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1、AVL Fire软件的使用教程点1.Number of closure levels是指的细化程度。2.准备stl 文件（Pro/E 模型save as） 0-3 天 取决于CAD 模型的好坏 建立2D 初始拓扑网格 4 天 用MSC/Patran 或Hypermesh 产生3D 初始拓扑网格 半天 用MSC/Patran 或Hypermesh 用FAME 完成网格 1 天 AVL FAME 检查调整网格质量（付体积、雅可比等） 半天 AVL FAME 修正坏单元( 分成四面体单元等方法) 半天 用MSC/Patran 或Hypermesh。这是AVL 进行项目分析时的一个参照时间。由于后期可
2、能会进行1020 个改动方案的计算，以便确定最优方案，所以只要在原初始拓扑的基础上稍加改动，便可产生新的优质网格，大大缩减改动方案的网格划分所需时间。同时由于六面体的计算机资源也占用得少，计算速度也快，大大加快了项目的分析进度。工程师可把主要时间用于接触定义、边界定义和结果处理等，将精力集中在优化设计方案的分析和筛选上。可用MSC/Patran 或Hypermesh 做初始拓扑，网格能匀称地跨越几何表面为佳（一般网格节点离表面2mm 左右）.用于EXCITE 悬置振动响应计算的整机网格，控制在1 万单元以内；EXCITE 噪声计算的网格控制在5 万单元以内，可使用与壳单元的联合网格。静力分析（
3、变形和应力）中，切割出CAD 模型的分析区，比如：可以是半个缸体，也可以是整个机体裙部和油底壳等，由分析目标而定。根据结构做不同拉伸方向的拓扑，最后完成的网格一般可控制在80-100 万以内。3.网格质量的检查过程与注意的问题：1】在工作域上选择体积网格。2】在FH 应用工具栏的info 中选择Checks。3】Required checks 这一栏里的选项是必须要检查的，选择上所有的选项，如下图所示，在Recommended checks这一栏中是推荐用户进行选择的。最后选择check。 注：在Required checks这一栏中所有选项的数目一定要为0。4】选择Cancel,退出。5】选
4、择File | Save，保存文件。4. Skewness 定义为skew =（理想网格的体积-网格的体积）/理想网格的体积理想网格为等边网格，它与我们进行检查的网格具有相同的外接圆半径。Skewness 的检查主要是针对四面体网格(skew=0:等变, skew1:长条形)。小的六面体网格(FAME网格的边界层) skewness 值不好。5. 对于质量不好的网格，可以采用修复工具进行修复，方法如下：在工作域选定体积网格。从应用工具栏中选FH-MeshTools-Smooth。选择Volume Optimizer 并在Iterations 处输入3。选择Smooth 开始优化。6. 2Dre
5、sult 的信息以二进制的格式存在.fl2 文件中，我们可以通过以下步骤进行察看：在目录上，选择2D Results，点击鼠标右键在子菜单中选择View。或者在SG 应用工具栏中选择2D Results。下图显示的就是一个典型的2D 输出。发动机模拟的参数设置7. 目前适合用内燃机工程应用，我们推荐k d f模型，它所计算的湍流场更准确。8.对于柴油机没有直接的模板可以选择，我们可选择Gasoline_DI。9. 对于柴油机的部分模型，由于只计算高压循环，所以起始角是进气门关的时刻。关闭角是排气门开的时刻。10. 时间步长一定要精心控制，对计算的稳定性和精确性都会有影响。在计算的开始时刻，收敛
6、性差，应该采用较小的时间步长使计算稳定，随着计算的进行，时间步长可以逐渐加大。整个压缩冲程最大可以使用2度。喷油开始前需将步长调小，喷雾阶段使用0.2度的计算步长，本例由于是两次喷射，在两次喷射间期使用0.5度步长。燃烧过程可以使用0.5或者0.2度进行尝试膨胀过程计算步长可增加到1度11. 柴油机的部分模型整个计算过程气缸是闭口系，边界的类型一般都是wall，直接设置壁面温度即可。12. 柴油机的部分模型，为保证中心网格是六面体，在中心处形成的面，设置为对称边界。13. 湍流长度尺度，取气门最大升程的一半。14. 涡流强度的计算是使用试验测量的平均涡流比乘以发动机转速其方向是采用旋转轴上两个
7、点的坐标的差值进行确定的。15. EGR mass fraction：初始时刻缸内的残余废气系数16. EGR composition：混合燃烧生成这种废气的空气和燃油之间的比例，其定义是过量空气系数的倒数17. 松弛因子的设置可以采用左图的设置：在计算刚开始的时候或者喷雾燃烧的时候可适当将动量Momentum和压力(Pressure)的松弛因子调小为动量(0.4)，压力(0.1)18. 2D结果（2D result）的输出一定要激活，可以得到缸内的平均压力和温度等数据 backup文件：建议在喷射时刻前(比如提前1度）一定要输出一个backup文件，以便在以后对喷雾和燃烧模型进行调整的时候可
8、以从喷射前的某一时刻restart，以节省计算时间。19. modules部分设置：物质输运模块只需要选择standard模式即可20. Spray模块，solver的选择：Coupling flags 里除了TKE和dissipa -tion其他必须激活。这些选项决定了parcel和主流体之间的物理量的相互作用21. 碰壁模型Wall Interac -tion Model：与wall jet相比左图中的前三个模型均可以模拟飞溅的现象，故可以模拟油滴与壁膜之间的质量交换。可以考虑干湿壁面，粗燥光滑壁面的影响。几种模型的对比和模拟现象的不同请参考下图22. SPRAY： 蒸发模型Evapora
9、tion Model1）Dukowicz: 认为传热和传质过程是完全相似的过程，并且假定Lewis数（热扩散系数与质扩散系数的比值）为1。计算油蒸汽的物性参数（比热，粘性等）所对应的温度采用1/2法， 即是当地流体温度和液滴表面温度和的1/2。2）Spalding：Levis数仍为1，但是由于不再认为传热和传质是完全相似的，需要先求解温度的微分方程，才能求得液滴的新直径，因此需要迭代。3）Abramzon：需要迭代，但是不再有Lewis数为1的限制对于发动机运转条件下的燃油蒸发过程，三种模型没有明显的区别，由于Dukowicz模型不需要迭代，计算时间短，是推荐选项。23. SPRAY 破碎se
10、condary breakup：WAVE 可调整的参数不多，结果可靠，适用于多喷孔的柴油机FIPA和KHRT 模型使用的范围更广（其We数可以很小），适用于柴油机和汽油机TAB 模型不适用于柴油喷射，可以应用于低速的汽油喷射过程（空锥形喷射或者漩流喷射）HUH -GOSMAN适用于中等喷射压力的汽油机多孔喷射。24：SPRAY 破碎secondary breakup：WAVE C1：常数为0.61 决定液滴的稳定直径。计算中不做调整C2：影响破碎时间，其数值越小，破碎时间短，液滴的平均直径小，贯穿距小，是主要调整参数C3：1代表粘性流体，0代表无粘性流体C4： 为了使液滴在一进入流场时就有一定
11、的子液滴出现，可以使用C4和C5两个参数，C4代表的是子液滴的数目，数值越小，子液滴数目越多，但是过小的C4值，会因为子液滴数目过多，导致计算变慢。C5：进入子液滴的质量大小，C5值越大，子液滴所占据的质量越多C6：影响子液滴大小的分布，具体可参见下页C7，C8考虑喷射背压（即环境压力）对C1和C2的。修正：25. SPRAY 破碎secondary breakup： FIPAFIPA 基本思想是把液滴的分裂时间作为分裂过程的控制参数。当We1000时，采用WAVE模型，所以FIPA模型可以模拟从初次破碎到二次破碎的过程。C1：与WAVE中的C1相同，不可调参数。C2 C3：对破碎时间尺度的调
12、整（相当与WAVE的C2）即We1000时，所在网格的空置率0.99999时起作用，C3与之相同，适用于所在网格的空置率0.99999时。C4 C5：对破碎时间尺度的调整，应用于We0.99999时起作用，C5与之相同，适用于所在网格的空置1000时，相当于WAVE的C4。C8：当We1000时，相当于WAVE的C5网格的空置率气体所占体积/网格总体积26. SPRAY 破碎secondary breakup: KHRTKH：与WAVE的思想相同，即沿流动方向扰动波的不稳定增长形成的破碎RT：在液滴的迎风面方向当液滴的速度很快降低时在其驻点位置会形成扰动波，其不稳定增长形成的破碎，更适用于喷雾
13、初始时刻相对速度高，空气阻力大的情况下发生的破碎现象。液滴的破碎过程，是这两种现象持续竞争的结果，并且能够计算喷雾锥角KH instability RT instability。C1，C2：与WAVE的C1和C2意义相同。C3：调节破碎长度尺度，越大，长度尺度越大。在小于其长度的喷射距离中液滴只进行WAVE形式的破碎。C4：RT中调节波长的大小，其值越大，越不易发生RT形式的破碎。C5：RT中调节破碎时间，其值越大，破碎时间越长。C6，C7与WAVE中的C6和C7意义相同。C8：调整生成的子液滴其法线方向（垂直于液滴运动方向）的速度。27. SPRAY 破碎secondary breakup:
14、 TAB基于弹性力学理论，液滴在运动中受到的各种力的作用，从而使液滴本身如弹性体一样发生振动和扭曲。当变形到一定程度的时候，就会发生破碎。TAB模型可以自动计算喷雾锥角的大小。C1：影响第一次破碎发生的时间，负值表示会延迟，正值，其值越大，破碎时间越短。C2：子液滴直径采用Chi square分布的指数相，或者采用RosinRammler分布的指数。C3：0 Chi Square 1 RosinRamller。C4：调节子液滴SMD与母液滴直径的比值，其值越大，子液滴直径越小。C5：调节表面张力的影响程度，其值越大，破碎时间越长，是重点调整参数。C6：推荐值为0.5C7: 调节粘性力的影响程度
15、，其值越大，破碎时间越长。C8：试验证明与C5的关系为C8C5/24。C9: 调节子液滴的速度。28. SPRAY 破碎secondary breakup: Huh/Gosman流扰动破碎模型，其基本思想是认为射流内部的湍流扰动和气动力是导致液体分裂雾化的动因。C1：调节破碎长度尺度的因子，其值越大，破碎速率越大。C2：调整气动波长的因子，其值越大，波长越小。C3，C4：分别调整湍流时间尺度和气动力时间尺度的因子，其值越大，破碎速率会降低。C5：湍流长度尺度的初始值。C6：湍流时间尺度的初始值。C7，C8：相当于WAVE模型的C4和C5。29. Spray Injector 喷嘴设置：喷嘴子模型。Radial perturbation在目前的版本中不推荐激活Nozzle flow simulationDiesel Nozzle Flow 采用经验公式方法预测喷嘴的穴蚀，并对喷射速率和液滴直径进行修正：C1：喷孔入口倒圆的半径与喷孔直径的比值C2：喷孔长度和喷孔直径的比值，其影响穴蚀发生的位置C3：设置为0。考虑穴蚀的发生对喷射速率的影响，但是不修正液滴大小设置为1，同时修正液滴的大小推荐值：-30.进气管-进气流量massflow 进气温度 紊流状况tu
