Fluent-卡門渦街算例流程解析課件

卡門渦街算例流程

卡門渦街算例流程

動(dòng)機(jī)自然界幾乎所有流動(dòng)都是瞬態(tài)的下列情況可以近似為穩(wěn)態(tài):忽略瞬態(tài)的脈動(dòng)引入整體的時(shí)間平均來消除瞬態(tài)影響CFD中使用穩(wěn)態(tài)方法的好處是更少的計(jì)算資源更容易后處理和分析許多應(yīng)用要求使用瞬態(tài)求解:氣動(dòng)（飛機(jī)、機(jī)車等）–渦脫落旋轉(zhuǎn)機(jī)械–動(dòng)靜干涉，失速，喘振,多相流–自由液面，氣泡動(dòng)力學(xué)變形域–內(nèi)燃機(jī)燃燒，投放瞬態(tài)換熱–瞬態(tài)加熱或冷卻動(dòng)機(jī)自然界幾乎所有流動(dòng)都是瞬態(tài)的瞬態(tài)流動(dòng)的根源自然發(fā)生的瞬態(tài)流動(dòng)由于流體中不穩(wěn)定性的增長或者非平衡的初場引發(fā)的瞬態(tài)流動(dòng)例如：自然對流，湍流渦，流動(dòng)波（重力波、激波）強(qiáng)迫瞬態(tài)流動(dòng)時(shí)間平均的邊界條件，源項(xiàng)引起的瞬態(tài)流動(dòng)例子：噴嘴的脈沖，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)靜干涉Kelvin-HelmholtzCloudInstabilityBuoyantBoxFallingIntoaPoolofWater瞬態(tài)流動(dòng)的根源自然發(fā)生的瞬態(tài)流動(dòng)Kelvin-Helmho瞬態(tài)CFD分析模擬指定時(shí)間內(nèi)的瞬態(tài)流場可以通過以下方法求解:穩(wěn)態(tài)解–流場不再隨時(shí)間變化時(shí)間周期解–流場形態(tài)隨時(shí)間脈動(dòng)重復(fù)出現(xiàn)目標(biāo)可以簡化為分析預(yù)定時(shí)間間隔的流動(dòng)自由表面流移動(dòng)的激波……抽取關(guān)心的變量特征頻率（如：斯德魯哈爾數(shù)）時(shí)間平均或/RMS值時(shí)間相關(guān)的參數(shù)（如，熱固體的冷卻時(shí)間，污染物的停留時(shí)間）特殊數(shù)據(jù)（快速傅立葉變換）瞬態(tài)CFD分析模擬指定時(shí)間內(nèi)的瞬態(tài)流場瞬態(tài)流動(dòng)模擬流程激活瞬態(tài)求解器設(shè)置物理模型和邊界條件允許設(shè)置瞬態(tài)邊界條件——UDF或分布文件指定初場最好用有物理意義的初場，如穩(wěn)態(tài)流場求解器設(shè)置，監(jiān)測設(shè)置設(shè)置動(dòng)畫和數(shù)據(jù)輸出選擇選擇時(shí)間步和最大迭代次數(shù)設(shè)定時(shí)間步數(shù)計(jì)算瞬態(tài)流動(dòng)模擬流程激活瞬態(tài)求解器激活瞬態(tài)求解器在General菜單下選擇Transient

按鈕:開始執(zhí)行迭代前，需要設(shè)置附加的控制求解器設(shè)置動(dòng)畫數(shù)據(jù)輸出/自動(dòng)保存選項(xiàng)激活瞬態(tài)求解器在General菜單下選擇Transien選擇瞬態(tài)時(shí)間步長在RunCalculation菜單中設(shè)置時(shí)間步長，tt必須小到能解析和時(shí)間相關(guān)的特征。確定每個(gè)時(shí)間步的最大迭代步內(nèi)能收斂時(shí)間步大致可按照下面公式估計(jì):也可以選擇能解析流動(dòng)特征的時(shí)間步（在指定脈動(dòng)周期的情況下）指定零時(shí)間步時(shí)迭代，求解器會(huì)僅僅在當(dāng)前時(shí)間步下收斂對許多瞬態(tài)流動(dòng)，PISO格式有助于加速收斂選擇瞬態(tài)時(shí)間步長在RunCalculation菜單中設(shè)置時(shí)瞬態(tài)模型選擇自適應(yīng)時(shí)間步長基于局部截?cái)嗾`差自動(dòng)調(diào)整時(shí)間步長可以通過UDF指定時(shí)間平均的統(tǒng)計(jì)在使用LES時(shí)需要使用在使用密度基求解器時(shí)，Courant數(shù)定義了:密度基顯式求解器的全局時(shí)間步長密度基隱式求解器的偽時(shí)間步長真實(shí)時(shí)間步長仍然必須在迭代面板中定義瞬態(tài)模型選擇自適應(yīng)時(shí)間步長瞬態(tài)流動(dòng)模型–動(dòng)畫必須在計(jì)算前設(shè)置動(dòng)畫動(dòng)畫幀在計(jì)算中寫出并存儲瞬態(tài)流動(dòng)模型–動(dòng)畫必須在計(jì)算前設(shè)置動(dòng)畫創(chuàng)建動(dòng)畫的其他方法另外一個(gè)創(chuàng)建動(dòng)畫的方法是利用ExecuteCommands可以通過文本命令或宏定義在預(yù)定的迭代步或時(shí)間間隔，執(zhí)行哪些操作這種方法在創(chuàng)建高質(zhì)量的動(dòng)畫結(jié)果時(shí)有用定義生成動(dòng)畫幀（云圖、矢量圖等）并存儲文件的命令.利用第三方軟件把這些文件鏈接成動(dòng)畫文件（AVI,MPG,GIF,等）創(chuàng)建動(dòng)畫的其他方法另外一個(gè)創(chuàng)建動(dòng)畫的方法是利用Execute執(zhí)行迭代最通常的時(shí)間推進(jìn)格式是迭代格式求解器在當(dāng)前時(shí)間步收斂然后推進(jìn)到下一個(gè)時(shí)間步當(dāng)MaxIterations/TimeStep

達(dá)到時(shí)，或者收斂標(biāo)準(zhǔn)滿足時(shí)，時(shí)間推進(jìn)到下一步各時(shí)間步依次收斂直至達(dá)到總時(shí)間步必須定義初始化設(shè)置流體域的初始質(zhì)量和流場的初始狀態(tài)非迭代時(shí)間推進(jìn)法(NITA)可以用于更快速的計(jì)算時(shí)間執(zhí)行迭代最通常的時(shí)間推進(jìn)格式是迭代格式收斂行為瞬態(tài)計(jì)算的殘差圖不一定能說明收斂下圖顯示了簡單問題的瞬態(tài)計(jì)算殘差圖時(shí)間步長的選擇應(yīng)該使得在一個(gè)時(shí)間步內(nèi)殘差下降三個(gè)量級這將確保瞬態(tài)行為被解析收斂行為瞬態(tài)計(jì)算的殘差圖不一定能說明收斂瞬態(tài)模擬的技巧壓力-速度耦合采用PISO格式，比標(biāo)準(zhǔn)SIMPLE格式更易收斂選擇合適的時(shí)間步長以至每個(gè)時(shí)間步長內(nèi)能收斂三個(gè)量級每個(gè)時(shí)間步的迭代次數(shù)大約20次，減少時(shí)間步長比增加每步的迭代次數(shù)要好記住對瞬態(tài)問題，精確的初場和邊界條件一樣重要，初場一定要符合真實(shí)物理?xiàng)l件在計(jì)算前定義希望得到的動(dòng)畫瞬態(tài)模擬的技巧壓力-速度耦合采用PISO格式，比標(biāo)準(zhǔn)SIFluent-卡門渦街算例流程解析課件卡門渦街算例總流程網(wǎng)格生成讀入網(wǎng)格檢查網(wǎng)格指定求解器類型設(shè)置湍流模型從材料庫中調(diào)出材料設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性指定邊界條件求解設(shè)置，設(shè)置離散格式初始化求解后處理卡門渦街算例總流程網(wǎng)格生成設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性網(wǎng)格生成創(chuàng)建項(xiàng)目文件創(chuàng)建幾何體初始化塊（2Dor3D）創(chuàng)建parts、創(chuàng)建物質(zhì)點(diǎn)

網(wǎng)格生成

網(wǎng)格生成——?jiǎng)?chuàng)建O-grid創(chuàng)建O-grid選擇

SplitBlock>OgridBlock

選擇所有塊選擇如圖所示的Faces所有面位于幾何體的平坦部分(SYMM,INLETOUTLET面)選擇面自動(dòng)選擇臨近的塊屏幕混亂?使用

F9切換到動(dòng)態(tài)模式,重新擺正模型以便觀察,在使用F9

切換回選擇模式單擊鼠標(biāo)中鍵并Apply網(wǎng)格生成——?jiǎng)?chuàng)建O-grid創(chuàng)建O-grid網(wǎng)格生成——建立關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)線O-grid部分線關(guān)聯(lián)其余邊界線關(guān)聯(lián)注意：邊線未關(guān)聯(lián)無法導(dǎo)出，關(guān)聯(lián)時(shí)最好是單獨(dú)關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)線時(shí)投影點(diǎn)網(wǎng)格生成——建立關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)線網(wǎng)格生成——確定網(wǎng)格尺寸劃分線網(wǎng)尺寸

調(diào)整其他線尺寸

根據(jù)幾何體尺寸來確定網(wǎng)格尺寸網(wǎng)格生成——確定網(wǎng)格尺寸根據(jù)幾何體尺寸網(wǎng)格生成——查看網(wǎng)格質(zhì)量網(wǎng)格生成——查看網(wǎng)格質(zhì)量網(wǎng)格生成——導(dǎo)出網(wǎng)格1.轉(zhuǎn)換為非結(jié)構(gòu)化求解器的網(wǎng)格2.導(dǎo)出網(wǎng)格根據(jù)模型維數(shù)選擇2D或3D網(wǎng)格生成——導(dǎo)出網(wǎng)格1.轉(zhuǎn)換為非結(jié)構(gòu)化求解器的網(wǎng)格2.導(dǎo)出網(wǎng)讀入網(wǎng)格讀入網(wǎng)格檢查網(wǎng)格檢查網(wǎng)格查看網(wǎng)格尺寸、指定求解器類型指定求解器類型尺寸調(diào)整查看網(wǎng)格尺寸、指定求解器類型指定求解器類型尺寸調(diào)整從材料庫中調(diào)出材料從材料庫中調(diào)出材料設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性指定邊界條件設(shè)置入口速度指定邊界條件設(shè)置入口速度求解設(shè)置初始化求解設(shè)置初始化設(shè)置動(dòng)畫（可選）設(shè)置動(dòng)畫（可選）求解求解后處理——云圖顯示后處理——云圖顯示后處理——散點(diǎn)圖顯示后處理——散點(diǎn)圖顯示后處理——散點(diǎn)圖顯示出口速度散點(diǎn)圖顯示后處理——散點(diǎn)圖顯示出口速度散點(diǎn)圖顯示后處理——散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)保存后處理——散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)保存后處理——散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)對比后處理——散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)對比后處理——矢量圖顯示后處理——矢量圖顯示流線圖流線圖卡門渦街算例流程

卡門渦街算例流程

動(dòng)機(jī)自然界幾乎所有流動(dòng)都是瞬態(tài)的下列情況可以近似為穩(wěn)態(tài):忽略瞬態(tài)的脈動(dòng)引入整體的時(shí)間平均來消除瞬態(tài)影響CFD中使用穩(wěn)態(tài)方法的好處是更少的計(jì)算資源更容易后處理和分析許多應(yīng)用要求使用瞬態(tài)求解:氣動(dòng)（飛機(jī)、機(jī)車等）–渦脫落旋轉(zhuǎn)機(jī)械–動(dòng)靜干涉，失速，喘振,多相流–自由液面，氣泡動(dòng)力學(xué)變形域–內(nèi)燃機(jī)燃燒，投放瞬態(tài)換熱–瞬態(tài)加熱或冷卻動(dòng)機(jī)自然界幾乎所有流動(dòng)都是瞬態(tài)的瞬態(tài)流動(dòng)的根源自然發(fā)生的瞬態(tài)流動(dòng)由于流體中不穩(wěn)定性的增長或者非平衡的初場引發(fā)的瞬態(tài)流動(dòng)例如：自然對流，湍流渦，流動(dòng)波（重力波、激波）強(qiáng)迫瞬態(tài)流動(dòng)時(shí)間平均的邊界條件，源項(xiàng)引起的瞬態(tài)流動(dòng)例子：噴嘴的脈沖，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)靜干涉Kelvin-HelmholtzCloudInstabilityBuoyantBoxFallingIntoaPoolofWater瞬態(tài)流動(dòng)的根源自然發(fā)生的瞬態(tài)流動(dòng)Kelvin-Helmho瞬態(tài)CFD分析模擬指定時(shí)間內(nèi)的瞬態(tài)流場可以通過以下方法求解:穩(wěn)態(tài)解–流場不再隨時(shí)間變化時(shí)間周期解–流場形態(tài)隨時(shí)間脈動(dòng)重復(fù)出現(xiàn)目標(biāo)可以簡化為分析預(yù)定時(shí)間間隔的流動(dòng)自由表面流移動(dòng)的激波……抽取關(guān)心的變量特征頻率（如：斯德魯哈爾數(shù)）時(shí)間平均或/RMS值時(shí)間相關(guān)的參數(shù)（如，熱固體的冷卻時(shí)間，污染物的停留時(shí)間）特殊數(shù)據(jù)（快速傅立葉變換）瞬態(tài)CFD分析模擬指定時(shí)間內(nèi)的瞬態(tài)流場瞬態(tài)流動(dòng)模擬流程激活瞬態(tài)求解器設(shè)置物理模型和邊界條件允許設(shè)置瞬態(tài)邊界條件——UDF或分布文件指定初場最好用有物理意義的初場，如穩(wěn)態(tài)流場求解器設(shè)置，監(jiān)測設(shè)置設(shè)置動(dòng)畫和數(shù)據(jù)輸出選擇選擇時(shí)間步和最大迭代次數(shù)設(shè)定時(shí)間步數(shù)計(jì)算瞬態(tài)流動(dòng)模擬流程激活瞬態(tài)求解器激活瞬態(tài)求解器在General菜單下選擇Transient

按鈕:開始執(zhí)行迭代前，需要設(shè)置附加的控制求解器設(shè)置動(dòng)畫數(shù)據(jù)輸出/自動(dòng)保存選項(xiàng)激活瞬態(tài)求解器在General菜單下選擇Transien選擇瞬態(tài)時(shí)間步長在RunCalculation菜單中設(shè)置時(shí)間步長，tt必須小到能解析和時(shí)間相關(guān)的特征。確定每個(gè)時(shí)間步的最大迭代步內(nèi)能收斂時(shí)間步大致可按照下面公式估計(jì):也可以選擇能解析流動(dòng)特征的時(shí)間步（在指定脈動(dòng)周期的情況下）指定零時(shí)間步時(shí)迭代，求解器會(huì)僅僅在當(dāng)前時(shí)間步下收斂對許多瞬態(tài)流動(dòng)，PISO格式有助于加速收斂選擇瞬態(tài)時(shí)間步長在RunCalculation菜單中設(shè)置時(shí)瞬態(tài)模型選擇自適應(yīng)時(shí)間步長基于局部截?cái)嗾`差自動(dòng)調(diào)整時(shí)間步長可以通過UDF指定時(shí)間平均的統(tǒng)計(jì)在使用LES時(shí)需要使用在使用密度基求解器時(shí)，Courant數(shù)定義了:密度基顯式求解器的全局時(shí)間步長密度基隱式求解器的偽時(shí)間步長真實(shí)時(shí)間步長仍然必須在迭代面板中定義瞬態(tài)模型選擇自適應(yīng)時(shí)間步長瞬態(tài)流動(dòng)模型–動(dòng)畫必須在計(jì)算前設(shè)置動(dòng)畫動(dòng)畫幀在計(jì)算中寫出并存儲瞬態(tài)流動(dòng)模型–動(dòng)畫必須在計(jì)算前設(shè)置動(dòng)畫創(chuàng)建動(dòng)畫的其他方法另外一個(gè)創(chuàng)建動(dòng)畫的方法是利用ExecuteCommands可以通過文本命令或宏定義在預(yù)定的迭代步或時(shí)間間隔，執(zhí)行哪些操作這種方法在創(chuàng)建高質(zhì)量的動(dòng)畫結(jié)果時(shí)有用定義生成動(dòng)畫幀（云圖、矢量圖等）并存儲文件的命令.利用第三方軟件把這些文件鏈接成動(dòng)畫文件（AVI,MPG,GIF,等）創(chuàng)建動(dòng)畫的其他方法另外一個(gè)創(chuàng)建動(dòng)畫的方法是利用Execute執(zhí)行迭代最通常的時(shí)間推進(jìn)格式是迭代格式求解器在當(dāng)前時(shí)間步收斂然后推進(jìn)到下一個(gè)時(shí)間步當(dāng)MaxIterations/TimeStep

達(dá)到時(shí)，或者收斂標(biāo)準(zhǔn)滿足時(shí)，時(shí)間推進(jìn)到下一步各時(shí)間步依次收斂直至達(dá)到總時(shí)間步必須定義初始化設(shè)置流體域的初始質(zhì)量和流場的初始狀態(tài)非迭代時(shí)間推進(jìn)法(NITA)可以用于更快速的計(jì)算時(shí)間執(zhí)行迭代最通常的時(shí)間推進(jìn)格式是迭代格式收斂行為瞬態(tài)計(jì)算的殘差圖不一定能說明收斂下圖顯示了簡單問題的瞬態(tài)計(jì)算殘差圖時(shí)間步長的選擇應(yīng)該使得在一個(gè)時(shí)間步內(nèi)殘差下降三個(gè)量級這將確保瞬態(tài)行為被解析收斂行為瞬態(tài)計(jì)算的殘差圖不一定能說明收斂瞬態(tài)模擬的技巧壓力-速度耦合采用PISO格式，比標(biāo)準(zhǔn)SIMPLE格式更易收斂選擇合適的時(shí)間步長以至每個(gè)時(shí)間步長內(nèi)能收斂三個(gè)量級每個(gè)時(shí)間步的迭代次數(shù)大約20次，減少時(shí)間步長比增加每步的迭代次數(shù)要好記住對瞬態(tài)問題，精確的初場和邊界條件一樣重要，初場一定要符合真實(shí)物理?xiàng)l件在計(jì)算前定義希望得到的動(dòng)畫瞬態(tài)模擬的技巧壓力-速度耦合采用PISO格式，比標(biāo)準(zhǔn)SIFluent-卡門渦街算例流程解析課件卡門渦街算例總流程網(wǎng)格生成讀入網(wǎng)格檢查網(wǎng)格指定求解器類型設(shè)置湍流模型從材料庫中調(diào)出材料設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性指定邊界條件求解設(shè)置，設(shè)置離散格式初始化求解后處理卡門渦街算例總流程網(wǎng)格生成設(shè)置計(jì)算域的介質(zhì)屬性網(wǎng)格生成創(chuàng)建項(xiàng)目文件創(chuàng)建幾何體初始化塊（2Dor3D）創(chuàng)建parts、創(chuàng)建物質(zhì)點(diǎn)

網(wǎng)格生成

網(wǎng)格生成——?jiǎng)?chuàng)建O-grid創(chuàng)建O-grid選擇

SplitBlock>OgridBlock

選擇所有塊選擇如圖所示的Faces所有面位于幾何體的平坦部分(SYMM,INLETOUTLET面)選擇面自動(dòng)選擇臨近的塊屏幕混亂?使用

F9切換到動(dòng)態(tài)模式,重新擺正模型以便觀察,在使用F9

切換回選擇模式單擊鼠標(biāo)中鍵并Apply網(wǎng)格生成——?jiǎng)?chuàng)建O-grid創(chuàng)建O-grid網(wǎng)格生成——建立關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)