华北理工ANSYS FLUENT培训讲义

ANSYSFLUENT培训讲义第一节：CFD简介–质量守恒方程–动量守恒方程–产品的详细设计Volume*Volume*UnsteadyConvecti1uvwh解directlywiththemesh)9.UpdateModel9.UpdateModelProblemProblemIdentificationPre-ProcessingSolvePostProcessing1.确定模拟的目的2.确定计算域3.创建代表计算域的几何实体4.设计并划分网格5.设置物理问题（物理模型、材料属性、域属性、边界条件…）7.求解并监控8.查看计算结果9.修订模型•你的分析应该包括哪些物理模型（例如，湍流，压缩性，辐射）？）？.FLUENT使用UDF，CFX使用UserFORTRANDomainofInterestasPartofDomainofInterestasPartofaLargerSystem(notmodeled)DomainofinterestisolatedandmeshedforCFDsimulation.–你能把边界延伸到有合适数据的位–使用现有的CAD模型–直接创建流体几何模型–去除可能引起复杂网格的不必要特征（倒角、焊点等）•流场和边界条件是否都是对称或周期性–网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度等。–网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度等。–你能使用四边形/六面体网格，或者三角四边形/六面体还是三角形/四面体网格果/六面体网格需要花费更多人力四边形/六面体还是三角形/四面体网格数值优势，你可以使用三角形/四面体网格或混合网格来节省划分网格的工作量–生成网格快速–流动一般不沿着网格方向格，并在特定的域里使用其他类型的单元–例如，用棱柱型网格捕捉边界层–比单独使用三角形/四面体网格更有效ModelcourtesyofROIEngineering的网格类型，例如-在风扇和热源处使用六面体网格-在其他地方使用四面体/棱柱体网格成网格工作量之间的很好的平衡手段需要使用非一致网格技术。Non-conformalinterfaceNon-conformalinterface术Thecompressorandscrollarejoinedthrougsolvingasimplifiedforyourprobleminashortamountoftime..流体.混合物.湍流，燃烧，多相流等。–两次迭代的流场结果差异小到可以忽略–达到全局守恒–感兴趣的量（如阻力、压降）达到稳定值•监测感兴趣量的变化.–合适的物理模型，模型的精度Aconvergedandmesh-posedproblemwillprovideuseful–网格密度，网格无关性–数值误差–使用可视化的工具能回答以下问题:•平均换热系数•面积分、体积分量•通量平衡-是否需要提高网格捕捉几何的细节–Arrhenius有限速率化学反应Three-WaterWater(FLUENT)到项目栏里来–键入名字然后点击OK.velocitvelocityinlet–后处理CFD-Post中查看-设置一个简单的问题-求解流体流动-后处理结果第二节：求解器基础–General–Models–Materials–BoundaryConditions–SolverSettings–InitializationandCalculation–Postprocessing–如果你的模型不是以米为单位建立的，你需要缩放–网格缩放后需要确认一下–FLUENT默认使用国际单–在SetUnits面板中，可以–许多高级的命令只能通过TUI获得–按回车键能显示当前级的命令–q键进入上一级行–右键点击屏幕视图.–多相流（多种材料）–燃烧（多种组分）–传热（导热系数）–辐射（发射率以及吸收–和其他变量相关需要用–提供一系列预先定义的流体、固体和混合物–如需要，可以拷贝材料并修改其属性–在现有的case中创建的新材料和反应机理，可以在以后的case中重复使用–在FLUENT中的材料面板里可以创建、使用、修改材料属性。压力，是FLUENT在计算表压时的参考值设定了参考温度变化流动问题的参考值理器，以减少计算时间，增加仿真效率–对大规模网格或者复杂物理问题尤其有效–FLUENT是全并行的，能在大多数硬件和软件平台上运行，如clusters或者多核机器上以在启动面板中选择–例如，启动一个n-CPU并行进程，用下面的命令方法自动分区–非一致网格，滑移网格和壳导热区域需要逐个来分区SampleJournalFileSampleJournalFilercexample.cas.gz;Initializethesolution/solve/initialize/initialize-flow;Calculate50iterations;Writedatafilewdexample50.dat.gz;Calculateanother50iterations;Writeanotherdatafilewdexample100.dat.gzexityesoutletSimple2DMeshSimple3DmeshPolyhedralMeshPolyhedralMeshTet/HybridMeshTet/HybridMesh制变InitialMesh(GeneratedbyPreprocessor)PressureContoursonInitialMeshPressureContoursonAdaptedMeshPressureContoursonAdaptedMesh第三节：边界条件其上求解所有激活的方程-对多组分或多相流，流体域包含-多孔介质域-源项-层流域-固定值域-辐射域者流过其他均匀阻力的物体不求解流动方程的单元集合期边界，需要指定旋转轴123123AirAir11或者流出流体域梯度Upperpressureboundarymodifiedtoensurethatflowalwaysentersdomain.22{plate{plate–通用–不可压缩流–压缩流–其他–特定–Interior–PorousJump–Radiator–Wall–Solid–Porousmedia义–设定指定边界的条件:–边界条件数据可以从一个面拷贝到其他面定义.–从其他CFD模拟写一个分布文件–创建一个有格式的文本文件–速度大小，垂直入口–方向分量–大小和方向者分布文件，可以指定分布入口条件于压缩流–压力入口被处理为从滞止点到入–FLUENT计算静压和入口的速度–通过边界的流量随内部求解和指定的流动方向而改变–表总压–超音速/初始表压–入口流动方向–湍流量（如是湍流的话）–总温(如果有传热和/或压缩）-如果流动在出口是超音速的，指定的压-在外流或非封闭区域流动，作为自由边-表压-流体流入环境的静压。-回流量-当有回流发生时，起到进口的–可以指定剪切应力.–流场和几何都需要是对称的:•对称面法向速度为零•对称面所有变量法向梯度为零•必须仔细确定正确的对称面位置–旋转周期对称–平移周期对称•模型是充分发展条件.•相比多孔介质模型更易收敛inlet-1inlet-2outletinlet-1inlet-2outlet-2outlet-1inletinlet-1fluidinlet-2/outlet-1outlet-22DFlowDomain(approximation)Actual3DFlowDomain定义不同的边界信息-选择项包括多孔介质域、层流域、固定值域等-远场压力-排气扇/出风口-进风口/抽气扇-出口–用来模拟无穷远处的可压缩自由流，输入静–用指定的压升/压降系数以及环境压力和–用指定的压降/压升系数以及环境压力和例•流量比例由FlowRateWeighting(FRW)计算：•出口间的静压变化，以匹配设定的流量分配第四节：求解器设置.监测 –选择求解器–离散格式–监测收敛过程–稳定性•设置松弛因子•设置Courantnumber–加速收敛–网格无关性SolveV-MomentumSolveMass&MomentumSolveV-MomentumSolveMass&MomentumSolveW-Momentum基本变量Pressure-Based(segregated)SolveU-MomentumPressure-Based(coupled)Density-Based(coupled)SolveMass,Momentum,Energy,SpeciesSolveMassContinuity;UpdateVelocitySolveEnergySolveSpeciesSolveTurbulenceEquation(s)SolveOtherTransportEquationsasrequiredsolver(PBCSsolver(PBCS)–以矢量方式求解连续性方程、动量方程、能量方程和组分方程–通过状态方程得到压力–其他标量方程按照分离方式求解–隐式–使用高斯赛德尔方法求解所有变量–显式:用多步龙格库塔显式时间积–需要的内存少–求解过程灵活好–不能用于多相流（欧拉）、周期质量流和NITA–比分离求解器多用1.5–2倍内存–例如:伴有燃烧的高速可压缩流动，超高音速流动、激波干扰–PowerLaw–对低雷诺数流动（Recell<5）比一阶格式更精确–Second-OrderUpwind–尤其适用流动和网格方向不一致的四面体/三角形网格，二阶精度，收敛慢–MonotoneUpstream-CenteredSchemesforConservationLaws(MUSCL)–对非结构网格，局部三阶精度，对二次流、旋转涡、力等预测的更精确–QuadraticUpwindInterpolation(QUICK)–适用于四边形/六面体以及混合网格，对旋转流动有用，在均匀网格上能达到三阶精度变量的梯度–Green-GaussCell-Based–可能会引起伪扩散–Least-SquaresCell-Based–建议对多面体网格采用，精–Standard–默认格式，对于近边界的沿面法向存在–PRESTO!–用于高度旋流，包括压力梯度–Second-Order–用于压缩流，不适用多孔介质、风扇、正方程•默认算法，稳健性好–SIMPLE-Consistent(SIMPLE•对简单问题，收敛更快，如层流–Pressure-ImplicitwithSpli•对非稳态流动或者高扭曲度网格有用•和NITA合用，类似PISO.量有初始值定性，加速收敛过程.–FMG初始化对包括大的压力梯度和速度梯度的复–通过TUI命令来设置/solve/init/set-fmg见的错误设置和不一致性些建议–所有离散的守恒方程（动量、能量等）在所–一般地，残差下降三个量级表示至少达到定Allequationsconverged.力矩系数数（如面积分）量/热量不平衡，这表示求解还未收敛窗口选择None关闭监测残差的窗口ContinuityequationconvergenceContinuityequationconvergencetroubleaffectsconvergenceofallequations.可能出现数值不稳定性–确保问题是物理合理的–用一阶离散格式计算一个初场–对压力基求解器，减少发散方程的松弛因子–对密度基求解器，减少Courant数–重新生成网格或加密质量差的网格助于收敛-合适的设置最好通过经验获得外的方程，松弛因子同样有用题，也存在瞬态项–用Courant定义时间步长数•有收敛困难时减少Courant数•缺省值为5.•从前次的计算结果开始（如需要，可以使用file/interpolation）•过高的值容易引起发散•继续迭代是应保存case和date文件•缺省设置一般足够稳定，不建议修改ActualProblemInitialActualProblemInitialConditionHeatTransferIsothermalNaturalconvectionLowRayleighnumberCombustion/reactingflowColdflow(nocombustion)TurbulenceInviscid(Euler)solution场使用–一些建议:–确保结果是网格无关的:•用自适应加密网格或重新划分网格来研究网格无关性–重新考虑边界条件或域的位置，不充分1.生成一个新的、更密的网格-回到网格阶段，手动调整网格-或者，用自适应..重要:首先保存case和data文件.创建自适应网格，插值原结果到密网格上。FLUENT提供动态网格自适应，会根据用户定义的标准自动改变网格2.继续计算直至收敛。4.如有必要，重复以上过程–通过插值能得到更好的初场-计算直至收敛-获得二阶精度的解（建议）-加密网格重新计算直至得到网格无关解第五节：湍流模型湍流会加强混合、传热和剪切），平均可量化为输运机理InjectionofenergyLarge-scaleeddies FluxofenergyDissipationofenergyDissipatingeddies外流Redh≥2,300wherewhere横风中的射流ij对称二阶应力;由对动量方程的输运加速度项平均得来Eddyviscosity度尺度），涡粘系数就可以确定出来–例如，给定速度尺度和长度尺度，或速度尺–只有非常简单的流动才能预测出这些尺度（–基于各向同性假设，而实际有许多流动现一方程模型Spalart-Allmaras二方程模型Standardk–εRealizablek–εStandardk–ω4-Equationv2f*ReynoldsStressModelk–kl–ωTransitionModelSSTTransitionModelDetachedEddySimulationLargeEddySimulation–修正后，涡粘系数在近壁面处容易求解–可以很好计算有反向压力梯度的边界层流动–在旋转机械方面应用很广–不可用于所有类型的复杂工程流动–不能预测各向同性湍流的耗散方程是基于现象提出而非推导得到的–对有大的压力梯度、强分离流、强旋流和大–对有大的应变区域（如近分离点模拟的k偏大同–优势:•精确预测平板和圆柱射流的传播•对包括旋转、有大反压力梯度的边界层、分离、回流等现象有更好的预测结果–在一些复杂的剪切流、有大应变率、旋涡–包含了修正的湍流粘性公式，考虑了湍–SST一般能更精确的模拟反压力梯度引起的–不能考虑由于流线曲度引起的额外应力作用雷诺应力分量输运方程–RSM适合于高度各向异性流，三维流 fromthewall. fromthewall. y+=5y+=60-由对数定律得到的速度分布和壁面剪切应力，然后对临近壁面的网格单元设置应力条件-假设k、ε、ω在边界层是平衡的-用非平衡壁面函数来提高预测有高压力梯度、分离、回流和滞止流动的-对能量和组分方程也建立了类似的对数定律-优势：壁面函数允许在近壁面使用相对粗的网格，减少计算代价outerlayerinnerlayerouterlayerinnerlayer–y+值应介于30到300–500之间–网格尺度递增系数应不大于1.2–结合了壁面定律和两层区域模型–适用于雷诺数流动和近壁面现象复杂的流动–一般要求近壁面网格能解析粘性子层(y+<5,以及边界层内层有10–15层网剪切层的雷诺数来预估因此，流体单元总是位于粘性子层之上，这样可以避免由于近壁面网格理的，不能使用尺度化壁面函数）系列的湍流模型，建议使用尺度化壁面函数了大压力梯度和分离流动的模拟精度壁面剪切层或低雷诺数流动）•长度尺度和大涡的尺度相关xRRecirculationzonexRRecirculationzoneReattachmentpoint–8,700个四边形网格，在回流再附着区和前DN.DjilaliandI.S.Gartshore(1991),“TurbReynoldsStressStandardStandardk–εRealizableRealizablek–εSkin FrictionCoefficientPlate,x/Dx/D=4.7DistanceAlongDistanceAlong模型及标准壁面函数 –计算机资源–近壁面处理的选择–计算特征雷诺数，判断是否是湍流–如果存在转捩，考虑使用转捩模型–划分网格前，预估近壁面的y+–除了低雷诺数流动和复杂近壁面现象（非平衡边界层）外，用壁面函数方法确定如何准–记住目前没有一个适用于所有流动的高级模型!Allmaras直接求解修正的湍流粘性的单方程模型，主要用直接求解输运方程，克服了其他模型的各向同性Allmaras对大规模网格，计算较经济；对三维流、自由剪切流），稳定性好，尽管有缺陷，使用仍很广泛。对包括对封闭腔内边界层、自由剪切流、低雷诺数流模拟较物理上是最可靠的RANS模型，克服了涡粘模型的CPU时间和内存，由于方程间强耦合性，收敛第六节：传热模型SpeciesConductionViscousEnthalpyConductionUnsteadySpeciesConductionViscousEnthalpyConductionDiffusionDissipationSource/Sink–单位质量的能量E:–对可压缩性流体，或者密度基求解器，总是考虑压力做功和动能。对压力基求解器计算不可压流体，这些项被忽略，可以用下面的命令加入:–define/models/energy?结合.Topwall(externallycooled)AirinletV=0.5m/sSymmetryPlanesAiroutletElectronicComponent(onehalfismodeled)Heatgenerationrateof2watts(eachcomponent)Circuitboard(externallycooled)FrontViewFrontViewTopView(imagemirroredaboutsymmetryplane)FluidzoneWallzone(withshadow)SolidzoneFluidzoneWallzone(withshadow)Solidzone–在固体域求解能量方程l.Wallthermalresistancedirectlyaccountedfo}Fluidzone}Fluidzone(noshadow)wallthicknessandmaterialtype.Through-thicknessStaticTemperature(cellvalue)VirtualconductioncellsStaticTemperature(cellvalue)Virtualconductioncells元，但不能显示，也不能通过UDF获得能和温度相关其中p'=p-pogx(o-p0)g=-op(T-TO)g–适用于密度变化小的情况(例如，温度在小范围内变化).–常密度假设减少了非线性.–密度变化较小时适合.–不能和有化学反应的组分输运方程同时使用.–对稳态问题，必须使用Boussinesq模型.–非稳态问题，可以使用Boussinesq模型或者理想气体模型速度•激活重力项.•选择Boussinesq模型，输入Aungier-•设置操作密度或•让FLUENT从单元平均中计0来–计算代价–精度–光学厚度–散射–颗粒辐射–局部热源–太阳辐射能量的射线追踪算法，和其他辐射模型兼容–允许并行计算（但射线追踪算法–仅适用3D–太阳方向向量–太阳强度（方向，散射）–使用理论最大或气象条件计算方–瞬态情况update”•缺省的压力基求解器不包括.•密度基求解器一般包括.能量方程源项-组分扩散-包括了由于组分扩散引起的-密度基求解器总包含-在压力基求解器中可以不显conditiononwallk2k1k2k1ThermalboundaryconditionsaresuppliedontheThermalboundaryconditionsaresuppliedontheinnersurfaceofathinwallsurfacesofsuppliedontheinnerwall/shadowwall/shadowpairss上求解辐射输运方程:AbsorptionEmission–守恒方法能保证粗的离散方式上实现热平衡–最综合性的模型:–求解大数量坐标耗费CPU过多–相对简单的模型–增加射线数量能提高精度–适用大范围的光学厚度–假设所有表面是漫射的.–不包括散射.–求解大数量的射线耗费CPU过多.散方程•颗粒、液滴和烟灰的影响–如果光学厚度小的话，可能导致精度损失–例如，太空飞船的排热系统、太阳能搜集系•可以使用面族来减少内存使用1.在ANSYS中，到“GeneralPostprocData”及“FileOptions”，读入FLUENT生成的文件2.到“ResultsSummary”，点击第一行，能看到ANSYS_56_OUTPUT窗口显示的几何信息3.在ANSYS输入窗口，键入下面的命令:SET,FIRSTET,1,142最后一个命令对应FLOTRAN3D单元，如果你使用二维计算，应改4.在ANSYSMULTIPHYSICSUTITLITY菜单，选择Plot及Nodes或Elements,在下拉窗口的Results中，选择包括节点/file/export/ansysfile-name–X,Y,Zvelocity,pressure,turbulencedissipationraturbulentviscosity,effect–Thermalconductivity(laminar,turbulent,effective)number,streamfunction,heatflux,heattransfercoefficient,wallshearstress,specificheat.输出文件（file.aba）包括坐标、连接关系、选择的载荷、域组、速度、选择的标量等file/export/abaqusfile-namelist-of-surfaces()yes|nolist-of-scalarsqVersioASCIICGNS2PATRA20019PATRAN,选择要写出的载荷(Force,Temperature,and/orHeatFlux)来分析结构应力(fluidpressureorthermal)面上写出件:z_fAQT_wT_cHTC…第七节：UDF–UDF是用户自己用C语言写的一个函数，可以和F•预定义宏–标准的界面不能编程模拟所有需求:•定制边界条件，源项，反应速率，材料属性等•定制物理模型•用户提供的模型方程•调整函数•执行和需求函数InitializeBeginLoopSolver?SolveU-MomentumSourcetermsUser-definedADJUSTSolveV-MomentumSourcetermsSolveMass&MomentumSourcetermsUserDefinedINITIALIZESolveW-MomentumRepeatExitLoopInitializeBeginLoopSolver?SolveU-MomentumSourcetermsUser-definedADJUSTSolveV-MomentumSourcetermsSolveMass&MomentumSourcetermsUserDefinedINITIALIZESolveW-MomentumRepeatExitLoopSolveEnergySolveSpeciesSourcetermsUser-DefinedPropertiesUser-DefinedBCsMomentum,Energy,SpeciesSolveMass,Momentum,Energy,SpeciesSolveMassContinuity;UpdateVelocityCheckConvergenceUpdatePropertiesSolveTurbulenceEquation(s)SolveOtherTransportEquationsasrequired使用循环宏获得thread中的每个成员(cellorface)VariableFluidcell-thread(control-volumeensemble)NodesBoundaryface-thread(boundary-faceensemble)Internalface-thread(internal-faceensemble)associatedwithcell-threadsbegin_c_loop(c,t)begin_f_loop(f,f_thread)例子-抛物线分布的速度入口通过另外一个宏赋予速度条件__义x_vecity函数–所有的UDFs以DEFINE_宏开始–x_velocity将在GUI中DEFINEPROFILE宏的参_分别用来识别域和变量–begin_f_loop宏通过thread指针，对所有的面f循环_速度分量inletbc.cHeaderfile“udf.h”mustbeincludedatthetopoftheprogrambythe#includecommand DEFINEPROFILE(x_velocity,thread,nv) {{__=20.*(1.-y*y/(.0745*.0745));}}DefineFunctionsUser-DefinedUser-DefinedFunctionsCompiledInterpretedDefineFunctionsUser-DefinedUser-DefinedFunctionsCompiledInterpretedDefine–解释–编译•运行效率高.DefineFunctionHooksDefineFunctionHooksUDF还可用于•每次初始化执行一次•每次迭代执行一次•以传热系数方式定义流体侧的扩散和辐射热流量•应用于所有壁面•读入顺序必须和写出顺序一致•不参与求解迭代User-DefinedDEFINEINIT(myDEFINEINIT(my_init_function,{{{C_CENTROID(xc,c,ct);}}}中心点位于(0.5,0.5,0.5),半径为0.25,其余区域为300K所有单元threads(zones),begin_c_loop宏获得每个单元thread中的单元_DEFINEADJUST(name,_DEFINEINIT(name,domain);UDFuse__DEFINEON_DEMAND(name);an‘execu_DEFINERWFILE(name,fp);customizereads/writestocase/datafiles___DEFINEPROFILE(name,thread,index);boundary____DEFINESOURCE(name,cell,thread,dS,index);equationsourceterms_DEFINEHEATFLUX(name,face,thread,c0,t0,cid,cir);heatflux___DEFINEPROPERTY(name,cell,thread);material____DEFINEDIFFUSIVITY(name,cell,thread,index);UDSandspeciesdiffusivities__DEFINEUDS_FLUX(name,face,thread,index);definesUDSfluxte__DEFINEUDS_UNSTEADY(name,cell,thread,index,apu,su);UDStransientterms__DEFINESR_RATE(name,face,thread,r,mw,yi,rr);surfacereactionrates__DEFINE_VR_RATE(name,cell,thread,r,mw,yi,rr,rr_t);volumetricreactionratesDEFINESCAT_PHASE_FUNC(name,cell,face);scatteringphasefunctionforDOM__DEFINEDELTAT(name,domain);variabletimestepsizeforunsteadyproblems___DEFINETURBULENTVISCOSITY(name,cell,thread);calculatesturbulent__DEFINETURBPREMIXSOURCE(name,cell,thread,turbflamespeed,source);___DEFINE_NOX_RATE(name,cell,thread,nox);NOxproductionanddestructionratesC_NNODES(c,t);Returnsnodes/cellC_NFACES(c,t);Returnsfaces/cellF_NNODES(f,t);Returnsnodes/faceC_CENTROID(x,c,t);ReturnscoordinatesofcellcentroidF_CENTROID(x,f,t);ReturnscoordinatesoffacecentroidF_AREA(A,f,t);ReturnsareavectorinarrayA[]C_VOLUME(c,t);ReturnscellvolumeC_VOLUME_2D(c,t);Returnscellvolume(axisymmetricdomain)realflow_time();Returnsactualtimeinttime_step;ReturnstimestepnumberRP_Get_Real(“physical-time-step”);ReturnstimestepsizeC_R(c,t);DensityC_P(c,t);PressureC_U(c,t);U-velocityC_V(c,t);V-velocityC_W(c,t);W-velocityC_T(c,t);TemperatureC_H(c,t);EnthalpyC_K(c,t);Turbulentkineticenergy(k)C_D(c,t);Turbulentdissipationrate(ε)C_O(c,t);Specificdissipationofk(ω)C_YI(c,t,i);SpeciesmassfractionC_UDSI(c,t,i);UDSscalarsC_UDMI(c,t,i);UDMscalarsC_DUDX(c,t);VelocityderivativeC_DUDY(c,t);VelocityderivativeC_DUDZ(c,t);VelocityderivativeC_DVDX(c,t);C_DVDY(c,t);C_DVDZ(c,t);C_DWDX(c,t);C_DWDY(c,t);C_DWDZ(c,t);C_MU_L(c,t);C_MU_T(c,t);C_MU_EFF(c,t);viscosityC_K_L(c,t);C_K_T(c,t);C_K_EFF(c,t);C_CP(c,t);C_RGAS(c,t);VelocityVelocityVelocityVelocityVelocityVelocityLaminarderivativederivativederivativederivativederivativederivativeviscosityTurbulentviscosityEffectiveLaminarthermalconductivityTurbulentthermalconductivityEffectivethermalconductivitySpecificheatGasconstantC_R(c,t);DensityC_P(c,t);PressureC_U(c,t);U-velocityC_V(c,t);V-velocityC_W(c,t);W-velocityC_T(c,t);TemperatureC_H(c,t);EnthalpyC_K(c,t);Turbulentkineticenergy(k)C_D(c,t);TurbulentdissipationrateC_O(c,t);Specificdissipationofk(ω)C_YI(c,t,i);SpeciesmassfractionC_UDSI(c,t,i);UDSscalarsC_UDMI(c,t,i);UDMscalarsC_DUDX(c,t);VelocityderivativeC_DUDY(c,t);VelocityderivativeC_DUDZ(c,t);VelocityderivativeC_DVDX(c,t);VelocityderivativeC_DVDY(c,t);VelocityderivativeC_DVDZ(c,t);VelocityderivativeC_DWDX(c,t);VelocityderivativeC_DWDY(c,t);VelocityderivativeC_DWDZ(c,t);VelocityderivativeC_MU_L(c,t);LaminarviscosityC_MU_T(c,t);TurbulentviscosityC_MU_EFF(c,t);EffectiveviscosityCKL(c,t);LaminarthermalconductivityCKT(c,t);TurbulentthermalconductivityCKEFF(c,t);EffectivethermalconductivityC_CP(c,t);SpecificheatC_RGAS(c,t);GasconstantC_DIFF_L(c,t);LaminarspeciesdiffusivityspeciesC_DIFF_EFF(c,t,i);EffectivespeciesdiffusivityDefine→MemoryDefine→Memory•C_UDMI(cell,thread,index);•F_UDMI(face,thread,index);User-DefinedDefine»ScalarsDefine»ScalarsUser-Defined定义标量的输运方程k=l,2,…,Nscaar__•DEFINEUDSFLUX(name,face,thread,index__•DEFINE_UDS_UNSTEADY(name,cell,thread,index,apu,su)稳定性负责第八节：物理模型–Discretephasemodel–Eulerianmodel–Mixturemodel–Volume-of-fluidmodel–Eddydissipationmodel–Non-premixed,premixedandpartiallypremixedcombustionmodels–Detailedchemistrymodels–Pollutantformation–Surfacereactions–Singleandmultiplereferenceframes–Mixingplanes–Slidingmeshes–Dynamicmeshes–Six-degree-of-freedomsolver性的材料，但属于同一种物理相（如液-液）-气泡流-连续液体中存在离散的气泡，如气体吸收器，蒸发设备，鼓泡设备-液滴流-连续气体中的离散液滴，如喷雾器、燃烧器-柱塞流-连续液体中的大尺度气泡-分层/自由表面流-不相溶的流体被清晰的界面分开，如自由表面流--流化床-流化床反应器-泥浆流-液体中的固体颗粒，固体悬浮、沉积、液力输运–取决于流体是分层的还是离散的-两相流动、传热、传质过程InitialparticleDiameter:2mmContoursofEvaporatedStochasticParticleTrajectoriesforDifferentInitialDiametersWater间高频率的碰撞，此时应选Granular行为，对颗粒相使用分子云理论方程都增加了附加应力ContoursofSolidsVolumeFractionforHighVelocityGas/SandProductionAnimationofGasWaterVelocityVectorsVOF案例–汽车油箱晃动t=1.05sectt=1.05sec–炉子–锅炉–热处理炉–燃气轮机–火箭发动机–CVD,催化反应–流动和混合–温度–组分浓度–颗粒和污染TemperatureinaGasFurnaceCO2MassFractionStreamFunction•全局化学反应机理（有限速率/涡耗散）•平衡/小火焰模型（混合分数）–非预混反应系统–预混反应系统EddyDissipationModel(SpeciesTransport)PremixedCombustionModelVariable*Non-PremixedEquilibriumModelPartiallyPremixedModelVariable+LaminarFlameletModelLaminarFinite-RateModelEddy-DissipationConcept(EDC)ModelCompositionPDFTransportModel•ThermalNOx•喷入氨水或尿素–颗粒/液滴/气泡的轨迹在拉格朗日坐标系求解–颗粒和连续相可以进行热、质量、动量的交换–每一条轨迹代表一组有相同初始属性颗粒的行为–单个颗粒的互相影响被忽略–离散相体积分数必须小于10–离散相的加热/冷却–液滴的蒸发和沸腾–可燃固体的挥发分析出和焦炭燃烧–喷雾模型模拟液滴破碎和聚合–磨损/增长–颗粒分离、分级、喷雾干燥、浮质沉积、气泡喷射、液体燃料和煤粉燃烧.分不同的另外一种组分–可以考虑详细表面反应机理（任意的多步反-组分传输和气相燃烧-非预混燃烧-表面化学反应-液滴挥发•参考坐标系和运动域联系在一起•修正控制方程来考虑运动坐标系•域的位置和形状在静止坐标系下跟踪•求解本质上是瞬态的(MRF)(MRF)混合平面法(MPM)滑移网格(SMM)运动/变形网格(MDM)单参考坐标系(SRF)–所有的流体域在运动坐标系下定义–旋转坐标系引入了附件加速度–在静止坐标系下流场是瞬态的，使用旋转坐标系后流场可以看做稳态的–优势等–混合平面模型(MPM)–滑移网格模型(SMM)──MPM的优势:只需要一个流道，和叶片数量无关–也适用于其他一般问题–每个域有自己的进口、出口、壁面和周期边界（每个域是一个SRF模型）–链接域的边界称为混合平面–通过混合平面的变量是周向平均值，随每步迭代更新–求解收敛后，混合平面将调整为一般流动条件RotorRotor–位差相互作用(压力波相互作用)–尾迹相互作用–激波相互作用ShockinteractionShockinteractioninteractionStatorwakeinteraction–没有使用运动坐标系形式（例如，动量方程源项中没有附加加速度的作–方程组是通用的运动/变形网格形式的一种特殊情况–通过6DOF求解器，把流场求解的气动力和成或消失。单元层可以是四边形/六面体/四面体类型，适合边界在小范围或大范围弹簧式适用于小范围的边界变弹簧式适用于小范围变形的三–容积泵-单参考坐标系法-多参考坐标系法-混合平面法-滑移网格法-动网格法第九节：瞬态问题–下列情况可以近似为稳态:•忽略瞬态的脉动•引入整体的时间平均来消除瞬态影响–旋转机械–动静干涉，失速，喘振,–-由于流体中不稳定性的增长或者非平衡的初场引发的瞬态流动-例如：自然对流，湍流涡，流动波（重力波、激波）-时间平均的边界条件，源项引起的瞬态流动-例子：喷嘴的脉冲，旋转机械的动静干涉–可以通过以下方法求解:•稳态解–流场不再随时间变化•时间周期解–流场形态随时间脉动重复出现•移动的激波–求解器设置–动画–数据输出/自动保存选项–也可以选择能解析流动特征的时间步（在义了:•真实时间步长仍然必须在迭代面板中瞬态流动模型-动画-动画帧在计算中写出并存储–定义生成动画帧（云图、矢量图等）并存储文件的命令.–利用第三方软件把这些文件链接成动画文件(AVI,MPG,GIF,等)–求解器在当前时间步收敛然后推进到下一个时间步–当MaxIterations/TimeStep达到时，或者收敛标准满足时，时间推进到下一步–各时间步依次收敛直至达到总时–设置流体域的初始质量和流场的初始状态-这将确保瞬态行为被解析符合真实物理条件–ANSYSCFD-Post–ANSYSCFD–等值面能:–创建面–显示类型–着色选项–求解数据的显示–通量报告和积分计算–Zonesurfaces(求解器自动从域中创–Planesurfaces(指定域中一个特定的平面)–ClippingSurfaces(特定角度片的表现方式:–注释Exampleofscenecomposition:Overlayofcontourandvectorplotwithtransparentwallstoshowinternaldetails.–求解结果的XY图–显示脉动频率的历史图–快速傅立叶变换(FFT)–残差图-净通量-包括辐射在内的总换热率-由于插值，在用户生成–在项目树的部件系统中，拖动CFD-Post–或者，创建一个单独的CFD-Postsession.–Start>Programs>ANSYS12.0>ANSYSCFD-Post Additionaltabs(varioustools) 1.确定位置。数据会在这个位置抽取出来，各种图形也在这个位置产生2.如需要，创建变量/表达式3.i)在位置上生成定量的数据ii)在位置上生成定性的数据4.生成报告控制显示的按钮双击位置对象可以编辑右键点击对象可以复制或删除LocationsandPlots菜单下–XYPlane,PointandNormal,etc.–在求解域里，可以创建圆或矩形生的节点数信息地方–两点之间的直线–经常用于XY图表制作–也常用语图表制作–从文件中读入点–采用边界相交线–从contourplot抽取的线Isosurfaceofpressurebehindaflapvalve–IsoClip采用复制已有的location，并一个或多个标准进行约束•例如，对出口边界条件将速度值界定在>=10[m/s]和<=20[m/s]之间–可以约束任何变量,包括几何变量•任何线(已存在的线,多义线,流线,粒子轨迹)绕某轴旋转–多种面创建选项–FromFile:从text文件中读点数据;通常从其它case输出这些文件–FromContour:抽取一定的contour值–TransformedSurface:旋转,平移或缩放–OffsetFromSurface:面偏移(垂直方向或平移)UserSurface:FromContourMethod•对所有Location都有类似的Colour,Render-选择变量-设置变量范围(Global,Local,UserSpecified)-DrawFaces:显示固面-DrawLines:显示网格边或网格交线•View-旋转,平移,镜像,缩放-选取不同的转换方式VectorContourStreamlineParticleTrackVectorContourStreamlineParticleTrack–能plot任何变量;通常对速度进行plot–可以投影矢量，切线方向或垂直方向–从给定的location开始,给出流线方向forwards和–面流线(surfaceStreamline的流动速度–可自动显示和改变time–对plot进行旋转或平移操作Viewer右键菜单示出相关的菜单–在物体上右键点击(如，边框线,面)，显示物体的一些选项–基于当前的location，还可以插入新的对象•例如.在面