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CFX-10 介绍. 讲座 1. CFX-10 介绍. CFD 分析的主要步骤. 创建几何. 划分网格. 物理定义. 数值求解. 后处理分析. 步骤 1: 创建几何 DesignModeler 或 从其他 CAD 软件导入 创建一个代表流体流域的三位实体 步骤 2: 划分网格 ICEM, CFX-TurboGrid 等 在创建的实体里面划分体网格 步骤 3: 物理定义 CFX-Pre 定义物理模型,材料属性和边界条件 步骤 4: 数值求解 CFX-Solver Manager 求解守恒方程,得出数值解 - PowerPoint PPT Presentation
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© 2005 ANSYS, Inc.
October 11, 2005Inventory #0022781-1 CFX 10.0
CFX-10 介绍CFX-10 介绍
讲座 1
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October 11, 2005Inventory #002278
1-2CFX 10.0
CFD 分析的主要步骤创建几何
物理定义
数值求解
后处理分析
CFX-10 介绍CFX-10 介绍
划分网格
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October 11, 2005Inventory #002278
1-3CFX 10.0
步骤 1: 创建几何 DesignModeler 或 从其他 CAD 软件导入 创建一个代表流体流域的三位实体
步骤 2: 划分网格 ICEM, CFX-TurboGrid 等 在创建的实体里面划分体网格
步骤 3: 物理定义 CFX-Pre 定义物理模型,材料属性和边界条件
步骤 4: 数值求解 CFX-Solver Manager 求解守恒方程,得出数值解
步骤 5: 后处理 CFX-Post 对数值结构进行量化和可视化分析
CFD 分析主要步骤CFD 分析主要步骤
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October 11, 2005Inventory #0022781-4 CFX 10.0
步骤 1: 创建几何步骤 1: 创建几何
DesignModeler 或其他 CAD
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October 11, 2005Inventory #002278
1-5CFX 10.0
创建或导入几何
创建几何创建几何
创建一个域,在其中求解流体的控制方程
ANSYS DesignModeler 可以被用来创建几何
可以生成一个或多个几何体
如果从别的 CAD 工具中导入几何,则可以不用 DesignModeler
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October 11, 2005Inventory #0022781-6 CFX 10.0
步骤 2: 划分网格步骤 2: 划分网格
ICEM or CFX-TurboGrid 等
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October 11, 2005Inventory #002278
1-7CFX 10.0
网格生成 网格生成过程实际上就是生成有
限体积或有限元的过程 CFX 可以读入四面体,六面体
,棱柱体和金字塔形的网格单元(或是它们中的任意组合)
整个网格由体网格和面网格组成 网格可以在不同的环节单独生成
,还可以从别的网格软件中直接导入
划分网格划分网格
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October 11, 2005Inventory #0022781-8 CFX 10.0
步骤 3: 物理定义步骤 3: 物理定义
CFX-Pre
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October 11, 2005Inventory #002278
1-9CFX 10.0
网格定义了需要求解的流体域 通过图标输入网格,并对网格进行操作 每一个输入的网格都存成一个单独的网格组。
向 CFX-Pre 里导入网格向 CFX-Pre 里导入网格
输入网格
指定区域的网格量化统计
编辑网格删除网格
编辑指定区域的输出格式
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October 11, 2005Inventory #002278
1-10CFX 10.0
工具条工具条
按照工具条上的图标从左至右执行,便可以定义您的模拟文件
根据您的具体案例,工具条上某些菜单不是必需的
您可以把鼠标放在图标上,系统会显示各个图标的功能用途
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October 11, 2005Inventory #002278
1-11CFX 10.0
Create ToolbarCreate Toolbar
对于最简单的案例,在输入完网格之后,下面几个选项是必需的
1. 创建域
2. 边界条件
3. 求解器控制
4. 输出结果文件
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October 11, 2005Inventory #002278
1-12CFX 10.0
工具条工具条
创建坐标系 – 如果默认的坐标系还不能满足要求定义模拟类型 – 稳态(默认)或瞬态创建域 – 定义流体域 / 固体域 / 多孔介质域属性创建子域 – 如果你需要在域中施加三维源(汇)创建点源 – 如果你需要在域中施加一个带源的点定义边界条件 – 定义在边界上的物理特性定义域交界面 – 用于周期性界面或者是多个域之间的连接界面定义初始条件 – 设定所有域的初始条件定义网格自适应标准 – 在求解过程中对网格密度进行自动调节设定求解器控制选项 – 定义控制求解器的各个参数输出控制及观测点 – 定义求解器输出的文件格式输出求解器文件 – 输出求解器文件( *.def) 并进入求解器
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October 11, 2005Inventory #002278
1-13CFX 10.0
域域
流体控制方程在该空间中求解 可以是流体,固体或多孔介质的域 域中需要指定流体 / 固体的种类 选择物理模型 :
湍流和传热模型 浮力模型 多相流模型 燃烧和辐射模型 粒子追踪 ……
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October 11, 2005Inventory #002278
1-14CFX 10.0
完整定义一个问题,需要设定边界条件 几何体上所有外部边界都需要设定边界条件 边界上的物理量的值可以是常数或 CEL 表达
式 没有被明确定义边界条件的外部边界上,系统
会赋给一个默认的边界条件 自动完成
所有的边界条件和网格区域在 CFX-Post当中都是可以观察到的
边界条件边界条件
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October 11, 2005Inventory #002278
1-15CFX 10.0
CFX 中共有五种基本的边界条件: 入口 : 只允许流体流入计算域 出口 : 只允许流体流出计算域 开放式 : 允许流体流出或流入计算域 墙 : 不允许流体穿越,法向速度为零 对称面 : 在域中特指对称的扁平面
边界条件(续)边界条件(续)
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October 11, 2005Inventory #002278
1-16CFX 10.0
CFX-5 求解器控制是通过设定求解器控制表中的参数来实现的 收敛控制
> 最大循环步数> 时间尺度选择
数值格式 收敛标准
> 最大或均方根残差 l> 守恒目标
求解器控制求解器控制
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October 11, 2005Inventory #002278
1-17CFX 10.0
CFX-Pre 输出一个“定义”文件 (.def) 供求解器运行 该文件里包含了运行模拟所需的所有数据信息(网
格和物理条件) CFX-Pre 把几何,拓扑和网格信息存储
在 .gtm 文件里,把物理条件信息存储在 .cfx 文件里 请保存好这些文件,以便将来在 CFX-Pre 里重新打开模拟文件做编辑修改
输出求解器文件输出求解器文件
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October 11, 2005Inventory #0022781-18 CFX 10.0
步骤 4: 数值求解步骤 4: 数值求解
CFX-Solver Manager
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October 11, 2005Inventory #002278
1-19CFX 10.0
求解器求解器
求解控制方程 设定求解器选项 通过批处理方式叠代求解控制方程 达到收敛,求解结束
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October 11, 2005Inventory #002278
1-20CFX 10.0
求解管理器主要用于 : 开始一个新的计算 , 或者设定多个计算 从以前的结果上重新开始一个计算 察看出错信息 设定并行计算 观察残差,总体平衡,设定监测点,表达式等
求解管理器求解管理器
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October 11, 2005Inventory #0022781-21 CFX 10.0
步骤 5: 后处理步骤 5: 后处理
CFX-Post
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October 11, 2005Inventory #002278
1-22CFX 10.0
CFX-PostCFX-Post
以图形化或量化的形式检查计算结果
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October 11, 2005Inventory #002278
1-23CFX 10.0
提供对结果量化和可视化分析的功能 典型的后处理功能包括:
创建各种定位目标(点,线,切割面等) 在定位目标上绘制可视化图形(等值线,矢量等) 在定位目标上检测表达式 为后续处理输出数据
CFX-Post 也提供针对旋转机械的专业处理模块
CFX-PostCFX-Post
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October 11, 2005Inventory #002278
1-24CFX 10.0
CFX-Post: 可视化CFX-Post: 可视化
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October 11, 2005Inventory #002278
1-25CFX 10.0
CFX 中的主要文件类型CFX 中的主要文件类型
CFX-Pre
CFX-Solver
CFX-Post
CFX-Pre case (.cfx) & GTM (.gtm) fileCFX Results File (.res)CFX Definition File (.def)Other mesh files
CFX Definition File (.def)
CFX Results File (.res)
CFX-Pre case (.cfx) & GTM (.gtm) file
CFX Definition File (.def)CFX GTM File (.gtm)
CFX Solver Output file (.out)