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文档简介

ANSYSCFX-PreUserGuide1、CFX-PreBasics:1、 StartingCFX-Pre:File>>NewCase;General:通用CFX-Pre界面,用于所有类型CFD模拟;Turbomachinery:涡轮机械CFD模拟;QuickSetup:CFX-Pre简化,仅用于单计算域(single-domain)、单相(single-phase)问题模拟;不支持:多相(multiphase)>燃烧(combustion)、辐射(radiation)、高等湍流模型(advancedturbulencemodels)CFD模拟。LibraryTemplate:棋板库提供特定物理模拟棋板;2、 CFX-PreWorkspace:Outline结构:Mesh:网格操作如:导入(import)、变换(transformation)>渲染(render)、可视化(show、hide)(2)Simulation:AnalysisAnalysisType:稳态(steady)、瞬态(transient)分析,Domain:流体(fluid)、多孔介质(porous)、固体(solid)计算域,区域、类型、属性设置;DomainInterfaces:计算域、网格连接界面;GlobalInitialization:全局计算域初始化,单一计算域初始化于Domain中设置;Solver:求解单位(SolutionUnits)、求解控制(SolverControl)、输出控制(OutputControl);CoordinateFrame:默认笛卡尔坐标系,可创建新坐标系统;Materials>Reactions:材料、化学反应;Expressions、Functions、Variables:表达式、白定义函数、变量、及子程序;

(3) SimulationControl:分析求解控制、及求解结构序列(Configuration)设置;(4) CaseOptions:显示、标示设置;3、CFS-Pre文件类型:(1) CaseFile(.cfx):CFX-Pre数据文件,包括模拟物理学定义、计算区域设置、网格信息;(2) MeshFile:网格文件;(3) CFX-SolverInputFiles(.def,.mdef):CFX-Solver输入文件,单一结构输入文件(.def);多结构输入文件(.mdef),需补充构造序列(ConfigurationDefinition)定义文件(.cfg);(4) CFS-SolverResultsFile(.res,.mres,.trn,.bak):结果文件(.res单一结构,.mres多结构),多结构模拟.mres文件,同时可生成单一.res结果文件;中间结果文件(.trn瞬态结果文件,.bak备份文件),OutputControl>>TrnResults>Backup设置;(5) CFX-SolverErrorResultsFile(.err):CFX-Solver求解失败错误信息文件;(6) SessionFile(.pre):CFX-Pre录制CCL操作命令;(7) CCLFile(CFXCommandLanguage,.ccl):CFX-Pre保存CCL命令状态文件,较SessionFile,仅对当前CCL命令操作状态保存。2、CFX-PreMenu:1、 FileMenu:File>>NewCase(新建);>>OpenCase(打开);>>ImportMesh(导入网格);>>ImportCCL(导入CCL,常用于导入相同的预处理数据),Append(添加)、Replace(替代);Auto-loadmaterials:自动从标准材料、反应库(standardmaterialsandreactions)中,导入缺失材料(materials)>H应(reactions),>>ExportCCL(导出CCL):SaveALLObjects>Selectalocation;>>SavePicture,2、 EditMenu:Edit>>Undo、Redo:>>Option:CFX-PreOptions:RecordDefaultSessionFile:自动保存CCL操作命令,保存cfX.xx.pre;General:AutoGeneration(自动生成):AutomaticDefaultDomain:(自动生成计算域);AutomaticDefaultInterface:(自动生成计算域交界面);InterfaceMethod(交界面生成方式):(1) OneperInterfaceType(计算域最少交界面);(2) OneperDomainPair(每2计算域1交界面);DefaultBoundary(自动生成边界):EnableBetaFeatures(开启附加GUI功能);3、SessionMenu:

CFX-PreSession文件,保存CCL操作命令,RecordDefaultSessionFile未选中,NewSession(新建Session):Start/StopRecording(录制文件.pre);PlaySession(运彳亍文件.pre);4、 InsertMenu:(1) Analysis(分析);(2) AnalysisType(分析类型);(3) Domain(计算域);(4) Boundary(边界);(5) Subdomain(子域,体积源项,volumetricsource);(6) SourcePoint(点源项);(7) DomainInterface(域交界面);(8) GlobalInitialization(全局初始化);(9) CoordinateFrame(坐标系);(10) Material/Reaction(材料、反应);(11) Regions(区域):组合区域(CompositeRegion)、原始区域(PremitiveRegion);(12) 附加变量(AdditionalVariable)、表达式(Expression)、白定义函数(UserFunction)>自定义程序(UserRoutine);(13) Solver(求解):SolverUnits(求解单位)、SolverControl(求解控制)、OutputControl(输出控制)、MeshAdaption(网格自适应)、ExpertParameter(专家参数控制)、ExecutionControl(执彳亍控制);Configurations(分析结构序列)5、 ToolMenu:(1) CommandEditor:显示、编辑CCL定义;(2) InitializeProfileData:复杂轮廓边界条件,数据初始化;(3) Solver:DefineSolver(定义CFX-Solver输入文件.def);

3、ImportingandTransformingMeshes:1、 ImportingMeshes:File>>Import>>Mesh;Outline>>MeshTree,3D、2D网格区域(Principal3DRegions>Principal2DRegions);2、 TransformMesh;(1) Rotation(旋转):RotationOption(转轴):主轴(PrincipalAxis),坐标X、Y、Z轴;旋转轴(RotationAxis),坐标点From,To;RotationAngleOption(转角):指定旋转角(Specified);环绕(FullCircle):同MultipleCopy(多重复制)组合;2点(TwoPoints):Start/EndPoint,与转轴定义转角;(2) Translation(平移);Method(方法):Deltas(差值);Vectors(向量)(3) Scale(比例缩放):Method(方法):Uniform(平均缩放):所有坐标方向,相同缩放因子(scalefacto);NonUniform(非平均缩放):3坐标方向缩放因子(Sx、Sy、Sz);ScaleOrigin(缩放原点),基准点;ApplyScaleTo(应用):Original(NoCopy):比例缩放,不保留原网格;Copy(KeepOriginal):比例缩放,保留原网格。(4) Reflection(镜像):Method(方法):镜像平面(YZ、XZ、XY平面,ThreePoints3点平面,PointandNormal点、法线平面);

ApplyReflectionTo(应用):Original(NoCopy):镜像,不保留原网格;Copy(KeepOriginal):镜像,保留原网格。(5) TurboRotation(涡轮旋转);(6) MultipleCopies(多重复制):#ofCopies(复制数目)、DeleteOriginal(删除原网格文件);4、Regions:1、 简单区域(PrimitiveRegions):1模型至少包含1个2Dprimitiveregion、1个3Dprimitiveregion;2、 复合区域(CompositeRegions):InsertRegions>>CompositeRegions;Union(合并):区域合并;Alias(改名);5、AnalysisType:1、 ExternalSolverCouplingSettings(外部求解器耦合设置):None:无与外部求解器耦合;ANSYSMultiField:双向流固耦合分析,耦合CFX-Solver与ANSYSsolver;2、 Steady-state(稳态):流动不随时间变化;3、 Transient(瞬态):流动随时间变化的(time-dependent);(1) TimeDuration(持续时间):TotalTime(总时间);Timeperrun(每次运彳亍时间);MaximumNumberofTimesteps(时间步最大数目)、NumberofTimestepsperRun(每次运彳亍时间步数目);CouplingTimeDuration(耦合计算持续时间);(2) TimeSteps(时间步长):Timesteps(时间步长);TimestepsfortheRun(运彳亍时间步长);时间步长可为单一值(singlevalue),也可为列表(list);List(列表)形式,,分隔,Vdue(数值)2,1.2,2.4;Value:5*0.1,2*0.5,10*1;Adaptive(自适应步长);CouplingTimesteps(耦合计算时间步长);(3) InitialTime(初始时间):Automatic;AutomaticwithValue;Value;CouplingInitialTime;6、Domain:Insert>>Domain(创建计算域);1、BasicSettings(基本设置):LocationandType:Location:3D简单、复合区域(3Dprimitive/compositeregion);DomainType:流体域(FluidDomain):单相、多相流流体区域;固体域(SolidDomain):包含热传递、热辐射固体区域;多孔介质域(PorousDomain):存在动量损失流体域;浸入固体(ImmersedSolid):瞬态分析中,刚性浸入固体在流体域内运动。CoordinateFrame:坐标系统;FluidandParticleDefinitions/SolidDefinitions:Option:MaterialLibrary:material,材料选取;MaterialDefinition:reactingmixture,反应混合物;Morphology(形态):欧拉相(Eulerianphase):连续流体(ContinuousFluid);分散流体(DispersedFluid);分散固体(DispersedSolid);相变液滴(DropletswithPhaseChange);变形分散流体(PolydispersedFluid)颗粒相(particlephase):流体粒子(ParticleTransportFluid);固体粒子(ParticleTransportSolid);平均宜径(MeanDiameter) DispersedFluid、Solid,最小体积分数(MinimumVolumeFraction) Dispersedphase,最大体积分数阈值(MaximumPacking) Dispersedphase,

返回系数(RestitutionCoefficient) 0-1,散布固体(DispersedSolid)颗粒弹性碰撞,分离速度、相撞速度比值;粒子宜径分布(ParticleDiameterDistribution) particlephase;粒子形状因子(ParticleShapeFactors) particlephase;粒子宜径变化(ParticleDiameterChange) 多相反应(multiphasereactions)粒子宜径变化;DomainModel:Pressure>ReferencePressure:相对压力(绝对压力水平);Buoyancy:考虑重力效应的流动,包含浮力(Buoyancy)选项,x、y、z3方向重力加速度分量,2种浮力模型:fullbuoyancymodel,Boussinesqbuoyancymodel;分别指定BuoyancyReferenceTemperature、BuoyancyReferenceDensity;DomainMotion:(1) Stationary(固定) Alldomaintype(所有计算域类型);(2)Rotating(旋转) Alldomaintype(所有计算域类型),Angularvelocity(角速度);AxisDefinition(转轴);AlternateRotationModel(交替旋转模型);(3)SpeedandDirection(速度、方向) Immersedsoliddomain(浸入固体,以指定速度、方向平移);(4) SpecifiedDisplacement(位移) Immersedsoliddomain(浸入固体位移,可通过CELexpression设置domain位移、时间函数);(5) GeneralMotion(一般运动) Immersedsoliddomain(浸入固体一般运动); Referenceorigin(参考点) ReferenceLocation设置;OriginMotion(相对于参考点运动)设置;

MeshDeformation(动网格):(1) None;(2) RegionsofMotionSpecified;(指定网格运动,实现壁面边界(Wall)、子域(subdomains)移动,;2、 PorositySettings(多孔介质域设置);AreaPorosity(多孔区域);VolumePorosity(多孔介质,流体体积分数);LossModels(动量损失模型):(1) Isotropic(各向同性损失模型):(2) directionalloss(方向损失模型);Option:permeabilityandlosscoefficients(渗透和损失系数);Linearandquadraticcoefficients(线性、二次阻力损失系数);3、 FluidModels(流体模型):Multiphase(多相) 多相模拟:(1) HomogeneousModel(均匀模型)常规多相流动为非均匀多相流动(inhomogeneous),流体各相有独立的速度场、湍流场等;均匀(homogeneous),多相流体共有速度场、湍流场。(2) FreeSurfaceModel(自由表面):None/Standard(多相流动间,明显交界面);(3) MultiphaseReactions(多相反应):HeatTransfer(热传递)Option:None 仅用于不可压缩流动(Incompressible);可压缩流动(compressible)热传递中,流体温度为待求解的流体属性;Isothermal(等温) 反应流动(reactingfluid)不可选;ThermalEnergy(热能) 低速流动热传递;

TotalEnergy(总能) 高速流动热传递;FluidDependent(自身流动) 多相流动中,单一流体热传递;Turbulence(湍流)Option:None(Laminar):层流,燃烧模型多为湍流,仅有限化学反应速率模型(FiniteRateChemistry)为层流模型;k-Epsilon:标准湍流模型;ShearStressTransport(SST):精确边界层模拟;Omega/BSLReynoldsStress:雷诺应力模型;QI/SSG/LRRReynoldsStress:复杂流动高精度雷诺应力模型;ZeroEquation(零方程模型):仅有限化学反应速率模型(FiniteRateChemistry)为层流模型;RNGk-Epsilon:重整化群k-Epsilon湍流模型;k-Omega/BSL:边界层模拟湍流模型,SST一般为首选;k-EpsilonEARSM/BSLEARSM:简化雷诺应力模型,用于二次流、弯曲流线、旋转流场模拟;LESSmagorinsky/LESWALE/LESDynamicModel:LES大涡模拟,仅用于瞬态模拟;DetachedEddySimulation:DES分离涡模拟;FluidDependent:多相模拟(multiphasesimulation)中可选,流体可各自FluidSpecificModels中,设置不同湍流模型;BuoyancyTurbulence(浮力湍流):考虑浮力效应的湍流模型;WallFunction(壁面函数):湍流模型自动设置;ReactionorCombustion(反应、燃烧)计算域(Domain)BasicSettings FluidandParticleDefinitions:Option:MaterialDefinition,CompositionOption(燃烧):ReactingMixture(反应混合);CombustionOption(燃烧模型):

EddyDissipation;FiniteRateChemistry;FiniteRateChemistryandEddyDissipation;PDFFlamelet;BVM(PartiallyPremixed);ExtendedCoherentFlameModel;FluidDependent(multiphaseonly);SootModel(烟气模型):燃烧模型下,烟气形成可选用Magnussen烟气模型;需设定如下参数:FuelConsumptionReaction(燃料燃烧反应);FuelCarbonMassFraction(燃料碳的质量分数);SootDensity(烟气密度);SootParticleMeanDiameter(烟气平均粒子宜径);ThermalRadiation(热辐射模型):Rosseland;P1;DiscreteTransfer;MonteCarlo;SpectralModel(光谱模型);Gray;Multiband;Multigray;WeightedSumofGrayGases;ElectromagneticModel(电磁模型);ElectricFieldModel(电场模型):None;ElectricPotential(电压);UserDefined;

MagneticFieldModel(磁场模型):None;MagneticVectorPotential(磁向量矢);UserDefined;4、FluidSpecificModel(多相流体模型);多相流动模拟中,单一流体属性设置;FluidList:多相流动中单一相流体;形态(Morphology)为离散固体(DispersedSolid)单一相,固体粒子的碰撞理论。KineticTheory(运动理论):GranulartemperatureModel(粒子温度模型);Radialdistributionfunction(径向分布函数);Solidpressuremodel(固体压力模型);SolidBulkViscosity(体积粘度);SolidShearViscosity(剪切粘度);多相流动模拟FluidModels>>HeatTransfer FluidDependent下,FluidSpecificModels:HeatTransfer(热传递):欧拉相(Eulerianphase):Isothermal、ThermalEnergy;多相流动TotalEnergy热传递模型不可选,CFX不支持高速可压缩多相流动;颗粒相(Particlephase):ParticleTemperature(粒子温度);多相流动模拟,FluidModels>>TurbulenceModel FluidDependent,TurbulenceModel(湍流):欧拉相(Eulerianphase):同单相模拟湍流设置;但离散流体(dispersedfluid)、离散固体(dispersedSolid)、变形离散流体(polydispersedfluid)仅有:离散相零方程、层流模型(DispersedPhaseZeroEquation、Laminar);离散相零方程湍流模型为首选;

多相流动模拟,FluidModels>>ReactinorCombustionModel FluidDependent,CombustionModel(燃烧):欧拉相(Eulerianphase):同单相模拟燃烧、反应设置;FluidBuoyancyModel(浮力)多相浮力流、或浮力流动中包含粒子,设置;ErosionModel(侵蚀模型):多相流动中,颗粒相(ParticleTransportFluid、Solid)存在,可对壁面边界(wallboundary)设置侵蚀属性;5、FluidPairModel:多相流动、流体域内包含粒子,FluidPairModel中指定两相流动相互影响,粒子对流体流动的影响。FluidPairList:多相流动:ContinuousFluid|ContinuousFluid;ContinuousFluid|DispersedFluid;ContinuousFluid|DispersedSolid;包含粒子流动:ContinuousFluid|Particle;ParticleCoupling(流动粒子耦合):包含粒子流动:ContinuousFluid|Particle下,完全双向耦合(fullyCoupled);单向耦合(One-wayCoupling);SurfaceTensionCoefficient(表面张力系数):用于以下2种情形:ContinuousFluid|DispersedFluid下,DragForce模型为Grace、

IshiiZuber下,模拟拖拽力(DragForce);FluidModels下,FreeSurfaceModeK自由表面模型)为Standard,即多相流动存在明显交界面,使用surfacetensionForce(表面张力模型)计算交界面张力。(4) SurfaceTensionForce(表面张力):Eulerian|Eularian流体组合,多相流动中存在明显自由表面交界面(FreesurfaceInterface),^算表面张力;指定SurfaceTensionCoefficient(表面张力系数)、主要流体(PrimaryFluid);(5) InterphaseTransfer(相间传输):ParticleModel(粒子模型):假设连续相,包含离散相颗粒;用于ContinuousFluid|DispersedFluid;ContinuousFluid|DispersedSolid组合;MixtureModel(混合模型);用于ContinuousFluid|ContinuousFluid组合,需指定交界面长度比例(InterfaceLengthScale);FreeSurfaceModel(自由表面模型);None:用于均匀多相流动(HomogeneousmultiphaseFlow);(6) MomentumTransfer(动量传递);DragForce(拖拽力):除均匀多相(homogeneos)夕卜,各种流体形态(morphology)组合,包括ContinuousFluid|Particle;DragForce(拖拽力模型):Schiller^Naumanndragmodel;DragCoefficient;

IshiiZuberdragmodel;Gracedragmodel;LiftForce(升力):用于ContinuousFluid|Dispersed(Fluid、Solid),ContinuousFluid|PolydispersedFluid组合,InterphaseTransfer(相间传输):ParticleModel(粒子模型);LiftForce(升力模型):LiftCoefficient;Tomiyama;SaffmanMei;LegendreMagnaudet;VirtualMassForce(虚质量力):用于ContinuousFluid|Dispersed(Fluid、Solid)组合,InterphaseTransfer(相间传输):ParticleModel(粒子模型);ContinuousFluid|Particle组合;均匀多相流动(homogeneous)除外。WallLubricationForce(壁面滑移力):用于InterphaseTransfer(相间传输):ParticleModel(粒子模型);TurbulentDispersionForce(湍流分散力):Eulerian|Eulerian中,ContinuousFluid|DispersedFluid,ContinuousFluid|PoydispersedFluid,ContinuousFluid|DispersedSolid组合,其湍流分散力模型:FavreAveragedDragForce(Favre平均拖拽力模型);LopezdeBertodano;ContinuousFluid|Particle组合,湍流分散力模型:ParticleDispersion(粒子分散模型);

PressureGradientForce(压力梯度力):用于粒子跟踪模拟(ParticleTrackingsimulation);(7) TurbulenceTransfer(湍流传输):用于Eulerian|Eulerian中,ContinuousFluid|DispersedFluid,ContinuousFluid|PoydispersedFluid,ContinuousFluid|DispersedSolid组合;(8) HeatTransfer(热传递):用于全部Eulerian|Eulerian、ContinuousFluid|Particle组合;不适于均匀多相流动;(9) MassTransfer(质量传递):均匀(Homogeneous)、非均匀(Inhomogeneous)欧拉多相流动(Eulerianmultiphase),质量传递模型:None;SpecifiedMassTransfer(指定质量传递);PhaseChange(相变);沸腾(boiling)、液化(condensation)>熔化(melting)、凝固(solidfication);Cavitation(气穴:液体流动低压区域形成水汽)RayleighPlessetModel;(10) ParticleBreakup(粒子分裂):ParticleBreakup(粒子分裂)模型,用于模拟液滴(droplets)由于外部空气动力(aerodynamicForce)而分裂;(11)ParticleCollision(粒子碰撞):

适用于粒子体积分数(particlefraction)较低;高质量负荷(massloading)密集气一固流动(densegas-solidflow);粒子碰撞模型:SommerfeldCollisionModel:CoefficientofRestitution(回弹系数):完全弹性回弹(fUllelasticcollsion)为1;无弹性碰撞(inelasticcollision)为0;StaticFrictionCoefficient(静摩擦系数)KineticFrictionCoefficient(动摩擦系数):6、SolidModel(固体模型);SolidDomain(固体计算域)设置;(1) HeatTransfer(热传递):ThermalEnergy(热能模型)、Isothermal(等温模型);(2) ThermalRadiation(热辐射):MonteCarlomode:l(3) ElecromagneticModel(电磁模型):ElectricFieldModel(电场模型):ElectricPotential(电压);ElectrostaticPotential(静电电压);UserDefined;MagneticFieldModel(磁场模型);MagneticVectorPotential(磁向量矢);UserDefined;(4)SolidMotion(固体运动);Cartesianvelocitycomponents(笛卡尔速度);

Cylindricalvelocitycomponents(圆柱坐标速度);Rotating(旋转);7、 ParticleInjectionRegions(粒子注射区域):粒子相(ParticleTransportFluid、Solid)单相、包含粒子相多相流动;(1) ParticleInjectionRegions(粒子注射区域):定义于Doman内;(2) InjectionMethod(粒子注入方法);Cone(锥形)、ConewithPrimaryBreakup(分散注入锥形)、Sphere(球形);InjectionCentre(注入中心);InjectionVelocityMagnitude(注入速度);ConeDefinition(注入锥定义);InjectionDirection(注入方向);NumberOfPositions;ParticleDiameterDistribution(粒子宜径分布);ParticleMassFlowRate(粒子质量流率);ParticlePrimaryBreakup(粒子分散)NozzleDefinition(管口定义);RadiusofInjectionSphere(注入球半径);8、 Initialization(初始化)可进彳亍:全局初始化(GlobalInitialization)、计算域初始化(domainInitialization);计算域初始化优先级高于全局初始化;9、 SolverControl(求解控制)浸入固体计算域(immersedSoliddomain),求解控制设置;

7、DomainInterface(计算域交界)Insert>>DomainInterface;1、BasicSettings:(1) InterfaceType:FluidFluid——2流体域连接,或1流体域内2区域周期性连接;FluidPorous 流体域、多孔域连接;FluidSolid 流体域、固体域连接;PorousPorous 2多孔域连接,或1多孔域内2区域周期性连接;SolidPorous 固体域、多孔域连接;SolidSolid——2固体域连接,或1固体域内2区域周期性连接;(2) InterfaceSide1/2:Domain:连接计算域;Region:交界面;(3) InterfaceModels(交界模型):TranslationalPeriodicity(周期平移):RotationalPeriodicity(周期旋转);GeneralConnection(一般连接);FrameChange/MixingModel:None;FrozenRotor:Stage;TransientRotor-Stator;(涡轮机械)PitchChange:None;Automatic;Value;SpecifiedPitchAngles;(4)MeshConnectionMethod(网格连接方法):

1:1(节点对应);GGI(GeneralGridInterface,通用连接);Automatic(优先1:1,否则GGI);2、AdditionalInterfaceModels(交界面附加设置);(1) MassAndMomentum(质量、动量);ConservativeInterfaceFlux(交界面流量):None;MassFlowRate(质量流率):PressureChange(压降,需为负值);NoSlipWall(交界壁面):WallVelocity(交界壁面速度):CartesianComponents(笛卡尔坐标分量);CylindricalComponents(柱坐标系分量);RotatingWall(旋转交界壁面);FreeSlipWall(自由滑移交界壁面);SideDependent;(2) HeatTransfer(热传递);ConservativeInterfaceFlux(交界面流量):ThermalContactResistance(接触热阻);ThinMaterial(薄层材料);SideDependent;(3) ElectricField(交界面电传递);ConservativeInterfaceFlux:ElectricFieldContactResistance(接触电阻);SideDependent;

8、BoundaryConditions(边界条件);创建计算域(Domain),同时生成默认边界条件(DefaultBoundaryCondition)包含所有2Dregions,默认边界:<Domainname>Default,无滑移绝热壁面(noslipadiabaticwall);Insert>>Boundary;1、 BasicSettings:(1) BoundaryType(边界类型);Inlet(入口)、outlet(出口)、Opening(开口)、wall(壁面)、Symmetry(对称);(2) Location(位置):2D初始、复合区域(2Dprimitive、compositeregions);(3) CoordFrame(坐标系):(4) ProfileBoundaryConditions(轮廓边界条件);用于导入轮廓边界数据下,导入、初始化边界轮廓数据(ProMedata):Tool>>InitializeProfileData;2、 BoundaryDetails:(1)Inlet(入口):FlowRegime:Subsonic(亚声速);Supersonic(超声速);MixedSubsonic-Supersonic(混合);MeshMotion(网格移动) Domain>>MeshDeformation;(2)Outlet(出口):

FlowRegime:Subsonic(亚声速);Supersonic(超声速);MassandMomentum(质量动量);ThermalRadiation(热辐射) Domain>>FluidModel>>ThermalRadiation;MeshMotion(网格移动);(3) Opening(开口):FlowRegime:Subsonic(亚声速);MassandMomentum(质量动量);FlowDirection(流动方向);LossCoefficient(损失系数);Turbulence(湍流);HeatTransfer(热传递);ThermalRadiation(热辐射);MeshMotion(网格移动);;(4) Wall(壁面);MassandMomentum(质量动量):NoSlipWall(无滑移壁面);FreeSlipWall(自由滑移壁面);FiniteSlipWall(有限滑移壁面);SpecifiedShear(指定壁面剪应力);Counter—rotatingWall(反向旋转壁面);RotatingWall(旋转壁面);FluidDependent;WallRoughness(壁面粗糙度);ThermalRadiation(热辐射);

MeshMotion(网格移动);(5) Symmetry(对称);MeshMotion(网格移动);3、FluidValue:多相流动,欧拉相多相流(Eulerianmultiphase)、粒子跟踪(particletracking),可选;(1) Turbulence(湍流)BoundaryDetails>>Turbulence—FluidDependent;可选;(2) VolumeFraction(体积分数);Vlue:单一流体的体积分数;ZeroGradient(0梯度):垂直于边界体积分数梯度为0;用于出口自由表面提升下,的临界自由表面流动(subcriticalfreesurface)□(3) HeatTransfer(热传递);BoundaryDetails>>HeatTransfer—FluidDependent;可选;StaticTemperature(静温);(4) FluidValueforInlet、OutletandOpening(多相流出、入口、开口):Velocity(速度):BoundaryDetails>>MassAndMomentum—FluidDependent;可选;NormalSpeed(法向速度);CartesianVelocityComponents(宜角坐标分量);Cylindrical\6locityComponents(柱坐标分量);MassFlowRate(质量流率);

ParticleBehavior(粒子彳亍为):多相流动包含ParticleTransportSolid、Fluid粒子相,粒子跟踪模拟;MassandMomentum;ParticlePosition(粒子注入);ParticleLocations;NumberofPositions;ParticleMassFlow(粒子质量流率);ParticleDiameterDistribution(粒子径向分布);(5) FluidValueforWallsandInterface:WallInteraction(粒子壁面作用);EquationDependent(方程决定);Velocity:RestitutionCoefficient(反弹系数);PerpendicularCoefficient(垂宜)ParallelCoefficient(平彳亍);WallFilm(壁面膜);SticktoWall(粘于壁面);Elsaesser(Elsaesser壁面材料模型);ErosionModel(侵蚀模型);MassFlowAbsorption(粒子质量流失);ParticleBehaviour(粒子彳亍为);4、 Sources(边界源项):BoundarySource(边界源项)设置;5、 BoundaryPlot(边界绘制):BoundaryContour(边界条件云图):标量(scalar);BoundaryVector(边界条件向量图):向量(vector):

如:BoundaryDetails>MassandMomentum,速度分量(velocityComponents)设置,此项可选;6、 InterfaceBoundary(交界面边界):创建计算域交界面(DomainInterface),自动创建交界面边界(InterfaceBoundary),并命名<DomainInterfaceNames>Side<Number>;7、 SymmetryBoundary(对称边界):8、 Boundary—ProfileData(轮廓数据边界);轮廓离散数据(ProMeDiscretedata)定义边界条件:Formatoftheprofiledata(轮廓数据文件格式):CommentlineThefollowingsection(beginningwith[Name]andendingwith[Data])representsoneprofile,whichcanberepeatedtodefinemultipleprofiles.[Name]MyBoundary[SpatialFields]r,theta,z[Data]X[m],Y[m],Z[m],Area[mA2],Density[kgmA3]

# endofFirstprofileMyBoundary [Name]Plane2轮廓数据文件(profiledata)以.csv为扩展名;9、Initialization(初始化)Initialization(初始化)提供求解的迭代初值(initialvalues);稳态分析(steadystate),初始值可设置为自动(automatically),但精确的初始值可缩短求解时间,加速收敛;瞬态分析(transient),需指定变量的初始值,为求解开始时刻状态;可通过导入前次求解结果,获得初始值;计算域初始化(Domain)优先级高于全局初始化(Global);Insert>>GlobalInitialization1、 DomainInitialization(计算域初始化)Domain>>Initialization;2、 GlobalSettings(全局初始化);InitialConditions:(1) VelocityType(速度);Cartesian(宜角系);Cylindrical(圆柱系);Automatic(自动);AutomaticwithValue(初始值);(2) Staticpressure(静压);Automatic(自动);AutomaticwithValue(初始值):RelativePressure(相对压力);Turbulence(湍流):

LowIntensityandEddyViscosityRatio;低湍流强度1%及湍动粘度比1;MediumIntensityandEddyViscosityRatio;中等湍流强度5%及湍动粘度比10;HighIntensityandEddyViscosityRatio;高湍流强度10%及湍动粘度比100;IntensityandEddyViscosityRatio:指定湍流强度、湍动粘度比;IntensityandLengthScale:指定湍流强度、长度比例;kandEpsilon:指定湍动能(turbulencekineticenergy)、涡耗散(turbulenceeddydissipation);kandOmega:指定湍动能(turbulencekineticenergy)、涡旋频率(turbulenceeddyfrequency);kandEddyViscosityRatio:指定湍动能(turbulencekineticenergy)、湍动粘度比;kandLengthScale:指定湍动能(turbulencekineticenergy)、长度比例(LengthScale);ReynoldsStressesandEpsilon:指定雷诺应力、涡耗散;ReynoldsStressesandOmega:指定雷诺应力、涡频率;ReynoldsStressesandEddyViscosity:指定雷诺应力、湍动粘度比;ReynoldsStressesandLengthScale:指定雷诺应力、长度比例;FractionalIntensity(湍流强度);EddyViscosityRatio(湍动粘度比);EddyLengthScale(涡长度比例);TurbulenceKineticEnergy(湍动能);TurbulenceEddyDissipation(湍流涡耗散);TurbulenceEddyFrequency(湍流涡频率);ReynoldsStressComponents(雷诺应力分量);

RadiationIntensity(辐射强度):一Domain>>ThermalRadiation下,可选;Automatic(自动);AutomaticwithValue(初始值);10、SourcePoints(点源项):设置1坐标点,最接近坐标点的1网格单元为点源项;在瞬态分析(transient)>网格移动分析(movingmesh)中,作为点源项的网格单元不变;Insert>>SourcePoint;1、 Single-PhaseFluidSources(单相流体点源):(1) BasicSettings:CartesianCoordinates(坐标点);(2) Sources(源项):EquationSources:Continuity(连续一Mass质量源):TotalFluidMassSource(总流体质量源);Temperature(温度)、Velocity(速度);Turbulence(湍流) 计算域(Domain)湍流类型决定;Energy(能量源);TotalSource(能量方程源项);TotalSourceCoefficient(能量源系数):改善源项变化剧烈收敛性;Turbulence(源项湍流设置) 计算域(Domain)湍流类型决定;2、 MultiphaseBulkSources(多相流动分散源项);(1) BasicSettings:CartesianCoordinates(坐标点);(2) BulkSources(分散源项):

多相流动分散源项BulkSources,由单相流体体积分数(volumefraction)确定比例;3、 FluidSources(多相流动单一相流动源项);4、 SourcesinSolidDomains(固体域源项);(1) BasicSettings:CartesianCoordinates(坐标点);(2) Sources(源项):Energy(能量源项):TotalSource(能量方程源项);TotalSourceCoefficient(能量源系数):改善源项变化剧烈收敛性;11、Subdomains(子域)Subdomain(子域),用以3D区域(3Dregion)定义体积源项(volumetricsources);子域定义于计算域(Domain)内;Insert>>Subdomains;1、 BasicSettings:Location(区域);CoordinateFrame(坐标系);2、 Sources(子域一体积源项)(1)Single-PhaseFluidSource(单相流体体积源);MomentumSource/PorousLoss(动力源项、多孔介质动力损失源项):GeneralMomentumSource(一般动力源),MomentumSourceCoefficient利于收敛;LossModel(多孔介质动力损失源项),IsotropicLoss(各向同性)、DirectionalLoss(方向性); 指定PermeabilityandLossCoefficients(渗透损失系数);Linearandquadraticcoefficients(线性、二次损失系数);

EquationSources(方程定义源项):Continuity(连续方程质量源)Option:FluidMassSource(单位体积质量源),TotalFluidMassSource(总质量源);Temperature(质量源温度);TurbulenceEddyDissipation,TurbulenceKineticEnergy(湍涡流耗散、湍动能);Velocity(质量源速度);Energy(能量源)Option:Source(单位体积能量源),TotalSource(总能量源);TurbulenceEddyDissipation,KineticEnergy(源项湍流设置);(2) BulkSourcesforMultiphaseSimulations(多相流动总源项):BulkSources:多相流动由体积分数(volumefraction)确定单相流体源项分配;(3) MultiplyingSourcesbyPorosity(多孔介质计算域源项);MultiplybyPorosity(多孔介质源项乘数); 多孔计算域渗透体积0.8,MultiplybyPorosity可选,源项80%作用于多孔域流体;12、UnitsandDimensions(单位、尺寸)1、 CFX-Pre,可视化(visible)、网格导入、转化(meshimport、transformation)单位设置:Edit>>Option>>Units;2、 CFX-Solver求解单位(SolutionUnits)设置:Insert>>Solver>>SolutionUnits;13、SolverControl(求解控制)

1、BasicSettings: Common(共用):AdvectionScheme(对流差分格式);Upwind(一阶迎风)、HighResolution(高阶差分格式)、Specifyablendfactor(混合差分格式);TurbulenceNumerics(插值数值精度)FirstOrder:用于Upwindadvection(迎风差分格式)、FirstOrderBackwardEulerTransientscheme(一阶向后插值瞬态差分格式);HighResolution:用于HighResolutionadvection(高阶差分格式)、SecondOrderBackwardEulerTransientScheme(二阶向后插值瞬态差分格式)ConvergenceCriteria(收敛准则):ResidualType(残差类型):RMS(平均残差);MAX(最大残差);ResidualTarget(残差目标);ConservationTarget(守恒目标);守恒方程不平衡(imbalance),默认0.01;ElapsedWallClockTimeControl(时间控制)MaximumRunTime(最大运彳亍时间)后,终止运彳亍;InterruptControl(打断控制):LogicalExpression(表达式)设置求解打断准则;2、BasicSettings forSteadyStateSimulations(稳态分析求解控制):

ConvergenceControl(收敛控制):MinIterations:(最小迭代数目);MaxIterations:(最大迭代数目);FluidTimescalesControl(流体计算域时间比率控制): AutoTimescale(自动时间比率)、LocalTimescaleFactor(时间比率因子)、PhysicalTimescales(物理时间比率);SolidTimescaleControl(固体计算域时间比率控制): AutoTimescale(自动时间比率)、PhysicalTimescales(物理时间比率);3、 BasicSettings forTransientSimulationsTransientScheme(瞬态差分格式);FirstOrder、SecondOrderBackwardEulerTransientscheme(一阶、二阶向后插值瞬态差分格式)ConvergenceControl(收敛控制)Min.Coeff.Loops(时间步Timestep最小内迭代iterations次数);Max.Coeff.Loops(时间步Timestep最大内迭代iterations次数);FluidTimescaleControl(流体域时间步控制) CoefficientLoops(Timesteps/内循环系数);4、 ImmersedSolidControl(浸入固体求解控制)存在ImmersedSolid(浸入固体计算域)求解控制设置:ImmersedSolidControl>>MomentumSourceScalingFactor(动力源比例因子);默认为10,符合大多数情况;精确模拟下,动力源比例因子略减小(如2);

5、 EquationClassSettings(输运方程求解控制)CFX-Solver,基于方程的求解控制设置: Continuity(连续方程)、Energy(能量方程)、Momentum(动量方程)、TurbulenceEddyDissipation、KineticEnergy(湍流涡耗散、湍动能方程)分别AdvectionScheme(对流差分格式);ConvergenceControl(收敛控制);ConvergenceCriteria(收敛标准)设置;6、 AdvancedOptions(高级设置):多数模拟AdvancedOptions无需更改;1、 DynamicModelControl(动力模型控制): 由于初始值、边界条件设置,初始迭代(Firstfewiterations)>时间步(timesteps)CFX-Solver易求解失败,DynamicModelControl加速初始迭代、时间步的收敛;2、14、OutputControl(输出控制):Insert>>Solver>>OutputControl;1、 Results(结果):稳态分析求解结果、瞬态分析最后时间步(timestep)结果;2、 Backup(备份):用于重启动(restart)分析;3、 TrnResults(瞬态结果):瞬态结果,及写入时间步(timesteps);Option:(1) SelectedVariables(选择输出变量);(2) Smallest(精简):网格数据、求解节点变量数据;(3) Essential(基本):Smallest输出数据+GGI交界面、边界面求解矩阵、相间质量流率(Interphasemassflows);

Standard(标准);Essential输出数据+混合域(Hybridfields)、后处理(Postprocessing)、质量流动数据(Massflow);(5) None;OutputFrequency(输出频率):(1) TimestepInterval(时间步间隔);(2) TimestepList(时间步列表):指定输出时间步,,间隔;(3) TimeInterval(时间间隔);(4) TimeList(时间列表);(5) EveryTimestep(每时间步);(6) None;4、 TrnStatistics(瞬态统计输出):Option:ArithmeticAverage(算数平均);Minimum(最小);Maximum(最大);StandardDeviation(标准偏差);RootMeanSquare(均方根);Full(完整);OutputVariablesList(输出变量):多变量以,间隔;StartIterationList;StopIterationList:统计开始、终止迭代步,多变量以,间隔;5、 Monitor(监控);MonitorCoeff.LoopConvergence:仅用于瞬态分析,内循环(coefficientsinnerloops)求解监控文件数据输出;未选中,仅输出时间步(timestep)监控数据;MonitorBalances(平衡性监控):Full:Mass(质量)、Momentum(动量)、其他平衡性输出求解

监控文件;None;MonitorForces(力监控):Full:壁面(wall)边界条件,Forces(力)、Moments(力矩)波动求解监控文件;None;MonitorResiduals(残差监控);Full:RMS平均残差、max最大残差曲线,输出至求解监控文件;None;MonitorTotals(总量监控);Full:流动(Flow)、源项(Source)总量(边界积分总量)监控,None;MonitorParticles(粒子监控):Full:拉格朗日粒子跟踪(LagrangianParticleTracking)模拟,力、力矩、源项数据,输出至监控文件;None;MonitorPointsAndExpressions(点变量、表达式变量监控):Option:CartesianCoordinates(点变量);CartesianCoordinates:坐标点;OutputVariables:变量;Expression(表达式变量):Expression Value (表达式):如0.5*areaAve(density)@Outlet;15、MeshAdaption(自适应网格):CFX自适应网格(meshadaption),仅用于单一计算域(Singledomain)、稳态求解(steadystate);域交界面(DomainInterface)、固体域(SolidDomain)、Ansys多场耦合计算,自适应网格不可用。Insert>>Solver>>MeshAdaption;

BasicSettings:1、 ActivateAdaption—RegionList(区域):——自适应网格重划分3D区域;2、 SaveIntermediateFile(保存中间文件)——用于每次自适应网格重划分,中间文件保存;3、 AdaptionCriteria(自适应准则):自适应分析步,满足自适应准则(adaptioncriteria)网格进行自适应重划分;(1) VariablesList(变量):网格单元,变量的最大变化率(maximumvariation)决定是否网格重划分;多个变量可选,以变化率最大为依据;(2) Max.Num.Steps自适应重划分最大次数;推荐1-5;(3) Option:FinalNumberofNodes(最终节点个数):不过5倍;MultipleofInitialMesh(初始网格乘数):乘数大于1.2;4、 AdaptionMethod(自适应方法):——SolutionVariation(求解变量变化率);MinimumEdgeLength(最小单元边长) 避免过度网格细化;SolutionVariation*EdgeLength;(求解变量变化率*单元边长);自适

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