02、FLOW_3D V11充型凝固分析幻灯片

1、FLOW-3D v11 高压铸造-充型分析训练课程,1,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header t time.,at free surface in the bulk,HPDC(Mg alloys),氧化渣模型,39,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,重力模型,案例采用 CGS （cm g s）单位，重力加速度数值由SI（m kg s） 9.8的放大100倍,40,Conferen

2、ce Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,热传递模型,由于充型时间较短，与模具接触时间很短，模具传热层很小，因此可以忽略模具内的热传导，你可以使用 Uniform component temperatures 若不想简化处理，考虑模具的热传导，那么需打开Full energy equation计算+Maximum Thermal penetration depth。 Implicit隐式解可以加快求解时间,41,Conference Name EDIT in ViewSlide

3、 Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,基于半无穷域的一维热穿透解(1-D heat penetration solution),Maximum Thermal penetration depth计算公式1,其中 为固体热扩散系数 =/( Cp) 为固体的导热率 Cp为固体密度*固体的比热 t 为接触时间 为热穿透深度,42,FLOW-3D v10.1 Hydraulics Training,January 1, 2013,Maximum Thermal penetration depth计算公式2,输入模具材料属性和充型时

4、间，即可算出最大热穿透深度=0.0056 m,43,FLOW-3D v10.1 Hydraulics Training,January 1, 2013,比较有无设定热传影响层的热传方程计算,考虑整个模具 -400万激活网格 -CPU: 26 小时,热影响深度为 5 mm -652,000 激活网格 -CPU: 10 小时, 效率提升 60%,44,FLOW-3D v10.1 Hydraulics Training,January 1, 2013,凝固模型,此时打开凝固模型，考虑充型过程是否有缺料和局部过早凝固。 考虑液态和固态的金属与模具具有不同的对流换热系数。,45,Conference N

5、ame EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,粘度模型,充填过程模具内的金属流动通常雷诺数较高 ( 20,000) ，因此一般视为紊流流场 在五种模式中，推荐使用RNG紊流模型,46,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.5. 导入金属材质,选择相应的材料，并点击加载即可,47,Conference Name EDIT in ViewSlide Ma

6、ster / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,流体可压缩性，可缩短时间，但是会有风险（如果充型时间过短，压力过大时，流体会无法填入型腔）。 如果不想承受风险，Compressibility维持“0”就可以了。,48,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.6. 导入模具材质,选择相应的材料，并点击加载即可,49,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / I

7、nsert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,设定模具温度及热传递系数,液态金属与模具之间的热传递系数,固态金属与模具之间的热传递系数,模具初始温度,50,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.7. 边界条件,每个Mesh Block下方都有边界条件。 从上图中可确认速度从Z Max平面进入，沿着负方向进料，更改为速度边界条件，并设置时间与速度关系。,51,Conference Name EDIT in View

8、Slide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,1,2,3,选择速度边界条件后，填入速度向量大小以及料温温度,52,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.8. 流体初始条件,激活初始条件菜单,定义初始金属液 利用Fluid region定义初始化金属液，利用limiter 限制 设置初始金属液温度,53,Conference Name EDIT in ViewSlide Master

9、 / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,以Favor检查型腔及金属液,若看到蓝色的金属液，请调整左上角的Transparency透明度,54,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.9.加排气点,注意：点的坐标必须在型腔内部。 Valve loss coefficient 损失系数可以通过计算公式算出 若含有多个排气道，那么就要设置多个排气valves,1,2,3,55,Conference Name

10、 EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,：空气的密度 A：排气道截面积 C：通常等于0.5 Y ：通常等于1.0 其中损失系数的单位为 L3.5/M0.5,损失系数计算公式,56,FLOW-3D v10.1 Hydraulics Training,January 1, 2013,2.10.数据输出,若需输出流场更多细节，如以每填充率1%输出资料。 常需要输出的数据有金属温度/速度/空气压力/固相率/氧化渣/卷气/模具温度等,57,Conference Name EDIT in ViewSl

11、ide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,2.11.数值选项,给定初始时间步和最小时间步。 软件会根据收敛情况自动调节步长大小,58,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,3.1 执行分析,完成设定后，回到Navigator下。 点选分析项目，按下鼠标右键后，最上方两个执行项就是执行FLOW-3D。 PreprocessSimulation：检查各项参数是否正确 RunSimulati

12、on：先检查各项参数是否正确，正确无误后开始执行分析。 通常会先执行PreprocessSimulation，确定参数无误后，再执行RunSimulation（除非设计人员确认自己设定的参数完全没有问题）。,59,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,Warning & Errors：记录在分析过程中的警告讯息与错误讯息（警告讯息不需理会；程序万一不正常停止，才需要检查错误讯息） Restarts times：程序在迭代计算时，如果需要重新以较短的时间间距计

13、算时，会在Restart times内记录重新计算的时间点。 Status / Restart data / History data：程序执行过程中，如果需要实时取出相关信息，可点选这三个icon，FLOW-3D会实时记录这三个时间点的相关数据。,60,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,Runtime option,FLOW-3D执行过程中，操作人员仍然可以更改prepin档内部的numerics选项以调整计算方式。 FLOW-3D V10以前的版本，

14、在执行Runtime option前必须先将程序暂停（Pause），等设定完成后按下继续执行（Resume），程序才会根据新的设定计算。 FLOW-3D V10以后（包含V10），Runtime option内的数值一旦修改，程序会实时根据修改后的数值计算，不需要再暂停。,61,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,Pause：暂停计算 Resume：接续计算 Terminate：强迫终止计算,62,Conference Name EDIT in ViewS

15、lide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,End of calculation at t = XXXX cycle =XXXX：程序计算完成 No accessible emptycells：没有空的网格可供填入（充型分析，程序于fill fraction = 1.0时停止计算） Elapsed time (seconds) = XXX：程序运行时间（秒数） CPU = XXX：CPU运行时间（如果是双核，数值则是上方秒数X 2）,63,Conference Name EDIT in ViewSlide Master

16、/ Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4. 载入结果和分析结果,软件提供两种后处理功能 软件自带的后处理 Flowsight 后处理,64,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.1 软件自带后处理,选择结果，并输出所需数据 软件可以输出文本/曲线/二维/三维,65,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer /

17、Apply All,2020/6/23,显示3D结果,选择输出金属或气体,选择输出变量,选择输出时间秒数,STL型腔载入,66,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,标准输出金属液体+卷气结果,1,2,3,4,5,6,7,8,67,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,颜色标尺和时间帧显示,68,Conference Na

18、me EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,点击Tools菜单中“Option” 复选color scale，将Min /Max的数值填入固定最大/最小值。,修改颜色标尺的上下限,69,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,型腔透明度,70,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header

19、& Footer / Apply All,2020/6/23,动画输出(Fullscreen Capture),1,2,FLOW-3D可以将结果制作成avi动画。先点选第一个时间点，如左图所示。 接着选择 Tools / Animation / Fullscreen Capture FullScreen：代表右下角整个图片的区域全部抓取 Rubberband：用户指定抓取的区域大小,71,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,输出路径及文件名修改,文件名以及

20、路径可以根据用户的需要进行修改（文件名采用英文及数字的组合）。 Frame rate的数值改小一些（预设为10）。Frame rate数值越小，动画播放的速度越慢。一般而言填入数值67对于问题判断的效果就非常好。,72,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,Microsoft video format,完成档案输出,当avi文件完成后，程序会询问是否要对该avi档进行压缩，建议选择Microsoft video格式，这种格式的avi文件不大,73,Confe

21、rence Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,选择结果文件 复选 selected 数据 选择isosurface 和color by,4.2 Flow sight 后处理,74,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.2.1 型腔内空气压力分布,75,Conference Name EDIT in ViewSlide Master /

22、Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.2.2 铸件温度分布,76,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.2.3 速度分布,77,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.2.4 卷气分布,78,Conference Name EDIT in ViewSlide M

23、aster / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,4.2.5 氧化渣分布,79,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,高压铸造-凝固分析,80,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,1.1 接续分析Restart Simulation,先完成一组充填分析，然后将充填分

24、析的结果转至Restart Simulation，执行接续分析,变更档名后，选取下方的 Check all，将所有的图档从充填分析的项目中复制到凝固分析的项目内。,此处可填入凝固分析的项目名称。,81,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,1.2. 调整Finish time & Solidification,Finish time设定为50 Finish condition设定为 Solidification / Solid fluid fraction

25、= 1,82,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,1.3.Physics,取消Air Entrainment & Surface Defact Tracking,由于这个prepin档是从原本充型分析的档案复制过来的，因此大部分设定不需要调整。 只需要取消卷气与表面缺陷追踪设定，以及调整凝固分析选项。,83,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,Solidification,开启Rapid ShrinkageModel， 计算缩孔的形成位置 高压铸造，记得开启interdendritic feeding only,启动 Microporosity Model (缩松计算),84,Conference Name EDIT in ViewSlide Master / Insert Header & Footer / Apply All,2020/6/23,1.4. 边界条件全部变更为 Wall,Wall的温度填入（