‘壹’ ANSYS CFX流体分析及仿真的目录
目 录
第1章 流体流动分析概述 1
1.1 流体分析的发展 1
1.1.1 CFD的提出 1
1.1.2 CFD软件简介 2
1.1.3 流体分析的应用领域 3
1.2 CFX软件简介 4
1.2.1 Windows版本运行方法 5
1.2.2 并行计算 6
1.3 CFX与其他软件的数据交换 6
本章小结 7
第2章 CFX基本理论和方法 8
2.1 基本符号和变量 8
2.2 计算流体力学原理 11
2.3 ANSYS CFX中的湍流模型 12
2.3.1 k-模型 12
2.3.2 BSL k-模型 14
2.3.3 Shear Stress Transport模型 16
2.3.4 Reynolds Stress模型 16
2.4 壁面函数理论 19
2.5 多孔介质中的流动理论 22
2.6 表达式语言和命令语言 24
本章小结 31
第3章 网格生成 32
3.1 网格生成方法 32
3.2 以ANSYS ICEM划分网格 33
3.3 ANSYS ICEM CFD基本用法 36
3.3.1 模型接口 36
3.3.2 几何功能 37
3.3.3 自动网格编辑 39
3.3.4 生成拓扑 40
3.3.5 网格编辑 43
3.3.6 网格输出 44
3.3.7 操作控制树的使用 44
实例3-1 圆柱相交水槽的网格划分 45
3.4 以CFX-TurboGrid划分网格 54
实例3-2 涡轮网格划分 59
本章小结 64
第4章 稳态和非稳态模拟 65
4.1 稳态模拟 65
4.1.1 稳态模拟的设定 65
4.1.2 稳态模拟的输出 68
4.2 非稳态模拟 69
4.2.1 非稳态模拟的设定 69
4.2.2 非稳态模拟的输出 76
本章小结 77
第5章 物理定义CFX-Pre 78
5.1 CFX-Pre进行物理定义的前期工作 78
5.1.1 CFX-Pre窗口工具介绍 78
5.1.2 导入网格 79
5.1.3 操作控制 80
5.1.4 前处理主要功能 82
5.2 域 83
5.2.1 域前设定 83
5.2.2 域设定 100
5.2.3 子域 121
5.2.4 点源 128
5.2.5 共轭传热模拟 129
5.3 边界条件 130
5.3.1 基本设定 130
5.3.2 边界类型 131
5.3.3 入口边界设定 132
5.3.4 出口边界设定 139
5.3.5 开放式出口设定 142
5.3.6 壁面边界设定 145
5.3.7 对称面边界条件 149
5.3.8 初始边界条件设定 149
5.3.9 边界条件文件 151
5.3.10 域交界面 154
5.4 求解器控制 156
5.4.1 如何定义求解器设置 156
5.4.2 求解格式 157
5.4.3 时间步选择 158
5.4.4 时间尺度控制 158
5.4.5 收敛方案 160
5.4.6 逝去时间控制 160
5.4.7 固体计算域时间尺度控制 160
5.4.8 方程分类设定 161
5.4.9 高级设置和关键点 161
5.4.10 输出文件和监控 162
本章小结 163
第6章 数值求解CFX-Solver 164
6.1 激活求解器管理器 164
6.2 定义模拟计算 165
6.3 并行计算 168
6.4 工作界面 170
6.5 求解文件的输出 174
本章小结 175
第7章 后处理CFX-Post 176
7.1 CFX后处理工作界面 176
7.2 CFX后处理的工作流程 179
7.2.1 创建位置 179
7.2.2 创建对象 191
7.2.3 创建数据 201
7.2.4 报告工具和文件 208
本章小结 212
第8章 旋转机械前后处理 213
8.1 旋转机械前处理Turbo Pre 213
8.1.1 基本设置 213
8.1.2 组件定义 215
8.1.3 物理问题定义 216
8.1.4 交界面定义 218
8.1.5 边界条件定义 218
8.1.6 最后操作 219
8.2 旋转机械后处理Turbo Post 219
8.2.1 初始化 220
8.2.2 四种可用实体 220
8.2.3 旋转机械宏 223
本章小结 224
第9章 内部流动分析实例 225
实例9-1 弯管内气体的流动与
传热 225
实例9-2 静止混合器中的流动 242
本章小结 258
第10章 外部流动分析实例 259
实例10-1 物体周围绕流分析 259
实例10-2 自由表面流动模拟 279
本章小结 301
第11章 换热流动分析实例 302
实例11-1 带有共轭换热的流动 302
实例11-2 燃料管道辐射换热模拟 326
本章小结 343
第12章 非稳态分析实例 344
实例12-1 冶金用结晶器钢水液面
波动模拟 344
实例12-2 附加变量非稳态模拟
实例 374
本章小结 396
第13章 多孔介质和气固两相分析
实例 397
实例13-1 多孔介质模型案例
分析 397
实例13-2 气固两相流案例分析 418
本章小结 437
参考文献 438
‘贰’ 怎样通过cfx命令得到圆柱绕流仿真结果的升力和阻力
force_x()@cylinder /(0.5*Density*(Velocity *Velocity)*area()@cylinder )
Density和Velocity两个变量要自己赋值,或选入流处某点值
‘叁’ ansys cfx linux命令行提交命令流文件
cfx5solve -def model.def -par-local -partition 2
model.def改为你的输入文件名,另外如果cfx5solve的环境变量没设的话,要输入全路径
后面写的2指定并行核数
‘肆’ ANSYS cfx 在Linux系统上的命令行
在.def文件所在的同一个文件夹里编辑.pbs文件,然后键入或者粘贴以下.pbs代码中的命令(把我添加的注释删掉)进去,然后运行qsub test.pbs即可。
#!/bin/sh-f
#PBS-Ncfx_test%作业名称
#PBS-qbatch%作业序列
#PBS-lnodes=cu01:ppn=2+cu05:ppn=2%使用的节点和每个节点使用的核数,cu01需要换成实际的节点名称
#PBS-lwalltime=00:02:00%作业运行时间
##################################################################
#具体路径根据实际情况修改,或者(亲测)直接删掉这几行应该也能运行
source/opt/intel/composer_xe_2015/bin/compilervars.shintel64
source/opt/intel/composer_xe_2015.1.133/mkl/bin/intel64/mklvars_intel64.sh
source/opt/intel/impi/5.0.2.044/intel64/bin/mpivars.sh
########################################################cd$PBS_O_WORKDIR
cat$PBS_NODEFILE>/$PBS_O_WORKDIR/nodefile
input=test.def%所在目录下的.def文件
#注意修改cfx5solve的实际路径
date
#并行运行,串行将-start-method后改成"Serial",后面删掉。
nohup/opt/ansys_inc/v150/CFX/bin/cfx5solve-def$input-double-start-method"HPMPIDistributedParallel"-par-distcu01*2,cu05*2
date
exit
‘伍’ cfx无法手动停止怎么办
输入cfx5 stop的命令,并且运行。cfx是一种实用流体工程分析工具,适用于解决模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。它的优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。
‘陆’ cfx用的是Python语言吗
作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。算法上的先进性,丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX在结果精确性,计算稳定性,计算速度和灵活性上都有优异的表现。
除了一般工业流动以外,ANSYS CFX还可以模拟诸如燃烧,多相流,化学反应等复杂流场。ANSYS CFX还可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等软件配合,实现流体分析和结构分析,电磁分析等的耦合。
ANSYS CFX也被集成在ANSYS Workbench环境下,方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。
特色功能
先进的全隐式耦合多网格线性求解器
收敛速度快(同等条件下比其他流体软件快1-2个数量级)
可以读入多种形式的网格,并能在计算中自动加密/稀疏网格
优秀的并行计算性能
强大的前后处理功能
丰富的物理模型,可以真实模拟各种工业流动
简单友好的用户界面,方便使用
CCL语言使高级用户能方便加入自己的子模块
支持批处理操作
支持多物理场耦合
支持Workbench集成
客户价值
能拥有从几何到网格到流体计算及后处理的整体解决方案
前后接口丰富稳定,用户不用放弃原来熟悉的工具
支持多物理场耦合,满足实际工程流体模拟需要
能方便地加入自己编写的模型
‘柒’ cfx中的cel和ccl有什么区别
The CFX Command Language (CCL) is the internal communication and command language of ANSYS CFX. It is a simple language that can be used to create objects or perform actions in the post-processor. All CCL statements can be classified into one of three categories:
1.Object and parameter definitions, which are described in Object Creation and Deletion.
2.CCL actions, which are commands that perform a specific task (such as reading a session file) and which are described in Command Actions in the CFD-Post User's Guide.
3.Power Syntax programming, which uses the Perl programming
language to allow loops, logic, and custom macros (subroutines). Power
Syntax enables you to embed Perl commands into CCL to achieve powerful
quantitative post-processing. For details, see Power Syntax in ANSYS CFX.
CFX Expression Language (CEL) is an interpreted, declarative language that has been developed to enable CFX users to enhance their simulations without recourse to writing and linking separate external Fortran routines.
You can use CEL expressions anywhere a value is required forinput in ANSYS CFX.
CEL can be used to:
1.Define material properties that depend on other variables.
2.Specify complex boundary conditions.
3.Add terms to the solved equations.
You can also monitor the value of an expression ring the solutionusing monitor points.
从以上描述可以看出,
1.CCL只能用于CFX的后处理中,而CEL可以用在CFX的任何地方。
2.CCL不仅允许修改比较复杂的参数表达式,而且允许加入perl命令语言(相似于c语言的编程语言),是一种针对CFX的较基础、较底层的命令语言。利用CCL语言可以实现更复杂的边界条件处理、循环、判断等等。
3.CEL语言是一种开放程度有限的CFX二次开发语言,仅仅允许较低级别的二次开发,主要用于复杂变量的定义、边界条件的指定等。
‘捌’ CFX和Fluent有什么区别
一、开发公司不同
1、CFX:由英国AEA公司开发。
2、Fluent:由ANSYS公司开发。
二、软件优势不同
1、CFX:是一种实用流体工程分析工具,用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。
适用于直角/柱面/旋转坐标系,稳态/非稳态流动,瞬态/滑移网格,不可压缩/弱可压缩/可压缩流体,浮力流,多相流,非牛顿流体,化学反应,燃烧,NOx生成,辐射,多孔介质及混合传热过程。
2、Fluent:跟流体,热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。
三、计算方法不同
1、CFX:CFX采用有限元法,自动时间步长控制,SIMPLE算法,代数多网格、ICCG、Line、Stone和BlockStone解法。能有效、精确地表达复杂几何形状,任意连接模块即可构造所需的几何图形。
在每一个模块内,网格的生成可以确保迅速、可靠地进行,这种多块式网格允许扩展和变形,例如计算气缸中活塞的运动和自由表面的运动。
2、Fluent:Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。