Ansa划分网格STAR-CCM+加载计算CFD实例

1、Ansa划分网格STAR-CCM+加载计算实例目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 第一部分模型几何清理3 HYPERLINK l bookmark0 1.1几何清理过程3 HYPERLINK l bookmark2 1.1.1启动Ansa软件3 HYPERLINK l bookmark10 1.1.2导入需要清理的几何模型4 HYPERLINK l bookmark12 1.1.3删除与分析无关的几何特征6 HYPERLINK l bookmark14 1.1.4调整面的方向6 HYPERLINK l bookmark16 1.1.5修补孔洞，将模型封闭

2、7 HYPERLINK l bookmark22 1.1.6几何模型检查81.1.7定义单元集8 HYPERLINK l bookmark32 第二部分网格划分10 HYPERLINK l bookmark34 面网格划分10 HYPERLINK l bookmark38 2.1.1划分边线101.2生成面网格10 HYPERLINK l bookmark44 2.1.3面网格质量检查11 HYPERLINK l bookmark48 2.1.4面网格冻结122.1.5输出面网格12 HYPERLINK l bookmark52 体网格划分14 HYPERLINK l bookmark56 2

3、.2.1启动STARCCM+14 HYPERLINK l bookmark60 2.2.2新建模拟14 HYPERLINK l bookmark64 2.2.3面网格导入152.2.4网格划分16 HYPERLINK l bookmark74 第三部分分析计算193.1物理模型设置19边界条件设置19 HYPERLINK l bookmark76 3.2.1多孔介质20 HYPERLINK l bookmark78 2.2添加换热量21 HYPERLINK l bookmark84 计算中监测设置21 HYPERLINK l bookmark88 停止标准22 HYPERLINK l book

4、mark90 3.5计算23 HYPERLINK l bookmark92 第四部分后处理241数据提取24 HYPERLINK l bookmark102 4.2云图25 HYPERLINK l bookmark108 4.3流线及动画27 HYPERLINK l bookmark116 4.4均匀性指标28第一部分模型几何清理1.1几何清理过程1.1.1启动Ansa软件点击开始所有程序8如CAESystemsANSAv1511,如下图所示,-XPSViewer屯毎7祁载PJfidt的较件.硬盘:工貝.韦iActiveSoftIAirairHypEr/Vcirks11.0(M-birj1At

5、tirHypeorks11.0.D.39(&吐brt|AltairHyperWarki13.0(64bit)iAWSYS13J)IAM5YS16.0ANSYSInCrLicrnxManagerBETACAESystemi.ftNAlS.1.1jBANSADocumentationIndK曙ANSAV15.L164bit)-TOSCAADTrrdminiCrtor砖MJHEOTL就认捋PFMEIAIMJfl-roadcornICATIAiCATIAP3CD-adapcaiDAEMON7eokLiteiGarriesJlHP-HPCoolTocilsIHP-MPJHyprSnjp6IBMPlatf

6、ormMPiln.Lelia血ila*,DvdopmntKitIKUU7,1运行图l-l-l-l打开Ansa软件layouts选择CFD，如下图所示：ANSAMulti-touchfunctioniality图1-1-1-2layouts选择Ansa打开以后界面如下图所示。AmI”ij冒7?X-R-3口f+丿Cfl护炉-UiIWfaiBIMUaianIMnJtan,IB|i05171風ITbTR0H匪比处*令-夕-邸口皿*电口WEDIT图1-1-1-3Ansa打开以后界面导入需要清理的几何模型点击刚e如0“几何模型文件切如如弹出的对话框保持默认点击2K,打开几何模型文件，也可以直接将几何模型文

7、件p拖入Ansa窗口中图1-1-2-1导入几何模型导入的几何模型默认在MESH环境下，需要调整显示方式，便于下一步的几何清理工作。右上角点击Modules栏Mes选项卡切换至Topo选项卡題，进入几何清理环境；中下部点击DrawingStyle栏激活Shadow模式清,显示零部件表面；中下部点击FacesDraw栏激活CrossHstches显示,显示零部件表面交叉线，便于表面的相关操作。图1-1-2-2调整显示模式显示窗口中，按下ctrl点击鼠标左键进行模型旋转，旋转中心为鼠标点击位置，按下ctrl点击鼠标右键进行模型平移。中下部点击Focus栏点击NOT命令同时点击中下部点击select栏

8、丨-（角度拓展选择）、-（无拓展单选）设置选择几何模型时的拓展然后选择不需要当前显示的模型，选择结束后单击鼠标中键4行隐藏，仅显示当前工作模型。1.1.3删除与分析无关的几何特征右上角点击Modules栏TOpo选项卡FiacesQelere,同时点击中下部点击selec栏令：口（角度拓展选择）、斗（无拓展单选）设置选择几何模型时的拓展，选中与分析无关的特征，选择结束后单击鼠标中键S行删除，最终仅保留与本次分析相关的模型，如下图所示。-0#勿L1圄rgjaitea*KT乂冏殆fa-11；jjjET市隔越卫尹需iFilrruJIiirrsiira-iiIrriiWiliSiHB-tja*isnj

9、*UtowtIHaWHLlSB图1-1-3删除无关特征调整面的方向右上角点击Modules栏Topo选项卡EacesOrteM按住下拉”&必她,调整所有表面方向保持一致。图1-1-4调整表面方向灰色表示面的正向，黄色表示面的负向；处理过程中统一将灰色面朝向流体一侧（或者流体运动方向一侧）；修补孔洞，将模型封闭利用ansa中表面、边线、点的各种操作命令使各部件形成一个完整的封闭腔体，主要用到以下命令：点击Modules栏!0po选项卡CONS刊lHole,封闭孔洞；点击Modules栏!0po选项卡EcesQelete,删除面点击Modules栏!0po选项卡EcesCUf,切分表面点击Modu

10、les栏iopo选项*EcesTopo,几何拓扑点击Modules栏iopo选项卡的帀伽8少，面的相交/布尔运算点击Modules栏iopo选项卡SurfacesCoons,填充边线点击Modules栏iopo选项卡SufcesExtrude,延伸边线完成后模型如下图所示：2.1.2生成面网格1.1.7定义单元集Zj_,=4_IJhllIIMMALaUJMHLIbUIjfcaaHIIHMwiiY|Jl匸*症戸虑、沼回回回卜陆Q&口討，呀Q*芳“闿0首尹疇9通盘|_11【小叫HE3斗rM+dMBJCn1ir?i疥呀Ws-!lLi/曰烽可沖牛，iMwiIt.1-hifd9|jng辛勿曾匣孙*：吋瓯

11、活，屋丁可Q:.卜FmJfcj.-CParam.Input（输入0.5）插入三点CirclelnersectDeleteFaces）；多孔介质入口：封闭扁管两端。几何模型检查点击软件Tools栏Check下拉选择Geometry弹出对话框选择Execute,列出模型几何中存在的问题。图1-1-6几何模型检查注意：从处理效率和效果考虑,上面检查出的全部问题建议在Ansa中全部处理。点击Modules栏70po选项卡FiacesSerPI,选择需要定义的单元集，点击鼠标中键,选择New,在弹出的对话框中，Noe设置需要定义的单元集名称图1-1-7定义单元集与2鼻苗讦ib曲L1窗:40&沪曲注T添加

12、环境温度:RegionsPoroussanreguanPhysicsValuesAmbientTemperature为28C；散热管表面传热系数：RegionsPoroussanreguanPhysicsValuesHeatTranfercoefficient为300W/m2-k;内部传热系数：RegionsPorousPhysicsValuesSolidThermalConductivityIsotropicTensorIsotropicComponent为200W/m-k。孔隙率：RegionsPorousPhysicsValuesPorosity为0.8。2）换热量位于扁管域：Regio

13、nsPorousPhysicsConditionsEnergySourceOption状态栏选择丑eatExchangerRegionsPorousPhysicsValuesHeatExchangerEnergyTransfer为28KW;设置进出口边界:HatExchangerBoundaries：porous_n、porous_out;添加环境温度:HeatExchangerTemperature26C注意：以上两种方法均可计算中监测设置设置入口压力监测：ReportNewReportSurfaceAverageScalarFieldFunctionPartsinlet（Pressure）

14、;ReportNewReportMassFlowParts状态栏选择全部辅助面竖形）;33亦ie5TMesh辭lutionlook囹ndowHPuric-aAvflrtQ12ltfaparimmmmwimEErkCLCLrt绘制曲线ReportSurfaceAverage1CreateMonitorandPlotfromR即ort。S-aLvM-aSxipEiirarErl*H-vpraiflDhihiE-aili.图3-3添加监测曲线设置换热量监测：Report右键VewRqportHeaTransfer。（part:散热管）绘制曲线：ReportHatTransfer1右键CreaeMon

15、itorandPlotfromReport。.4停止标准设置StoppingCriteriaMaximumSteps为2000。MiM4wiSWh.:、i林加U：r4Kinr-iIi斑酒凸IIl.J*i班军C41KHIb-MITIJi止a*s&wIh1vtWIUnDr-HIFirthsI:Mlwo，m-irt.3SMHLTMsIiImik4-hluiFiin.:Mi|iLlBLIlTlU*仙I-LilMHui*h!M14图3-4设置停止步数3.5计算设置计算过程中自动保存：FileAutoSave如图所示进行设置:hl?E3puiii：4rrrrElriEapwrl*ZlTTrWEtWkIki

16、.cTUculpsAucriSwm-AAiLiEair+Ficfk.耘iiElAoUiiviAD;r嗣wiihBAuLurn-AE“rOut:弘旳TriibfFdla他ECDHTS：Rrviiwtirhlin.Er+qincrIniTihij-fllli.rr+HVBj-EHSsr!ItKri*i-fnEmJ+Sc.pB专twIlwrahi-%AulDEiiir&.anIIBilj話Aula图3-5-1设置自动保存调整换热系数（针对换热量位于扁管面中的情况）：coefficient最终使Heat读取HeatTransfer1Monitor数值调整RegionsPoroussanreguanPh

17、ysicsValuesHeatTranferTransfer1Monitor数值达到设定值。图3-5-2残差图图3-5-3进口压力曲线图第四部分后处理4.1数据提取建立参考点：DerivedParts右键AVewPartProbiPolnt。读取参考点上的数值：Report右键AvewReport“加，选择Prewwre、Point双击Sumi显示数值:Dutpuf1x3tfifIPiTtViliaa1戶时u応皿a.SJMlLi+DGTatiL.j.53-34Le+Gc|图4-1-2提取点数据W，T.IMR一Irl*b-d-u.1Iivil./FM：4-*“2L:|ifiu_HMrrjt”i.

18、-Irltaiwu4:44K二；：/1Vn.jj.JT-二4nn-图4-1-2提取点数据图4-1-1提取点数据新建参考面：DerivedParts右键VewPartSectionPlane，在弹出的对话框中进行设置。定义截面的法向，选择NewGeometryDisplayer，点击Apply生成截面，点击Close关闭窗口。读取参考面上的数值：Report右键VewReportSurfaceAverage,选择Pressure、inlet双击SurfaceAverage1显示数值。n-uriii云图表面云图：Scenes右键VewScenesScalarScalarScene3displaye

19、rsoutline3/Scalar3parts状态栏选择想要显示的部分，在色条上右键选择显示essure。3*fi口*属口4|rl：itiflI*A#匚and豳卜申鄙虫口田巴-吗十一44umT|ij沖説住25E摒n111tbihiISAf图4-2-1整体云图截面云图：新建一个截面：DerivedParts右键ZVewPartSectionPlane在弹出的对话框中进行设置。定义截面的方向点击纽砂生成截面，点击Close关闭窗口，如图4-2-3所示。(44130?1口Ck&1I.Kl,H.au1口InMrfiesE*SlEra5口SUfpilHl.口HtfMrcEEl口jrn由口Plvli田口s

20、庄1口bp-gasiL田口lwOiNewPl:FlWWM艸biInchEdt-hJ*wdroupGroupRy*UniroupCd5uiikrtrlrjiy.F3*ruHH_.图4-2-2创建截面图图4-2-3设置截面参数创建截面云图：右键点击Scenes,选择NewSceneScalar,创建一个云图，如图J24所示。将新创建的ScalarScene重命名为Velocity。点击SceneSVelocityDisplayerSi双击Outline1取消轮廓线，点击Scalar1，在下方的Properties中更改ContourStyle为SmoothFilled,点击Parts选取刚创建的截

21、面，点击calarFeld,选择Function为Velocity：magnitude，其余保持默认”Pv-iTKefresh：OutpLit-CCamponentNrrvGroupApplyRepresentation3)LinwLAl.irihjUiHKirdiari.ti.ii40ic十十十TestGraphicsUnGroupGeome-tryMeshScalarVectorEmptyFaMdon!alECt吐A(ji|UaCUQ3匸UlX-UehntillibBTrdduVd.OUtaiciUtddftiz.L电:FtHTCIFfliH：&Abdh,HuLhUk/dUpQDUHXZB-QiKRTUKBni图4-2-4创建速度云图图4-2-5设置云图参数图4-2-6新建截面云图流线及动画新建流线：DerivedPartsNewPartStreamUne。设置流线云图：ScenesNewScenesScalarScalarScene2Displayers右键NwDisplayersStreamlineparts状态栏选择想要显示流线，在色条