科学计算法的三维可视化——CFXppt课件

1、科学计算法的三维可视化CFX的应用及实例CFX简介简介 全球第一个通过全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业质量认证的大型商业CFD软件，是英国软件，是英国AEA Technology 公司为解决其在公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发。科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发。ANSYS CFX:强大的用户扩展性强大的用户扩展性丰富的物理模型丰富的物理模型精确的计算结果精确的计算结果应用领域应用领域 :航空航天、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、环保等领域.CFX的功能的功能CFX的特点的特点精确性精确性p 独有的独有的 有限元

2、有限元 和和 有限体积法有限体积法 优点的结合优点的结合p 先进的湍流模型：先进的湍流模型： SST 模型、大涡模型、转捩模型模型、大涡模型、转捩模型p CFD 界首创的界首创的 以高精度格式直接收敛的商业软件以高精度格式直接收敛的商业软件CFX的特点的特点 稳健的收敛性稳健的收敛性全隐式耦合多重网格求解器全隐式耦合多重网格求解器 第二代的新求解技术较传统第二代的新求解技术较传统方方 法在法在 计算速度计算速度 上上 提高了提高了 1 个数量级个数量级免去繁琐调试、节省计算资免去繁琐调试、节省计算资源源涡轮增压器涡轮增压器 , 跨音速流动跨音速流动 , 140 万节点万节点CFX的特点的特点

3、强大的后处理强大的后处理提供对结果量化和可视化分析的功能提供对结果量化和可视化分析的功能CFX-Post 也提供针对旋转机械的专业处理模块也提供针对旋转机械的专业处理模块 CFX的特点的特点旋转机械解决方案旋转机械解决方案CFX的特点的特点耦合问题耦合问题独有的流固耦合独有的流固耦合 第一次由一个供应商提供一套第一次由一个供应商提供一套 完整完整完整完整完整完整完整完整 的流的流固耦合解决方案固耦合解决方案 目前的绝对热点问题目前的绝对热点问题电、磁、流体耦合电、磁、流体耦合 磁流体力学、电流体力学。磁流体力学、电流体力学。 新的市场扩展点新的市场扩展点CFX的应用的应用旋转机械分析旋转机械分

4、析VistaCCD CompressorVistaCCD CompressorPreliminary Design - PCAPreliminary Design - PCATurboSystemComponentsCFX的应用的应用旋转机械分析旋转机械分析Blade Editing inBlade Editing in3D CAD Mode3D CAD ModeBlade Editing in DM演示演示! !固体模型设计固体模型设计编辑中弧面编辑中弧面角度角度/ /厚度视图，控制点厚度视图，控制点定义定义椭圆椭圆/截断前缘尾缘形状截断前缘尾缘形状多个层控制多个层控制自动叶尖间隙自动叶尖间

5、隙TurboSystemDesign ProcessCFX的应用的应用旋转机械分析旋转机械分析Turbo MeshTurbo MeshTurboSystemComponents自动拓扑结构生成自动拓扑结构生成H, J, C, L, O, tip高度缺省化高度缺省化, , 人工控制人工控制快速的体网格生成快速的体网格生成分层分层, , 用户控制点用户控制点, , 边切分边切分CFX的应用的应用旋转机械分析旋转机械分析Basic CFD SimulationBasic CFD Simulation快速的旋转机械特定快速的旋转机械特定 GUI GUI平凡多通道平凡多通道自动设置自动设置CFX Sol

6、ver旋转机械专用求解器旋转机械专用求解器旋转机械特定的边界条件旋转机械特定的边界条件旋转坐标系旋转坐标系TurboPost二维二维 “unwrapped” “unwrapped” 视图视图中弧线平均中弧线平均性能报告性能报告TurboSystemComponentsTurboPreBasic FEA SimulationBasic FEA SimulationTurboSystemComponentsCFX的应用旋转机械分析气气动设计动设计结构设计结构设计机械分析机械分析BladeModelerWB/SimulationCFX的应用实例的应用实例旋转机械分析旋转机械分析Siemens德国德国

7、 Boxberg 的的VEAG 电厂电厂单级效率提高单级效率提高2总效率达到总效率达到 48.5%高压缸的比效率达到高压缸的比效率达到 94.2%中压缸中压缸 96.1%开发了开发了3DSTM叶片叶片工质范围，从未饱和蒸汽、饱和蒸汽工质范围，从未饱和蒸汽、饱和蒸汽到过热蒸汽。到过热蒸汽。CFX的应用实例的应用实例能源动力能源动力试验模拟未烧烬炭(%)4.28.6平均出口温度(F)21752155最大出口温度(F)23582388Nox(ppmv)250234过氧量(%)2.52.72TemperatureNOx美国公用事业部美国公用事业部200Mw前后墙燃煤锅炉前后墙燃煤锅炉4排共排共24个燃

8、烧器个燃烧器6个燃烬风口个燃烬风口 OFA网格：网格：312,000 单元单元7 种工况种工况CFX的应用实例的应用实例石油化工石油化工澳大利亚联邦科学与工业研究组澳大利亚联邦科学与工业研究组 织织CSIRO）CFX模拟的流化床内气模拟的流化床内气 泡的形成和发展过程。泡的形成和发展过程。瞬态多相流模型瞬态多相流模型不同时刻气泡体积分数分布不同时刻气泡体积分数分布与试验的比较与试验的比较试验流谱试验流谱CFX计算流谱计算流谱CFX的应用实例的应用实例建筑建筑帐篷式场馆模拟帐篷式场馆模拟优化帐篷形状优化帐篷形状场馆内通风口设计场馆内通风口设计舒适度舒适度总结总结Ansys ICEM CFD CFX CFD模拟分析的完整解决方案模拟分析的完整解决方案 网格生成网格生成 - Ansys ICEM CFD消除了阻碍消除了阻碍CFD分析效率的最大瓶颈！分析效率的最大瓶颈！ 流体计算分析流体计算分析 - ANSYS CFX 第二代第二代CFD分析求解器，同时解决了精确性、稳定性、分析