60_CFX总结(DOC)

1、CFX总结张永立 编写2009 年目录1目录CFX 的安装.1CFX 前处理.11.旋转机械的几种级间模式 .12.旋转机械 Pitch Ratio 的介绍 .13.旋转机械的时间步长设置 . 14.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0 与 Fluent6.3.26 比较） .25.CFX 火灾喷淋仿真方法 . 26.CFX-Pre 中的 Domain In terface 的设置说明（V12.1）.47.如何在一个 case 中实现不同的计算域使用不同的流体介质？ .4CFX 求解器.41.计算时出错： “In sufficie nt Catalogue Sizd如何解决？ .42.

2、CFX 并行分区算法.53.CFX 如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？54.关于 CFX 并行的几个问题？ . 65.CFX 并行模式：.66.ke 和 SST 两个模型计算阻力测试？ .67.CFX 进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】68.CFX 提交求解出错？ . 9CFX 后处理.101.如何在 CFX-Post 中求温度或密度等 Scalar 的梯度？ .102.CFX 如何求得换热系数的？ . 103.在 CFD-Post 中如何显示周向速度和径向速度分量？ .104.如何创建任意形状的切面（平面或曲面） .10CFX 并行.10正文1CFX的安装CFX前处理1.旋

3、转机械的几种级间模式Froze nRotor:坐标系改变，但转子与定子之间的相对位置不变，相当于准稳态计算。适合于流体速度远 大于交界面位置的机械转动速度时（即转速较慢），此模型计算量最小。此联结方式下有两个参数可以设置： Rotational Ofset 和 Transformation Type.对于 Rotational Ofset,可以用于不提前改变网格相对位置，而实现不同转子/定子相对位置下的流场计算。对于 Tran sformation Type，当 pitch ratio 不等于 1 或者当 in terface 中的两个网格面不完全 overlap 时，可以选择”Automat

4、ic ”，当 in terface 的两网格面完全 overlap 时可以选择” None ”。Stage:多叶片通道被同时求解时，在旋转区域和静止区域之间进行物理量周向平均。适合于流速和机械转动速度量级相当时（即转速较快），此模型计算量大于Froze nRotor，此模型型适合于多级旋转机械的计算。推荐应用FrozenRotor 获得初解，然后应用Stage 获得精确解。此联结方式下有一个参数可以设置：Pressure Profile Decay ,这是为了避免交界面求解的不稳定性，一般设为 0.05。Same Frame With Frozen Rotor 或 Same Frame Wit

5、h Stage：适用于坐标系没有改变，而存在pitch change （匹配度不等于 1）时。如果此时不选择上述两选项，而选择None ”，则程序不会考虑pitch change ”和shape change的影响。Transient Rotor-Stator:真实考虑瞬态效应的模型，计算量最大。有参数Transformation Type 可供设置（祥见FrozenRotor 中的介绍）。2. 旋转机械 Pitch Ratio 的介绍有三种选择： Automatic/Value/Specified Pitch Angles. 其中 Automatic 自动处理；Value 是给 定 Pitc

6、hratio 的值；Specified Pitch Angles 是分别制定 Side1 和 Side2 的角度。正文23.旋转机械的时间步长设置对于稳态计算（FrozenRotor/Stage）,时间步长=1/3,如：转速w=523rad/s，则时间步长正文3=1/523=0.002s.对于瞬态计算（TransientRotor-Stator），时间步长w旋转机械走过 1 个 pitch 所用时间的 1/10, 比如：转速3=523rad/s ,动静叶匹配关系为 60/113,则通过一个 pitch 的时间=（2*PI/60）*（1/3）=2.0e-4s,要在这一个 pitch 上计算至少十

7、步，所以时间步长w2.0e-5s.4.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0 与 Fluent6.3.26 比较）（测试几何模型：直管，半径1cm，长度 100cm）工况边界设置计算结果CFX1（参考压力=1atm）不可压空气：入口总压=0Pa,出口静压=-8000Pa入口总压=-1.0Pa , 入口静压=-4085Pa , 出口静压=-8001.7Pa , 质量流量-0.0308kg/sCFX2（参考压力=1atm, 298K）理想空气：入口总压=0Pa,出口静压=-8000Pa入口总压=-1.7Pa , 入口静压=-3938Pa , 出口静压=-8001.9Pa , 质量流量-0.0

8、294kg/sCFX3（参考压力=1atm, 298K）理想空气：入口总压=-170Pa,出口静压=-8000Pa入口总压=-171.6Pa ,入口静压-4024.4Pa , 出口静压-8001.8Pa , 质量流量=-0.0291kg/sFlue nt2（参考压力=1atm, 298K）理想空气：入口总压=0Pa,出口静压=-8000Pa入口总压-0Pa ,入口静压-3845Pa , 出 口静压-8000Pa ,质量流量-0.02925kg/sFlue nt3（参考压力=1atm, 298K）理想空气：入口总压=-170Pa ,出口静压=-8000Pa入口总压-170Pa , 入口静压-39

9、23Pa , 出口静压-8000Pa , 质量流量-0.02889kg/s5. CFX 火灾喷淋仿真方法火灾气体中含有：CO/CO2/O2/H2O/N2 喷淋液体就是水雾：H2O （ Liquid ）正文4仿真过程：1定义可变气体混合物( CO/CO2/O2/H2O/N2 )2定义液体水：H2O ( L)3 一定要定义 “ Homoge neous Bi nary Mixture 混合物：材料 1 是 H2O，材料 2 是 H2O ( L), 而且 H2O 和 H2O ( L)之间的转换必须设定为Antonie Equation 的形式，这样在定义Fluid Pairs 时应用Liquid E

10、vaporation Model 模型。参考下面的图片：Orin# EprMMons Otput CortidrafchrtBass SettngE | iH&kr曹fropklm |Cp4wi| We匚cdpMttop PWwe丁 |Mdtend Goup| Interphs Maw Transfer二g 琳傀 隅QZ上厂PUt3D*KT0tiM=旷rhenrodwc 5tief QqriJflFifJNYWOdHmc：| EzprkxK | Ouipii: Cort rdMatfrii：H20t冶站of池OWLBwieMbfiiaiNUTJI如PTprH*f |Qptawi|nc9

11、enE9j5 Bnarf Mhdture二|MamrtKi回| Eaprwstans| OJtpdtCiodtrd |Ma*SMi：K20WLCiom-sfi: Fbw |FkJdPAt?nature I HZOflr ZoiwnLatflrt HwtAi.bDmdtkbWE是|MXI刁PififHcle-CoiningFiJyCaiJedr 5UF* Ttfltfgn CwlficHritOption回CompimWi.Pws-COIHGOIOOS | HZDl|H2O|H20O0ttenLtqpid Evadbon M&Jd丁fflO0UOHbeat TransferF:aru H

12、drihal正文56.CFX-Pre 中的 Domain Interface 的设置说明( (V12.1)一、 In terface 的类型：六大类交界面类型：Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.二、 In terface 模型的选择：In terface Model Optio n : Tran slati onal PeriodicityIn terface Model Opti on : Rotati onal PeriodicityIn terface Model Opt

13、io n : Gen eral Periodicity三、 Mesh 连接方式：7.如何在一个 case 中实现不同的计算域使用不同的流体介质?Using Multiple DomninsFor any given CFD problem, more than one domain may be defined. By default the physical models used in each domain UMSt becoMtent, thirtfore, each hmB you createCtf edit a domain, the physical models (fluid

14、 heat trangfer modjels, etc )are applied across alldomains of the same tyjie (e.g?fluid or solicl), possiblyCWErwriting models chosen earlier for other domains.Please note Hue fottowirig:It is possible to ovemde this behavior and define different physical condktiojiis m distinct separate flmd domain

15、s starting AKSYSCFX-Pre, or by enabling beta features and setting the Cons taint Domain Physics action by right-cliclang on the Sixulat ian branch.This wil result in no checking for consistent phsits across separate dDmaiiiE by AN SYS CFX- Pre Any simulatioji that has beendefined m this mo de will m

16、ember1these settings when it is re-opened in CFX-Pre. SomEexceptions exist when using fluid and solid dcmains togelher and dsn to allow MFR (multiplE frame of reference)simulation? to te denned. If a domain iiitrface is requcfi refer to Using Dffluam Interfaces for tnfotmatiDn on the correctUEEof in

17、terfacesCFX求解器1.计算时出错：“ Insufficient Catalogue Size 如何解决？答: From the Solver Manager, edit your definition file (Tools/Edit Definition File) and add theCatalogue Size Multiplier parameter within the FLOW/SOLVER CONTROL sectio n.Use a real value, like 1.2 or higher un til the solver man ages.Etoanyval

18、uebefmreThs can be done either by setting the environment vanableCFX5 NO匚ONSTA?T PHYSIC正文6(答案来源于：www.cfd-o nli )2. CFX 并行分区算法CFX 用基于节点的分区算法，因为这样可以保证基于节点的线性求解器的连续性。有七种分区算法：1 MeTiS 算法：此算法先对网格信息构建出一个拓扑几何，然后把网格粗化降低至几百个点，对粗化 后的图形对分成两部分，把分割后的区域返回投影到原始模型上，达到分区的目的。此算 法默认是基于域(IndependentPartitioning )的基础上分区，

19、分区过程如果不想考虑多域带 来的影响，则选择Coupled Partitioning ”。此方法需要较多内存。2 Recursive Coordin ate Bisect on 算法：此分区算法是基于网格的全局坐标，每步对分成两部分时都实在区间最大的坐标方向 上进行。这种算法所需要的附件内存较小，但可能带来每个分区内存在几个孤立域。3 Optimized Recursive Coordin ate Bisect ion 算法：此算法类似 Recursive Coordinate Bisection 算法，但允许在任一方向上分区。4 User Defined Directi on 算法：沿着用户

20、指定的矢量方向上分区。5 Radial 算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其径向方向上分区。6 Circumferential 算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其周向上分区。7 Junction Box 算法：通过 CCL 语言，来实现用户指定自己的分区算法。Mode based pariitionEkmant traced partitton正文73. CFX 如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场?命令如下：cfx5solve -def test.def -in itial test_001.res4.关于 CFX 并行的几个问题？机器满负荷运转为什么有时候

21、会出现挂起不算的现象？如果满负荷运转，有可能会出现中间某些数据传递被延迟或截断，导致计算挂起，或者发散。别的软件如dyna 也出现过满负荷运转挂起的问题。建议每个节点不要用满8 核。串行计算 1G 内存最多算多少万六面体网格，多少万四面体网格？六面网格大约 70 万节点；四面体网格大约35 万节点，175 万单元。并行计算，1 个 CPU（2 核）最多承担多少六面体网格，多少四面体网格，1 个节点（八核 16G 内存）最多承担多少六面体网格，多少四面体网格？这个和内存有关系，我们1000 万 hexa 算例在 1 个 cpu 上也跑过；八核 16G 内存最多承担六面体 1000 万节点，承担四

22、面体网格500 万节点，2500 万单元。多少六面体网格，多少四面体网格量以内建议不分节点计算？tetra，每个核最少分配 3 万节点，hexa，每个核最少分配 7.5 万节点。5.CFX 并行模式：1 series 单 CPU。2 PVM Local Parallel : PVM 即 Parallel Virtual Machine. 支持异构系统。3 PVM Distributed Parallel:多机 PVM。4 MPICH Local Parallel for Windows : MPICH（message-passing libraries）:支持同构系统。 同构系统下，MPICH

23、 比 PVM 效率更高，而 PVM 比 MPICH 更可靠。5 MPICH Distributed Parallel for Windows: 多机 Windows 系统 MPICH。6 RSH 服务：Remote Shell Service。6. ke 和 SST 两个模型计算阻力测试?管形（介质：水）湍流模型流速阻力压差直管 d=2cm/L=100cmke0.5m/s0.053N174Pa直管 d=2cm/L=100cmSST0.5m/s0.053N174Pa波纹管？正文87. CFX 进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】Hi Zhenya-The CFX solver suppo

24、rts orthotropic thermal con ductivity. It is a hidde n beta feature which means thatyou n eed to set it up by edit ing the CCL outside of CFX-Pre.To do this, set up your simulation and write out a definition file with the thermal con ductivity for thematerial of in terest set to a con sta nt value.1

25、. You will then extract the ccl content from the definition file to a text file using the folloiw ng comma ndwhich you canexecute from the CFX comma nd prompt (CFX Laun cher/Tools/Comma nd Lin e).Suppose that your definition file is named test.def.You would typethe followi ng comma nd :cfx5cmds -rea

26、d -def test.def -text test.cclYou will then have a text file called test.ccl with the problem setup in formati on.2. You then edit the test.ccl file and replace, for the material of in terest.THERMAL CONDUCTIVITY:Opti on = ValueThermal Con ductivity = 12.0 W mA-1 KA-1ENDwith:THERMAL CONDUCTIVITY:Opt

27、i on = Orthotropic Cartesia n Comp onentsThermal Co nductivity X Comp onent = 1 W mA-1 0-1Thermal Co nductivity Y Comp onent = 2 W mA-1 0-1Thermal Co nductivity Z Compo nent = 3 W mA-1 0-1正文9ENDI used 1,2,3 for convenience.This is for the Cartesia n Comp onen ts, if you prefer to use Cyli ndrical Co

28、mp onen ts, use the follow ingtext to replace the old one:THERMAL CONDUCTIVITY:Opti on = Orthotropic Cyli ndrical Comp onentsThermal Con ductivity Axial Compo nent = 1 W mA-1 KA-1Thermal Con ductivity Theta Compo nent = 2 W mA-1 0-1Thermal Con ductivity r Compo nent = 3 W mA-1 0-1AXIS DEFINITION:Opt

29、i on = Coordin ate AxisRotation Axis = Coord 0.1ENDENDWhere Coord 0.1 is the global X axis, so global Y and Z axis will be Coord 0.2 and Coord 0.3,respectively.3. You then write the modifiedtest.ccl back to the definition fileusing the follow ing comma nd:cfx5cmds -write -def test.def -txt test.ccl4

30、. You will see in your subseque nt output file (whe n running the case)正文10that the orthotropic values are there.C. Kurt Svihla, Ph.D.Senior Tech ni cal Services Engin eer ANSYS, Inc.Southpo inte275 Tech no logy DriveCanon sburg PA 15317Tel: (724)514-3600Fax: (724)514-8. CFX 提交求解出错?在 windows64 位下提交任务，用了标准算例的各个*.def 文件都不行，出错（见上图）。提交过程没有选择并行，即只是单CPU 就出错。为什么？EfHErJlUH!flhMIMI* qdUUble G：PrX) )Bi-Wi FllTSftHfH|l：n0、Ad FBi：PI、hEniiiiiri事HK# nijK nnc hf FOILML iOnn AdErF nuw m*rtd-3-OMIrEJ:C: /PF-7EB-U rU-ir/.MIFY!Buy/riaoy/rE