流场更准确。8.对于柴油机没有直接的模板可以选择，我们可选择Gasoline_DI。9. 对于柴油机的部分模型，由于只计算高压循环，所以起始角是进气门关的时刻。关闭角是排气门开的时刻。10. 时间步长一定要精心控制，对计算的稳定性和精确性都会有影响。在计算

6、的开始时刻，收敛性差，应该采用较小的时间步长使计算稳定，随着计算的进行，时间步长可以逐渐加大。整个压缩冲程最大可以使用2度。喷油开始前需将步长调小，喷雾阶段使用0.2度的计算步长，本例由于是两次喷射，在两次喷射间期使用0.5度步长。燃烧过程可以使用0.5或者0.2度进行尝试膨胀过程计算步长可增加到1度11. 柴油机的部分模型整个计算过程气缸是闭口系，边界的类型一般都是wall，直接设置壁面温度即可。12.柴油机的部分模型，为保证中心网格是六面体，在中心处形成的面，设置为对称边界。13. 湍流长度尺度，取气门最大升程的一半。14. 涡流强度的计算是使用试验测量的平均涡流比乘以发动机转速其方向是采

7、用旋转轴上两个点的坐标的差值进行确定的。15. EGR mass fraction：初始时刻缸内的残余废气系数16. EGR composition：混合燃烧生成这种废气的空气和燃油之间的比例，其定义是过量空气系数的倒数17.松弛因子的设置可以采用左图的设置：在计算刚开始的时候或者喷雾燃烧的时候可适当将动量Momentum和压力(Pressure)的松弛因子调小为动量(0.4)，压力(0.1)18. 2D结果（2D result）的输出一定要激活，可以得到缸内的平均压力和温度等数据 backup文件：建议在喷射时刻前(比如提前1度）一定要输出一个backup文件，以便在以后对喷雾和燃烧模型进行

8、调整的时候可以从喷射前的某一时刻restart，以节省计算时间。19. modules部分设置：物质输运模块只需要选择standard模式即可20. Spray模块，solver的选择：Coupling flags 里除了TKE和dissipa -tion其他必须激活。这些选项决定了parcel和主流体之间的物理量的相互作用21. 碰壁模型Wall Interac -tion Model：与wall jet相比左图中的前三个模型均可以模拟飞溅的现象，故可以模拟油滴与壁膜之间的质量交换。可以考虑干湿壁面，粗燥光滑壁面的影响。几种模型的对比和模拟现象的不同请参考下图22. SPRAY： 蒸发模型E

9、vaporation Model1）Dukowicz: 认为传热和传质过程是完全相似的过程，并且假定Lewis数（热扩散系数与质扩散系数的比值）为1。计算油蒸汽的物性参数（比热，粘性等）所对应的温度采用1/2法， 即是当地流体温度和液滴表面温度和的1/2。2）Spalding：Levis数仍为1，但是由于不再认为传热和传质是完全相似的，需要先求解温度的微分方程，才能求得液滴的新直径，因此需要迭代。3）Abramzon：需要迭代，但是不再有Lewis数为1的限制对于发动机运转条件下的燃油蒸发过程，三种模型没有明显的区别，由于Dukowicz模型不需要迭代，计算时间短，是推荐选项。23. SPRA

10、Y 破碎secondary breakup：WAVE 可调整的参数不多，结果可靠，适用于多喷孔的柴油机FIPA和KHRT 模型使用的范围更广（其We数可以很小），适用于柴油机和汽油机TAB 模型不适用于柴油喷射，可以应用于低速的汽油喷射过程（空锥形喷射或者漩流喷射）HUH -GOSMAN适用于中等喷射压力的汽油机多孔喷射。24：SPRAY 破碎secondary breakup：WAVE C1：常数为0.61 决定液滴的稳定直径。计算中不做调整C2：影响破碎时间，其数值越小，破碎时间短，液滴的平均直径小，贯穿距小，是主要调整参数C3：1代表粘性流体，0代表无粘性流体C4： 为了使液滴在一进入流

11、场时就有一定的子液滴出现，可以使用C4和C5两个参数，C4代表的是子液滴的数目，数值越小，子液滴数目越多，但是过小的C4值，会因为子液滴数目过多，导致计算变慢。C5：进入子液滴的质量大小，C5值越大，子液滴所占据的质量越多C6：影响子液滴大小的分布，具体可参见下页C7，C8考虑喷射背压（即环境压力）对C1和C2的。修正：25. SPRAY 破碎secondary breakup： FIPAFIPA 基本思想是把液滴的分裂时间作为分裂过程的控制参数。当We>1000时，采用WAVE模型，所以FIPA模型可以模拟从初次破碎到二次破碎的过程。C1：与WAVE中的C1相同，不可调参数。C2 C3

12、：对破碎时间尺度的调整（相当与WAVE的C2）即We>1000时，所在网格的空置率>0.99999时起作用，C3与之相同，适用于所在网格的空置率<0.99999时。C4 C5：对破碎时间尺度的调整，应用于We<1000时，所在网格的空置率>0.99999时起作用，C5与之相同，适用于所在网格的空置<0.99999时。C6：时间尺度的指数项，增大会导致破碎速率变缓。C7：当We>1000时，相当于WAVE的C4。C8：当We<1000时，相当于WAVE的C5网格的空置率气体所占体积/网格总体积26. SPRAY 破碎secondary breaku

13、p: KHRTKH：与WAVE的思想相同，即沿流动方向扰动波的不稳定增长形成的破碎RT：在液滴的迎风面方向当液滴的速度很快降低时在其驻点位置会形成扰动波，其不稳定增长形成的破碎，更适用于喷雾初始时刻相对速度高，空气阻力大的情况下发生的破碎现象。液滴的破碎过程，是这两种现象持续竞争的结果，并且能够计算喷雾锥角KH instability RT instability。C1，C2：与WAVE的C1和C2意义相同。C3：调节破碎长度尺度，越大，长度尺度越大。在小于其长度的喷射距离中液滴只进行WAVE形式的破碎。C4：RT中调节波长的大小，其值越大，越不易发生RT形式的破碎。C5：RT中调节破碎时间，

14、其值越大，破碎时间越长。C6，C7与WAVE中的C6和C7意义相同。C8：调整生成的子液滴其法线方向（垂直于液滴运动方向）的速度。27. SPRAY 破碎secondary breakup: TAB基于弹性力学理论，液滴在运动中受到的各种力的作用，从而使液滴本身如弹性体一样发生振动和扭曲。当变形到一定程度的时候，就会发生破碎。TAB模型可以自动计算喷雾锥角的大小。C1：影响第一次破碎发生的时间，负值表示会延迟，正值，其值越大，破碎时间越短。C2：子液滴直径采用Chi square分布的指数相，或者采用RosinRammler分布的指数。C3：0 Chi Square 1 RosinRamlle

15、r。C4：调节子液滴SMD与母液滴直径的比值，其值越大，子液滴直径越小。C5：调节表面张力的影响程度，其值越大，破碎时间越长，是重点调整参数。C6：推荐值为0.5C7: 调节粘性力的影响程度，其值越大，破碎时间越长。C8：试验证明与C5的关系为C8C5/24。C9: 调节子液滴的速度。28. SPRAY 破碎secondary breakup: Huh/Gosman流扰动破碎模型，其基本思想是认为射流内部的湍流扰动和气动力是导致液体分裂雾化的动因。C1：调节破碎长度尺度的因子，其值越大，破碎速率越大。C2：调整气动波长的因子，其值越大，波长越小。C3，C4：分别调整湍流时间尺度和气动力时间尺度

16、的因子，其值越大，破碎速率会降低。C5：湍流长度尺度的初始值。C6：湍流时间尺度的初始值。C7，C8：相当于WAVE模型的C4和C5。29. Spray Injector 喷嘴设置：喷嘴子模型。Radial perturbation在目前的版本中不推荐激活Nozzle flow simulationDiesel Nozzle Flow 采用经验公式方法预测喷嘴的穴蚀，并对喷射速率和液滴直径进行修正：C1：喷孔入口倒圆的半径与喷孔直径的比值C2：喷孔长度和喷孔直径的比值，其影响穴蚀发生的位置C3：设置为0。考虑穴蚀的发生对喷射速率的影响，但是不修正液滴大小设置为1，同时修正液滴的大小推荐值：-3

17、0.进气管-进气流量massflow 进气温度 紊流状况turbulence如紊流的能量0.02m2/s2紊流的长度比例m32.空气参量-气体常量gas constant287j/kgk,比热specific heat 1007j/kgk, 动力粘度dynamic viscosity 1.824e-5ns/m2 热传导系数 thermal conductivity 0.0257w/mk 压力 温度 密度 33.边界值计算-选择理论方法。如extrapolate34.差分方法differening schemes-如中心差分central dif 逆向 upwindS35.收敛准则converg

18、ence criteria-最大最小迭代数iteration 标准剩余误差normalized 紊流的参数 动量 压力 能量36.Turb.diss.rate是什么湍动能耗散率，为了维持湍流运动，单位质量流体微团在单位时间内由于湍流脉动而通过分子的黏性所引起的不可逆的转化为热能的那部分湍能。37.进排气歧管 用稳态计算可找出流动损失较大的区域。38.如需评估发动机实际运行时个高的充气均匀行或EGR的分布均匀行，那么应该做瞬态计算。用boost算出进出口的边界条件。用平均流量来比较评价各缸充气均匀性。3.EGR分布均匀性，这是要定义2个入口。4.耦合计算boost and fire.39. 2D

19、results和2D log的结果是有区别的。2D results是指整个计算域的平均值，比如平均压力，温度等，当然你也可以做selection，显示的会是selection域中的平均值。值得注意的是2Dresults的输出频率与restart文件的输出频率相同，如果你restart文件的输出是隔1000步输出，2Dresults文件的结果可能就只有一行。而2D log是所选择的monitoring location的单元信息，其输出是每一次迭代均会输出结果。 (帖子)40. 直接作燃烧就可以得到温度场的信息了。在3D结果输出请求里面，把温度选为yes。当然要求解能量方程。(帖子) keep/

20、remove cells 两项的主要区别是边界网格与表面之间的拓扑情况是不同的, 网格数目较少的一般选remove .transformation中newer inner radius 什么的是什么意思？41.simulation control 中engine friction 的femp什么意思？IMEP 是平均指示缸内压力 BMEP 是平均有效缸内压力二者都是功/工作容积，但前者的功是通过缸内压力计算出来的功，即示功图上的面积；而后者的功则是测功机上显示的有效功，二者的差值就是机械损失功(广义）。IMEP-BMEP=FMEP 帖子42.bsfc是指brake specific fuel

21、consumption 即制动燃油消耗 制动油耗率, 制动单位油耗量43.a/f ratio 空燃比：我想BOOST都是做发动机性能预测的，所以我都是将空然比设成-功率混合气, 就是0.9左右！ Stoichiometric a/f 理论空燃比. 44.在中，Stoichiometric A/F ratio是理论空燃比，请问在Boost各个Case中（即不同工况下），其Stoichiometric A/F ratio值始终为恒值14.6？答：燃料不变，则其值不变。可以设置全局变量，在Stoichiometric A/F ratio的位置点右键，选择assign new parameter（gl

22、obal)，在case explore中点击p的按钮，将要设置的变量加入到计算中，在case explore中加case不同的case可以改变不同的Stoichiometric A/F ratio (帖子) ssf: differencing scheme 差分形式 underrelaxation factors 低松弛因子 （对计算的收敛性有影响）calculation of derivative 衍生计算two stage pressure correction 两阶段压力校正differencing 差分45.FIRE网格画分思路首先根据你的模型用一个长方体(BOX)包围，再定义的最大尺

23、寸对BOX进行六面体划分，划分完了以后，再判断你定义密度的壁面是否与相应网格相交，如果相交就把这些网格按你给定的网格密度（包括定义的深度范围内）加密，加密的策略是按2倍递增过渡（这就是为什么最大密度定义了以后，其他的网格密度只能是1/2n了，当然如果还有其他方式的加密如部分区域加密等原理也是一样。在这之后，再对每个体网格进行判断（也就是根据输入面网格stl），是否在体以内，体以外，与壁面相交。以内保留，以外去掉，与体相交有两种算法，keep/remove cells，在画网格的时候会有这个选项。这之后体网格基本成型，在加边界层，边界层附近网格进行调整。整个网格进行优化。具体过程可以看看FIRE

24、画网格时弹出的进程框。所以FIRE里面不需要进行面网格划分，面网格是用来判断体网格是否在内外已经壁面层划分而已，其密度及质量对体网格质量没有任何影响，惟一要保证的是面网格所表达的体不失真。所以对已有的面网格进行细化没有任何意义，无非就是一个三角形分成多个三角形，表达的还是同一个平面区域而已。对于体网格加密（不只边界层），建议在划分网格时就定义好，体网格画好以后在进行加密，网格质量会比较差（如果加密用的方法是只把你要加密的部分的面网格选出来）具体边界层密到什么程度这个与你选择的壁面函数有关，边界层并不是越密就越好，其厚度回影响Y+，而影响HTC结果，整体流速影响相对小。有些项目还需要和试验对照，

25、看看具体边界画到什么程度能和试验吻合的比较好，比如整车外流，可能要划分45层，这样作为经验用于以后计算。46.进行网格细化如果要加入中心细化的这种网格，可以按照下面的步骤：1.首先，在划网格之前，首先要建立一个Line 的Object，具体步骤如下两图Line_001 附近的网格尺寸网格细化的深度在此处选择 Line_00147.按稳态和瞬态计算的各缸流量与平均值的差别较大，可见稳态计算的结果可能会产生误导，所以研究充气均匀性还是要以瞬态为准。48.49.50. 在利用AVL Fame自动拓扑之前需其它前处理软件（如Hypermesh、Patran）对各零部件进行初始网格划分，其原则是尽可能让

26、初始网格的节点（特别是重要关键部位的节点）不在零部件的曲面上，并让startmesh的体积大于且应包容实际三维实体模型。将用PROE建立的模型，转化为igs格式提供给Hypermesh，进行初步处理，在调给AVL Fmme进行划分。51. 一般用于有限元分析的STL：Chord Height为0.1，Angle Control为0.9即可得到较满意的效果。52. 针对不同类型的发动机缸内计算，该如何设置计算开始和结束时刻？分析：这主要要看计算目的和研究对象，如果计算是为有限元分析提供热边界条件，那么无论汽油机还是柴油机都要做一个循环的计算，一般从进气门开时刻开始计算；如果是研究缸内的喷雾和燃烧

27、现象或进行喷雾燃烧有关的参数研究，那么可针对不同机型分别处理，具体如下：1）对于柴油机，一般从进气门关时刻开始（可设为对应的曲柄转角），因为柴油机螺旋气道的特性这时缸内会形成比较明显的涡流，比较容易给定初始流场（即在初始条件里给定一个涡流，其转速一般建议为气道稳态计算中气门升程最大时涡流比×当前发动机转速×0.7），计算到燃烧结束为止。由于只涉及压缩和做功冲程（是闭口系），移动网格的生成相对容易，同时如果是对称喷射和对称模型还可以只做一个扇形的计算，计算时间可大大缩短。可利用FIRE的ESE-Diesel模块进行快速的网格自动生成和模拟计算过程。2）对于汽油机，由于其进气道

28、的特点，无法像柴油机那样在进气门关的时候在缸内产生一个明显的涡流，所以要计算进气过程，当然如果是气道喷射发动机，就更需要包括进气过程。所以一般把进气门开时刻的曲柄转角作为计算开始的时刻，计算整个发动机循环或直到燃烧结束。3）如果是研究定容燃烧弹里的喷雾或燃烧，并利用试验结果进行模型参数的标定，则计算开始和结束时刻和曲柄转角没有什么关系，可以直接设置成time step即随s的变化，喷雾的时间步长应在1.0e-5s左右比较合适。在喷雾弹的试验中，一种是向静止的空气进行喷射，另外是人为的制造一定的湍流场，然后进行喷射，以便研究湍流对喷雾产生的影响。无论是那一种，用户首先都要知道喷雾弹中的初始条件，

29、以便对计算域进行正确的初始化。而喷射时刻可以按照实际的时刻进行设定。但是计算的结束时刻一定是晚于喷射的结束时刻的，其原因是喷入的燃油在喷射结束以后还会在空间继续发展（破碎，碰壁，雾化等等）。当然也可以从实际的试验情况出发，如果是根据试验结果对喷雾模型进行标定的话，那么试验测量的时刻是在哪些点上，计算持续期只要能够覆盖这些点即可。53. 问：如何在进口表面上设置涡流？答： 在入口的地方你可以选择velocity的形式进行定义，对速度的方向x，y，z分别都选择formula的形式进行输入，然后选择我们做好的例子即”inlet velocity swirl polunomial.h”文件进行定义，整

30、个文件是以多项式的形式，对边界面的法线方向和切线方向的速度场进行定义，公式如下：首先定义平均速度Vm(用户输入即average axial velocity)，下式r为边界单元上的点距边界面的中心的长度（程序自动计算）法线方向的绝对速度为VaxialVm*(Ca5*r*5+Ca4*r*4+Ca3*r*3+Ca2*r*2+Ca1*r+Ca0)切向方向的绝对速度为VtangVm*( Ct3*r*3+Ct2*r*2+Ct1*r+Ct0)上面两式中Ca5 Ca4 Ca3 Ca2 Ca1 Ca0 Ct3 Ct2 Ct1 Ct0均为用户可以输入的参数。你只需点击edit formula parameter

31、s就可以看似这11个参数输入的窗口，另外根据你定义的是u，v，或者w来选择方向x,y,z。举个例子，边界面的法线方向是Z轴，沿Z轴的轴向速度为10m/s， 进口面上的角速度也为10。那么平均速度Vm应该输入为10，对于法向方向的速度的六个系数，除了Ca0输入为1以外，其他系数均为0，即法线速度为常数，与半径无关。对于切线方向速度的三个系数，除了Ct1输入为1以外，其他系数均为0，即切线速度是角速度乘以半径的一次方。对于u，v，w的定义是一样的。54. 如何在spray模型里通过selection来引人droplet？（通常应用于油气分离器的计算）答：具体使用selection的方法很简单，只要

32、把引人油滴的那个边界面定义为一个face selection，然后在FIRE v8.52的界面上（如下图所示）位于Particle Introduction methods下面的On Selection里面把这个selection定义进去，并作相应设置就可以了。55. 多孔介质入口面速度场为什么有明显的分界线？如下图红框内所示：答： 这里首先要说明的是多孔介质入口面（和出口面）速度值是连续的，在交界面上不存在突跳，但两侧单元的值是有变化的。至于出现上图的现象，是因为显示结果的方法不合适。比如如对速度云图的显示可选择”Scalar values at cell vertices”，也可选”Sca

33、lar values in cell elements”, 前者是网格单元节点上的值，选择前者的结果如图一：图一 网格节点的值而后者是网格单元中心的值，选择它的结果如图二：  图二 网格中心的值。 可见效果很不同，这是因为相邻两个单元中心的值分别是周围八个节点（如是六面体网格）的平均值，是会有差别的（图二），而节点的值在相交面上则是完全一致的（图一），由此可见多孔介质交界面上的速度还是一致的，不存在分界面。至于相邻两个单元的值有差别是模拟多孔介质的源项在起作用。56. FAME-Engine Plus里的offset如何理解？怎么给定？答：FAME-Engine Plus自

34、动生成全套移动网格的必要条件是要给定对应于一个发动机循环中不同阶段的几个表面模型（surface mesh），如气门重叠期、进气过程、压缩及膨胀过程、排气过程。这些模型里人为给定的气门和活塞的位置就用offset这个量来描述，一般活塞都是在上止点的位置，其对应的offset就是0，如果不在上止点，则offset就是其离开上止点的距离（以m为单位）。而气门的位置一般都给了一定的气门间隙（来自worst case的表面模型），对应的offset就是相应气门间隙的大小（也是以m为单位）。程序在具体生成网格时是这样处理的：比如在进气过程中生成对应某个曲柄转角下的体网格，首先要确定相应的表面模型中进气门

35、的位置，程序会自动先将进气门移动-offset这个距离，即把气门关闭，然后根据在气门升程曲线中查到的对应的升程量将气门移动到相应的位置。线网格（edge mesh）的处理也是一样的。57.  Fire-ESE中的计算结果,如平均压力,平均温度,如何输出随曲轴转角变化的数值结果A:  这需要在cfdwm里打开这个project，从2D Results里调出二维结果，然后在2D results的界面的File里选中Save active to separate files， 就会出现下图中右边这个小界面，在”里选出”Header and data, tab-separ

36、ated (excel) (*.txt)”，就可以存成excel文件。58. 在Intial Conditions中 EGR mass fraction和 EGR composition的详细定义A: 请看下面手册FIRE_v85_Species_Transport.pdf中P23的解释 进一步解释： EGR mass fraction就是计算初始时刻缸内的残余废气的质量分数，即缸内的残余废气质量与总气体质量(残余废气+进入的新鲜空气质量之和)的比；而EGR composition则用于定义残余废气中氧的含量，1表示EGR中不含氧，而0则说明EGR中全是空气，具体的定义是生成该残余废气的新鲜混

37、合气的当量比（空燃比的倒数），即上一个循环的喷油量与进气量的比值（再乘以14.6）59. 关于线网格的生成，线网格数目的多少取决模型中流体的流动情况，在一些对流动比较重要的区域（比如起门，气门座圈处）需要有线网格（这些地方的形状会对计算结果有较大的影响），保证在这些地方生成的体网格的形状与模型的实际形状（表面模型）能够很好的贴和，从而保证计算的精确性。如果Auto Edge并不能把我们所需要的所有线网格都选出来，我们可以用Edge Tools-> Auto edge-Trajectory来选择。60. 在划分动网格的时候 ，表面模型需要注意的地方当气门落座时，表面模型的准备过程中要尽量避

38、免尖角的存在，因为如果有尖角的地方，容易出现坏网格。因此在准备表面模型时可以做如下简化：61. 如果在动网格的划分过程中出现坏网格,应该如何修复。答：在load mesh处，选择出现坏网格的相应角度，选择load,把这一角度的网格载入到界面上，选中这个网格，在FH->Info->Geo info处选择Checks,在create selection 处选择one per criterion,那么，在体网格上，检查出来的坏网格就会自动的做成selection。如图所示，这样就可以激活这些selection，查看坏网格出现的具体位置并在这些地方进行相应的修改。62计算发散的解决方法?A

39、:时间步长的控制 时间步长一定要精心控制，对计算的稳定性和精确性都会有影响。在计算的开始时刻，收敛性差，应该采用较小的时间步长使计算稳定。（比如：0.5度的计算步长），随着计算的进行，时间步长可以逐渐加大。喷油开始前需将步长调小，喷雾阶段使用0.2度的计算步长。燃烧过程可以使用0.5或者0.2度进行尝试膨胀过程计算步长可增加到1度。缸内计算时，在对排气道进行初始化的时候，建议激活smooth这个选项，因为当排气门刚打开时，排气道和燃烧室内存在较大的压力差和温度差，为了提高计算的收敛性，推荐在排气门刚打开这一时刻对气道内压力和温度进行smooth。在calculation of boundary

40、 values 处建议选择Mirror，因为Mirror 对于边界网格质量不好的情况更为适用，可作为“默认”选项激活Variable limitslocalimg=400,1711/localimgCell face adjustment-equation,Cell face adjustment-geometry两个选项一般不推荐激活，因为如果这种限制在很多单元起作用,那么会影响能量守衡. 但是,它对质量不好的网格计算有帮助，因此如果出现发散的现象，可以使用table的选项，即在出现发散现象的角度附近激活，而在其他角度不激活。松弛因子的选择：在计算出现发散的时候，用户可以把松弛因子调小，动量

41、方程的松弛因子最小可以为0.3或0.2,连续方程的松弛因子最小可以到0.05,湍动能和耗散率的松弛因子一般最小可以为0.2左右。而能量方程的松弛因子一般都不小于0.8，因为如果在很长时间间隔内能量方程的松弛因子都很小的话，会影响能量守恒。因此，用户也可以使用Table来设定能量方程的松弛因子，即在出现发散的一小段时间间隔内给定较小的能量方程的松弛因子（比如：0.4）点击Fame Engine plus之后会出现一个对话框，您可以在这个里面调入已有的.fep文件，也可以选择一个路径，然后命名，生成一个新的.fep文件。63在边界网格划分工具中，manip edge功能键可以对局部面网格进行生成边

42、网格操作。64对于风道稳态计算，一般进口用流量，出口用静压或梯度为零；若是瞬态计算，往往进出口都采用压力边界条件，如果计算不易收敛，则建议进出口都采用流量（出口流量的值要改变符号）65对于冷却水套一般进口定义流量，出口定义静压或梯度为零。 建议是有实测的静压值，这样有助于加快计算收敛。66入口处湍流值的给定：一般"turb.ref.velocity"处填入进口平均速度（可根据流量估算） "% of mean velocity"一般填1-10。 "% of hydraulic diameter"一般填5-10 。这样Turb.kin.e

43、nergy及下面两项都会由程序自动算出。一般来说，TKE的值大一些对计算收敛有帮助。67SIMPLE这个算法是从离散的连续方程和动量方程里导出一个压力校正方程SIMPLE和SIMPLEC的差别在于速度的更新方法不同；SIMPLEC 对于松弛因子的依赖较弱, 压力的校正甚至不需要下松弛；SIMPLEC 对于一些压力-速度耦合起的作用较大的应用会得到更好的结果. 而在一些有其他源项的情况下, 如较强的湍流, 喷雾, 燃烧时SIMPLE 法算得会更好，SIMPLE是默认的选项。68松弛因子：稳态计算: URF (mom) =0.6, URF(pres)=0.1, URF(turb)=0.4 瞬态计算

44、: URF(mom)=0.6, URF(pres)=0.4, URF(turb)=0.669差分格式：差分格式是由前后网格单元中心(cell enter)的值来计算网格单元面中心点(face center)的值的方法，常用的差分格式有“迎风格式”&“中心差分格式”，在计算精度和收敛性之间取得折衷，采用Blending factor揉和因子以便在高阶的格式中揉入迎风格式。揉合因子是介于和之间的数，为1表明完全采用高阶格式，为0，则只有迎风格式起作用。迎风格式(Upwind)：这是一阶精度的差分格式，无条件收敛，但不适于用在动量方程和连续方程，因为如果网格线与流动方向不一致，该格式会产生数

45、值扩散。中心差分(Central Differencing)：二阶精度，是连续方程的默认格式("揉和"因子 blending factor选1)，用于其他方程时"揉和"因子最多选0.5。收敛性较差。Minmod Relaxed: 也是二阶精度，可与0-1之间的任何"揉和"因子相配，比中心差分的计算稳定性和收敛性好。对于连续方程建议选用中心差分带揉和因子为1。在高马赫数的情况下可以选用MINMOD或SMART（三阶精度）。对于动量方程通常选用MINMOD带揉和因子1 (发动机的应用可采用0.5)。 能量方程可选用CD 带揉和因子0.5.

46、 但对于发动机计算应选用迎风格式。70线性求解器：在FIRE中采用了非常有效的共轭梯度方法 (CG): GSTB 和CGJP 要在加快计算速度和加强收敛性方面取得最优方案, 我们在界面上提供了'Table'的方式，这样可以在计算开始收敛性比较差的时候选用GSTB, 然后采用CGJP来加快计算速度，大多数情况下压力项求解器（Continuity)公差可取0.05,但有时必须降到0.005。Algebraic Multigrid(AMG) 类似GSTB, 一般用于非常复杂的问题但要多占用50%的内存。71*创建edge meshes：生成的edge mesh文件往往不符合要求需要修

47、改，通过勾选工程树中的文件，可以改变模型是否在工作区中显示。在工作区中只显示edge mesh，便于修改edge模型。创建一个名为cut的cell单元，单元中所有需要删除的线条，采用Add by Polygon选择，完成后在 View目录下勾选cut单元，选择Apply，在工作区域内只显示删除的线条，右键选择删除的线条，cut或delete完成删除。添加线条，显示表面文件（IP_surf_meshes）。Auto edge选择IP_surf_meshesTrajectoryCreate trajectory by maximum face angleAngle threshold(degree

48、s)输入80Select mesh存在的edge mesh文件Trajectory。72网格检查：Check(检查)完成后，会在#栏中显示检查的数量，同时在工程树IP_surf_smoothautomesh目录下显示。在工作区内显示需要优化的单元，按住ctrl，左键选择CheckTwistFaces, CheckSkewness, CheckCellEdgeAngles 和CheckCellWarpage单元，右键选activate。此法适于任何的单元显示。优化单元，FHMesh ToolsSmoothVolume optimizer在Iterations输入3Smooth，完成后在检查单元质

49、量，会发现坏的单元有所减少。73后处理：在一个工作平面内只能显示一个物理量，观察不同的物理量，有两种方法：一是在工作平面内选择截面，鼠标右键，选择PropertiesData settingsDisplay attribute物理量OK，选择Isocontour lines，结果以等高线的形式显示；二是在3D Result目录下选择相应的物理量，鼠标右键Assign to cut相应的截面。-HD_engine（柴油机）燃烧模拟74 在intake port例子中主要练习利用FAME Advanced Hybrid Meshing Technique来划分体积网格单元的流程。主要练习fire中

50、移动网格划分方法，通过设置几个关键的曲轴转角实现网格的移动来模拟柴油机的缸内循环过程。由于汽缸工作容积的对称性和节省计算时间，根据柴油机的喷油孔的数量，在计算时取工作容积的360/n（n为喷油孔数）模拟计算。752D网格的形成1) 打开bowl_edge,右键选择Properties勾选Points复选框，在边线上显示点。如果点显示不是很清楚，可以改变点的颜色，双击复选框前的颜色框，弹出调色盘，选择适当的颜色即可。2) Edge Tools/2D Meshing/Interpolation/选择bowl_edge/Pick 4 points/选择需要划分区域的四个端点/在对话框中输入相关的参数

51、,都选change input edge mesh/Interpolation，生成TFI_1_of_bowl_edge。详细设置见帮助文件。New line两点之间生成一条新的直线，subdiv两点之间划分的段数，keep不变，compression压缩系数。3) 删除多余的线使得bowl_edge如图所示，划分余下边线网格，Edge tools/2D Meshing/Paving选择bowl_edge选择Keep constant boundary cell thickness输入 0.0001 在Boundary cell thickness输入 1 在 Number of consta

52、nt thickness cell layers.输入 6 在 Row adjustment delay.选择 Paving完成过程，然后，选择 Cancel 退出，生成名为PAVINGMESH_1_of bowl_edge。4) 用paving的方法划分compensation_edge,在Number of constant thickness cell layers中输入2，生成PAVINGMESH_1_of compensation_edge。5） 将三块2D网格合并。Mesh Tools/Connect/按住Ctrl键，在project选择前面生成的网格/Join Meshes。生成

53、joined_1(1),选择joined_1(1)，保持合并的一致性，选择Conform connect/Calculate default valve/Conform connect，形成最终的2D mesh如右图所示76三维网格形成1）Enlarge/Rotate/选择joied_1(1)/在Number of Subdivisions输入15，在Angle输入45/选择Z axis作为旋转轴/Rotate，生成Rotated_1_of_Joined_1，重命名为bowl_1。2)拉伸bowl_1上表面，形成汽缸工作容积。旋转bowl_1在顶部创建一个Face单元，名为top face，在

54、工作平面内只显示top face和edge_sweep。3）选择Mesh Tools/Enlarge/Extrude/选择top face/Predefined distribution/选择edge_sweep,Vector Z输入1/Extrude，Cancel退出,恢复bowl_1显示。4）将bowl_1和2）中拉伸生成的网格合并，方法同2D mesh相同，生成Joined_2(1), 选择join ed_2(1)/选择Conform connect/Calculate default valve/Conform connect，注意连接时经常会有连接不上的问题，影响后面移动网格的形成，

55、可以反复连接几次。重命名为HD_engine_180。5）检查HD_engine_180，保证Negative Normals为零。如果不为零，检查2D mesh过程。-77. 求解器设置问题：入口及出口条件的选择（常规应用）：对于进气歧管稳态计算，一般进口用流量，出口用静压或梯度为零；若是瞬态计算，往往进出口都采用压力边界条件（试验测得的或BOOST算出的瞬态压力值）。对于气道计算，一般在稳压箱入口面加总压，气缸出口处加静压，为了确保计算的收敛，出口面不能有回流，所以气缸的长度至少要为缸径的2.5倍对于冷却水套一般进口定义流量，出口定义静压或梯度为零。建议是有实测的静压值，这样有助于加快计算收敛。77-1. 78流体物性和初始条件： 如果激活1-方程湍流模型(计算湍流粘度), Spalart-Allmaras模型将被采用。迭代几步之后计算将转用实际选择的湍流模型。得到湍流粘度后, 初始湍流长度尺度被用于重新计算耗散率和湍动能公式编辑器也可被用于设置初始值计算多孔介质时, 可以预设很小的通过多孔介质的初始速度。(这对催化转化器和管摩擦模型的使用是重要的)79湍流模型参数选择设置：􀂄S-A单方程模型：一般用于高马赫数流动⣷