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1、CFDRC软件介绍钟 诚 文 E-mail: 西北工业大学高性能计算研究与发展中心 西北工业大学航空学院流体力学系Date1西工大高性能计算研究与发展中心讲座目的技巧使用图形用户界面(GUI)操作CFDRC软件策划及进行基本的分析 (采用重叠网格和动网格 计算翼型、圆柱绕流和自由落体运动)知识介绍CFD-GEOM、CFD-FASTRAN以及CFD- VIEW的功能以及如何使用这些功能学习使用CFDRC解决流体力学问题的流程，掌 握其中的各种工具的使用Date2西工大高性能计算研究与发展中心CFDRC简介软件背景CFDRC的组成CFDRC的功能特点CFD-GEOM简介CFD-FASTRAN简介C
2、FD-VIEW简介CFDRC的一般解题流程Date3西工大高性能计算研究与发展中心软件背景CFD Research Corporation 是工程模拟和创新设计 的技术领导者. 其模拟包括了流体，传热，化学， 电子，生物和机械领域等多学科交叉领域。 在世界范围内该公司的软件产品和工程服务在 Semiconductor, Biotechnology, Fuel Cell, Plasma, Combustion, Propulsion, Materials, Defense, Aerospace, Automotive, Chemical, Electronics, Power Generatio
3、n, and Environmental industries 等领域内得到了广泛应用. 开发CFDRC的目的是在实现产品的过程中使用更 短时间和更低的成本将更好的产品投放市场. Date4西工大高性能计算研究与发展中心CFDRC的组成模块CFD-GEOM 物理和网格建模CFD-FASTRAN 流动、化学反应求解CFD-ACE 流动、传热、电磁CFD-VIEW 计算结果后置处理软件CFD-VISCART 全自动的笛卡儿网格生成器Date5西工大高性能计算研究与发展中心CFDRC的功能特点界面友好，功能强大，操作简单能够解决复杂流动、化学反应、多相 流、动态过程等复杂的问题网格生成方法简单，生成
4、网格质量可 调节，可以很快的在原有的模型的基 础上调整网格的疏密改善网格的质量优秀的解算器能够很好的适用于网格 的重叠和移动，求解精度高，还可控 制求解的稳定性后处理功能可以输出多种专业的流场 图像和动画Date6西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM简介Easy-to-Learn, Easy-to-Use Graphical User Interface with highly intuitive point & click operation Extremely fast and efficient multi- block structured, unstructured, hy
5、brid, and body-aligned polyhedral mesh generation Numerous controls for specifying local mesh density and global grid quality Date7西工大高性能计算研究与发展中心Automatic mesh updates after geometry or mesh modification Unlimited undo/redo capability Extensive geometry import capabilities via SAT, IGES, and other
6、formats Numerous tools for creating geometries from scratch and cleaning up dirty geometries imported from other CAD systems Scripting and journaling （脚本和日志文件）CFD-GEOM简介续Date8西工大高性能计算研究与发展中心CFD-FASTRAN简介CFD-FASTRAN是 CFDRC公司 专门为航空航天应用所设计的可 压缩流动的解算器。 CFD-FASTRAN是当前所有为航 空航天设计的计算流软件中位于 前列的软件。它采用了多种动网 格技
7、术，可以模拟绝大多数复杂 的航空航天中涉及的各种问题， 比如导弹发射、机动和多级脱离 ，飞行器飞行动力学及所载各种 弹体的发射过程研究。Date9西工大高性能计算研究与发展中心CFD-FASTRAN简介续CFD-FASTRAN 具有挑战性的功能是将基于 密度的可压缩欧拉方程和N-S方程同多体运 动动力学、有限反应率化学和非平衡传热学 耦合起来，解决一系列极为复杂的航空航天 问题。Date10西工大高性能计算研究与发展中心CFD-VIEW的特点Object-Oriented Interface, very easy and intuitive Fast manipulation of large
8、 data sets, taking advantage of 3D graphical hardware Structured, Unstructured/Hybrid (mixed element), Polyhedral mesh data sets Date11西工大高性能计算研究与发展中心CFD-VIEW的特点续Many graphical features such as IJK computational planes and lines, XYZ cutting planes and lines, iso-value surfaces and curves, particle
9、tracingCFD Function Calculator with extensive array of pre-calculated and user defined functions Interactive Point and Line Data ProbesDate12西工大高性能计算研究与发展中心CFD-VIEW的特点Transient animation of Liquid Spray/Particle Data Annotation/Presentation Capabilities Interactive Animation and movie recording Data
10、 set translation, rotation, and mirroring Date13西工大高性能计算研究与发展中心CFD-VIEW的特点-续Seamless integration with CFDRCsCFDRCs flow solvers and other software via CFD-DTF. Support for Plot3D, Spray, STL, TAB and other input formats Variety of output formats (RGB, BMP, PPM, GIF, MPEG, PS, EPS) Date14西工大高性能计算研究与发
11、展中心使用CFDRC的一般解题流程对物理模型进行外形和流动状况分析使用CFD-GEOM建立物理模型并划分网格导入CFD-FASTRAN设置流动状态进行求解将求解结果导出到CFD-VIEW进行后置处理Date15西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM培训使用CFD-GEOM建立简单的模型*16西工大高性能计算研究与发展中心目标学习完本节后，学员应该能够进入CFD- GEOM,并使用CFD-GEOM的GUI操作 CFD-GEOM.Lesson A. 启动CFD-GEOM1-1. 启动CFD-GEOM软件Date17西工大高性能计算研究与发展中心目标（续）Lesson B. 基本的交互操作1
12、-2.进行如下的GUI交互操作: a. 在主菜单中进行菜单选择 b. 在主菜单中调用子菜单 c. 在输入窗口中键入信息1-3.操作对图像区域进行Pan, Zoom, RotateDate18西工大高性能计算研究与发展中心学习目标(续)1-4.演示图形拾取功能:a. 图形拾取的方法b. 显示拾取菜单（从列表中选择） c. 演示在图形拾取中各鼠标键的功能Lesson C. 帮助系统1-5. CFD-GEOM帮助系统所包含的内容:a.进入帮助系统.b.查找版本信息.Lesson D. 退出CFD-GEOM1-6.退出CFD-GEOM程序.Date19西工大高性能计算研究与发展中心Lesson A.
13、启动CFD-GOEM在Windows NT环境下 ，通过开始菜单选择 CFDRC/V2003/CFD- GEOM启动CFD- GEOM软件在Linux环境下，在命 令行中输入： /paths/CFDRC/V2003/ CFD-GEOM.exe，其 中paths为CFDRC软件 的安装目录Date20西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的图形用户界面（ GUI）Date21西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的绘图工具栏共有三个大的选项和若干子选项大选项为：几何、拓扑和网格其中几何选项下有点、直线、圆弧、 椭圆、曲线、面、体、环、移动、旋 转、投影、相交、截断、缩放和计算 子
14、项拓扑选项下有组面创建、域创建和拓 扑检查网格选项下有结构线网格、非结构面 网格、结构面网格、四面体网格、棱 型网格和结构块网格Date22西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的工具条文件操作（新建模型、打开模型文件、保存文件和 另存为）编辑操作（剪切、复制、粘贴、删除、撤销和重做 ）视图操作（远景视图、平行视图，前视图、后视图 、左视图、右视图、上视图、下视图）视图属性（颜色、显示关闭坐标系、设置旋转中心 ）脚本操作（编辑Python脚本、运行最后一个脚本）Date23西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的视图工具条2图像只显示轮廓用网格显示表面用阴影显示表面显示隐藏网格
15、均匀阴影显示光滑阴影显示隐藏显示曲线显示隐藏边界网格Date24西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的工具条3屏蔽显示点、直线、曲线、面（face）、环 （loop）、边界、网格关联边界、表面（ surface）、块（block）、组面、域，全部显 示和全部屏蔽画点工具（前面的箭头为开启鼠标直接画点 功能）Date25西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的工具条4旋转、缩放视图层网格显示边界条件和体积条件打光效果 Date26西工大高性能计算研究与发展中心CFD-GEOM的状态栏显示当前选中的对象显示当前鼠标点所在的坐标Date27西工大高性能计算研究与发展中心绘图工具几何点点击create point-point，在工具条3右面的编辑 框内输入要创建点的坐标值（格式为 ，中 间为空格）或者点击编辑框前面的箭头为白色，然后用鼠标 在屏幕上需要画点的地方点击鼠标左键按鼠标中键或者点击绘图工具栏的弹出对话框中 的apply即创建了新的点 *注：在CFDRC软件中，鼠标中键一般的功能就是 确认，相当于apply Date28西工大高性能计算研究与发展中心绘图工具几何画点的工具除了直接画点以外还包括：偏移点、 中心点、交点（线-线和曲线-面）、最近点（曲 线-曲线）和直线-面的交点线画直线 选取两个已经存在的点，点击apply按钮或者鼠标中 键
