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1、计算流体力学计算流体力学 ComputationalFluidDynamics教师：王辰学期：2012-2013学年第2学期13.商业计算流体力学软件班级：研究生2012213. 商业计算流体力学软件商业计算流体力学软件内容提要计算流体力学计算流体力学 CFDCFD3PHOENICS有限体积法开放性CAD接口应用广算例多4CFX前处理模块:ICEMCFD基于有限元法的有限体积法旋转机械5STAR-CD集成了前处理、求解器、后处理模块非结构化网格求解器复杂区域的适应性好汽车工业6FIDAPFluidDynamicsAnalysisPackage有限元法流固耦合Velocity contour p
2、lot7Airpak模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热、污染和舒适度快速建模准确求解易学易用8Fluent功能最全、使用最广基于有限体积法提供非常灵活的网格特性多种边界条件用C语言编写用户界面可以被自定义、优化和扩展前处理软件：GAMBITICEM-CFD9FLUENT历历史史2008年6月6起，ANSYS CFD 12.0 发布 10关于关于ANSYS CFDFLUENT12和以前的版本相比功能进一步增强。FLUENT12的流固耦可以直接读入结构分析软件（ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、PATRAN、IDEAS）的模型文件，并直接将流场的数据插值到结构模型中。因此，新版本的FL
3、UENT不需要借助任何第三方软件就可以完成工程上常用的单向流固耦合。在FLUENT12中，已经加入了原来CFX软件中特有的转捩模型，提供最恰当、最丰富的物理模型库。FLUENT12在并行方面也有很大改进，目前可以处理数目达到7亿网格的模型，同时多机之间分配网格更快速，并行时读写速度更快。FLUENT12在求解器的稳定性方面有了很大的改进，并提供了更强的后处理能力，全面提升了Fluent软件的功能。FLUENT12除了继承FLUENT固有的菜单界面以外，也融合了ANSYS系列软件的用户界面特色，增加了工具栏、模型树和图形界面，使用起来更加方便。11关于关于ANSYS CFDANSYSCFD13.
4、0:将采用CutCell网格技术，这是一种对复杂三维几何自动生成以六面体为主的通用网格技术；并且，虚拟边劈分技术，将让用户通过手工操作产生更均匀或更易控制的网格。ANSYS方面技术专家还表示：“ANSYS13.0包括许多新的改进的湍流模型，能够更精确的捕捉物理现象。同时网格替换和重新划分功能可以用更好的网格质量来提高计算精度。此外，ANSYS13.0增加了一些多相流模型，能满足用户更多的需求，并提供了更大的可信度和精度”。2011年3月7日起，ANSYS CFD 13.0 新产品发布 12Fluent软软件构成件构成Fluent作为一个求解器，提供的功能：导入网格模型、选择物理模型、施加边界条
5、件和设置材料特性、求解和后处理。支持Gambit、Tgrid、prePDF、GeoMesh及其他CAD/CAE软件包。1314Fluent计计算算结结果果Fluent工程实例15Fluent工程工程实实例例16Fluent工程工程实实例例17Fluent工程工程实实例呼吸例呼吸过过程程18RNG k 模型模拟的风压系数云图及流线 SST k- 模型模拟的风压系数云图及流线 Fluent工程实例建筑后台阶19Fluent适适应对应对象象用非结构自适应网格求解2D或3D区域内的流动；不可压或可压流动；稳态或瞬态分析；无粘、层流和湍流；牛顿流体或非牛顿流体；热、质量、动量、湍流和化学组分的体积源项模
6、型；各种形式的热交换，自然/强迫/混合对流、辐射热传导；惯性（静止）坐标系或非惯性（旋转）坐标系模型；多重运动参考系，滑动网格界面，转子定子相互作用的动静结合模型；20化学组分的混合与反应模型，包括燃烧子模型和表面沉积反应模型；粒子、水滴、气泡等离散项的运动轨迹计算，与连续项的耦合计算；相变模型（如熔化或凝固）；多相流；空化流；多孔介质中的流动；用于风扇、泵及热交换器的集总参数模型；复杂外形的自由表面流动。21Fluent使用的文件使用的文件类类型型Grid（网格文件）.Mshn节点坐标及节点之间的连接性关系；Case（案例文件）.casn网格、边界条件、解的参数、用户界面和图形环境的信息；D
7、ata（数据文件）.dat:n各网格单元的流场值及收敛的历史记录（参差值）；22Fluent分析方案分析方案1.决定CFD目标；2.选择计算模型；3.选择物理模型；4.决定求解过程。23Fluent求解步求解步骤骤1.使用网格；2.选择求解器及运行环境；3.确定计算模型；4.设置材料特性；5.设置边界条件；6.调整用于控制求解的参数；7.开始求解；8.保存、显示、改善求解结果。24Fluent操作界面操作界面25弯管混合模弯管混合模拟拟26在在Workbench中建立模中建立模拟拟工程工程建立分析文件目录：如ElbowMixer。打开ANSYS13.0Workbench。双击FluidFlow
8、（FLUENT）形成新的FLUENT流体分析系统。2728在在DesignModeler中中创创建几何体建几何体IntheANSYSWorkbenchProjectSchematic,double-clicktheGeometrycellintheFluidFlow（FLUENT）analysissystem.ThisdisplaystheANSYSDesignModelerapplication.29创创建几何体建几何体CreateanewplanebyselectingYZPlanefromtheTreeOutline,thenclickingNewPlanefromtheActivePl
9、ane/Sketchtoolbar,nearthetopoftheANSYSWorkbenchwindow.SelectingYZPlanefirstensuresthatthenewplaneisbasedontheYZPlane.30创创建几何体建几何体IntheDetailsViewforthenewplane(Plane4),setTransform1(RMB)toOffsetGlobalX,andsettheValueoftheoffsetto-8in.31323334353637创创建管道建管道38394041指定流体区域指定流体区域42关关闭闭DesignModeler4344划
10、分网格划分网格4546命名各种命名各种边边界界设置大管道进口：用选择大管道进口面；点击右键，选择CreatNamedSelection选项。命名为：velocity-inlet-large。474849设设置其他置其他边边界界小管道进口（velocity-inlet-small）出口（pressure-outlet）对称面（symmetry）50515253设设置网格划分参数置网格划分参数在OutlineProjectModel(A3)选择Mesh；在Size中设置UseAdvancedSizeFunction为On:Curvature;在Inflation中设置UseAutomaticTet
11、Inflation为ProgramControlled。54555657生成网格生成网格在Outline中右键选中Mesh，选择Update。585960启启动动Ansys Fluent6162通用通用设设置置63改改变单变单位位64检查检查网格网格质质量量65设设置求解模型置求解模型666768设设置流体性置流体性质质697071设设置求解区域置求解区域7273设设置置边边界条件界条件747576小小进进口口边边界条件界条件77出口出口边边界条件界条件78监监控器控器设设置置79初始控制参量初始控制参量80求解求解质质量量检查检查81实实施施计计算算8283结结果分析果分析8485868788打开后打开后处处理工具理工具双击Results。89909192
