《avl fire简单介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《avl fire简单介绍（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、AVL-FIRE V2008AVLFire 简介Fame 自动网格生成器FAME 里基于八叉树过程的自动网格生成工具可实现又快又稳定的网格生成。网格建立过程的算法对表面质量不敏感。只要表面的缝隙宽度不超过该处网格的大小，就不会影响网格的自动生成。FAME 也提供了一系列修补工具，可对不符合要求的 CAD 数据进行修正。CAD 数据一般通过 STL 接口读入。体网格则可以 SWIFT v2，Nastran，Ideas 和 Star-CD 的格式读入。网格种类和局部细化策略可由用户选择：可生成六面体，四面体或混合型网格，不同部分的网格可通过一一对应或任意交界面方式连接。一旦选定网格生成策略，网格建
2、成后带有用户定义的贴体网格层数以确保计算结果的高精度。FAME Advanced Hybrid 这种网格生成工具有自动识别模型大小的功能，能有效地处理局部结构尺寸差别很大的模型，如对于模型的某些比起其它部位要小很多的部位它能自动识别到，并作相应的网格细化。Fire 三维 CFD 流体力学模拟分析计算发动机三维流动分析软件可以求解最复杂的进气道流动、内燃机缸内流动和详细的喷雾燃烧现象等。从而指导优化进气道形状、燃烧室结构、喷射参数和排放物生成的降低等。该软件是集前处理，求解器和后处理于一体的软件包，在同一界面能实现三维流动分析的全过程, 有非常友好的用户界面。典型应用：a. 冷却水套冷却水套模拟
3、计算早已列入发动机开发过程的常规计算。对水套的优化分析包括：如何分区生成网格以便于调整气缸垫孔径大小，快速实现流量分布的优化；近壁网格层数的选取；FIRE 中有预设的针对水套的计算参数模板文件；在准确预测热传导方面，除有对流换热模型，还考虑某些局部的沸腾换热，同时与通用有限元软件可直接耦合以计算出准确的传热和温度场；先进的多相流模块使准确计算冷却水灌注的瞬态过程成为可能，这类模拟分析有助于预测水套中残存气泡的部位，以修改结构排除局部过热的隐患。b. 柴油机缸内喷雾燃烧由于柴油机多采用螺旋式气道，在能给出适当的初始涡流比，初始湍流条件的情况下对缸内流动燃烧分析往往可从进气门关闭开始，这样就可避免
4、在计算模型中包含进气道及气门运动，大大简化计算模型并缩短计算时间。针对不同规格柴油机设定初始条件等方面有大量的技术 know-how, 有些已写入手册，有些通过技术支持可确保用户获得。c. 参数化的燃烧室优化工具带有多个参数化的燃烧室结构供用户选择, 自动进行移动网格的生成,缸内瞬态流动喷雾燃烧的计算并自动生成对结果的分析报告。之后用户可直接在界面内改变燃烧室结构参数重新计算, 以实现对燃烧室形状的优化。d. HCCI 燃烧FIRE 领先推出 HCCI(均质压燃) 燃烧模型，国内已有用户成功应用 FIRE 进行直喷式汽油机 HCCI 燃烧研究，其论文于 2003 年初在 SAE 上发表。e.
5、发动机进排气系统由于采用先进的网格生成技术，静态进气系统的建模过程可在一小时内完成。排气管内除一般的流动传热分析外，FIRE 还有专门的尾气处理模块对三元催化转化器内的流动，传热及排放物的转化进行模拟计算。国内也有 FIRE 用户成功进行催化器 CFD 模拟和试验研究。流场分析的基本流程一、网格自动生成根据电池包内部流场的特点，我们一般使用 fame 的网格自动生成和手动划分网格，两者相结合基本上能完成网格划分。对于电池数量较少的模型（如下图）完全可以用网格自动生成功能来实现网格划分。下面介绍网格自动生成的流程：1）准备面 surface mesh 和线 edge mesh：要求：面必须是封闭
6、曲面，一般FIRE 中可以应用的是.stl 的文件，在 PRO/E,CATIA 等三维的造型软件中都可以生成；与面的处理相似的还要准备边界的线数据2）Hybrid assistant ,选择 start new meshing，分别定义表面网格 define surface mesh 和线网格 define edge mesh3）然后进入高级选项 fame advanced hybrid，在这里定义最大网格尺寸和最小网格尺寸，最大网格尺寸是最小网格尺寸的 2n 倍4）选择 connecting edge，一般在计算域的进出口表面建立 face selection，这样可保证 edge 处的网格
7、贴体，否则网格在几何的边角会被圆滑掉，另外还可以保证进出口面的网格方向与气流方向正交，有利于计算的精确性和收敛性。通过 add 添加上进出口的 selection 即可。5）点 Next 进入 refinement 界面，在 refinement 界面应当勾选 auto refinement，如果在计算域内有需要细化的区域，则在这些区域建立 face selection，通过 add 添加上所建立的 selection，同时定义网格细化的尺寸和垂直于此 face selection 的网格的延伸深度。6）点击 next，进入 OGL objects refinement 界面，一般不需要定义，
8、在下面的 use advanced settings 前打勾，激活高级设置选项7）点击 next，进入 keep/remove cells 界面，remove cells 可以减少网格生成数量而且对于表面模型有细缝的情况，应当选择 remove cells，此项功能相当域 FAME Hexa 中的 keep detail 的功能。点击 next 进入 transformations 界面8）此选项的应用可以参考 example 中的 intake port example 中transformation 的应用，这一功能主要是为了划分间隔距离较小的表面的。它的原理是先按照 transforma
9、tion 后的表面划分网格，再将这种尺寸的网格压缩和放大等等，保证表面的贴合。9）点击 next，finish 进入网格自动划分过程。二、网格划分工具的使用手动划分网格有多种形式，例如：可以在封闭的面框上生成面网格，再拉伸面网格得到体网格；可以将复杂实体分块，在每一块应用手动拉伸或网格自动生成得到体网格，再将这些分块的网格用 Join meshes 或 Arbitrary connect 连接；对于 2Dmeshing 还可以应用 interpolation 工具进行手动划分。下面将对一些重要的工具做解释：1、Mesh tools1）RefineRefine 功能用于网格的细化或粗化， Num
10、ber of closure levels 是指的细化程度。 2）Smooth网格的光滑性优化工具3）Modify 网格的平移，旋转和镜像等功能的操作4）Enlarge网格拉伸、扫描和旋转的工具，一般是对面网格的操作。5）Mapping网格映射工具，主要用于生成两体网格相贯部分。注意：mapping 的对象是 node selection，mapping 的网格一般是表面网格，先在体网格上 make surface。6）Connet网格连接工具，此功能常用。Join meshes 用于两网格贴合处节点位置一一对应的连接，Arbitrary connect 用于贴合处节点位置不对应的网格连接。注
11、意：网格连接操作后，要 confirm connect 操作，以消除重复的节点或连接面。2、surface tools1）Surface 面生成工具，Make surface 可在体网格上抽出面网格；Triangulation 可在体网格上生成三角面网格，也可将面网格转化成三角面网格；Center trangulation同上，得到的三角面网格2）Surface checks 检查表面网格质量3）Closed Surface用于补面，生成面的线轮廓等。先 Find boundary edges 得到空缺面的轮廓，再进入 triangulate closed edges 选项生成三角形网格的面。
12、4）Orientate Surface用于更改面网格方向的，一般应保证面网格内外表面方向一致3、edge tools1）Auto edges线网格生成工具，点选面网格，一般选择 closed edges，调整合适的参数即可生成2）manip edge可以对局部面网格进行生成边网格操作3）2d meshing四边形网格生成工具，先准备封闭的线网格，再选择 row adjustment delay即可生成规则的四边形网格。三、网格和几何信息工具划分完网格，一般先要检查网格质量，检查通过后才可以进行下一步工作。1、网格 check选择体网格即可激活 check 选项，所生成的网格应保证 requir
13、ed check 选项下所有的检查结果为 0. 2、Geo info检查网格的各个组成成分的数量以及几何表面面积和体积。同时可以检查节点之间的距离。四、流场分析求解器的设置1、边界条件入口及出口条件的选择（常规应用）：1）对于风道稳态计算，一般进口用流量，出口用静压或梯度为零；若是瞬态计算，往往进出口都采用压力边界条件，如果计算不易收敛，则建议进出口都采用流量（出口流量的值要改变符号）2）对于冷却水套一般进口定义流量，出口定义静压或梯度为零。 建议是有实测的静压值，这样有助于加快计算收敛。3）入口处湍流值的给定： 一般turb.ref.velocity处填入进口平均速度（可根据流量估算） %
14、of mean velocity一般填 1-10 % of hydraulic diameter一般填 5-10 这样 Turb.kin.energy 及下面两项都会由程序自动算出 一般来说，TKE 的值大一些对计算收敛有帮助2、流体物性和初始条件流体物性可预设为常量(空气, 流体或新物性), 也可用公式定义；如果有组分输运, 物性值会被重新计算 对于空气和可压缩气体 , 初始值被作为物性值, 气体状态方程用于更新三个变量 (压力,温度和密度 )中定义为 0 的那个。 如果它们都不为 0, 那么密度被更新；所有变量在全场的初始化可通过均匀初始化和势流场初始化来实现；对于瞬态计算，初始条件必须准
15、确给定，因为后续时间步的结果直接受其影响。 4、离散空间离散：计算边界值和导数 计算边界值：Extrapolate（外差）and Mirror（镜面对称）Mirror 对于边界网格质量不好的情况更为适用，可作为默认 选项，计算导数的方法：Least Sq. Fit（最小二乘法） and Gauss（高斯法） ，Gauss 作为默认 选项 Cell face adjustment: 动量方程的切向扩散项被法向扩散项的值制约，不建议用它作为默认选项因为如果这种限制在很多单元起作用,那么会影响能量守衡。但是，它对质量不好的网格计算有帮助 人工可压缩性（Artificial Compressibili
16、ty)实现了每个单元采用不同的时间步长 ，即不容易收敛的单元采用较小的时间步，而易收敛的单元采用较大的时间步，这样松弛因子可以加大 5、算法SIMPLE 这个算法是从离散的连续方程和动量方程里导出一个压力校正方程SIMPLE 和 SIMPLEC 的差别在于速度的更新方法不同；SIMPLEC 对于松弛因子的依赖较弱, 压力的校正甚至不需要下松弛；SIMPLEC 对于一些压力-速度耦合起的作用较大的应用会得到更好的结果. 而在一些有其他源项的情况下, 如较强的湍流, 喷雾, 燃烧时 SIMPLE 法算得会更好，SIMPLE 是默认的选项 6、湍流模型涡粘性/ 耗散模型（ k-e）：双方程模型，基于 Boussinesq 假设，隐含湍流是各相同性的，导致对复杂流动的模拟不够准确。优点是计算稳定性好，对计算资源的要求和花费低。适合工程应用。 k-f：四方程模型，精度和稳定性都较好，推荐使用，计算时间仅比 k-e 模型多 15%。7、壁处理标准壁函数 Stand
