CFX動網格操作實例——基于workbench 中網格劃分模塊

作者：大龍貓   微信：CAE-ANSYS

       最近外面的世界新型冠狀病毒到處肆虐，中國再一次經歷無聲的戰(zhàn)爭，為了不給國家添亂，便宅在家里潛心學習，經過多天的努力終于搞定了這種方法-------CFX中動網格替換方法.

       ANSYS中流體分析有fluent和CFX等軟件，由于fluent軟件應用的比較成熟了，大家對于CFX軟件的使用相對較少，但是由于作者對CFX的鐘愛，多次研究其中并不常用的功能。本次發(fā)現了一個在CFX中設置動網格，而是采用替換網格的功能，替換網格主要是采用workbench中生成的網格，故對于workbench使用者來說可以更好的接受使用。

      首先明確動網格是什么？什么時候采用動網格？動網格的常用設置方法？

       常規(guī)的流體分析都是在一定的管道或者容器中，流體在其中流動或者多中液體混合流動，一般有流體的輸入和輸出口，這種分析主要考察的是流體的流速，混合程度或者和對管壁等壓力等分析，這種分析其容器是保持剛性體，不用變形的，軟件中只需要設置流體部分模型即可，其余部分掏空，設置邊界不動即可。

      而動網格是指當考慮流體和固體耦合時候的設置方法，需要考慮容器的變形和流體之間的相互作用，比如血管和血液之間的流固耦合仿真，液體中固體的震顫分析等，這種分析需要考慮固體對流體的影響，則必須考慮固體的變形，這個是動網格。而動網格常用的設置方法一般來說分小變形和大變形。         

      小變形即血液和血管之間的流固耦合，其主要區(qū)別是血管的相對位移量很小，采用初始網格，軟件計算進行微小的位移即可滿足計算的需求，不需要大的網格變形。而大變形的網格，比如葉輪和風機，水泵等流固耦合分析的時候，其葉片旋轉為單向的持續(xù)轉動，則網格不會小變形了，網格必然會引起畸變，采用初始網格，則結果必然出錯。此時，需要網格重新劃分，將網格導入到新的分析中，結果插值獲取上步分析的結果，進而繼續(xù)分析到結束。

        目前CFX軟件針對不同的分析，有其相應的簡化處理方法，比如流體域的轉動，即可以考慮旋轉部分對其他部分的流體影響，而小的動網格可以采用mesh motion來完成，大變形的時候，可以采用ICEM的錄制腳本功能來完成，本次分析主要采用workbench中劃分網格的功能來替換網格

      1.先來查看什么時候采用動網格

     一個簡單的圓孔平移的動網格實例來說明， 網格不重新讀入時候，其變形如圖所示

      結果可以看到，其網格畸變嚴重，一般會求解錯誤，即使不錯誤，但是計算結果也不準確，而網格采用重新讀取的方法，其變形如圖所示

     

  可以看到網格幾乎沒有嚴重畸變，當出現網格畸變的時候，重新網格劃分既可以，結果完美。

2.CFX設置動網格方法

在configuration中插入一個configuration1，設置如下

   其中Remeshing為設置方法，選擇流體域，下面的命令為workbench的啟動路徑，采用批處理方式執(zhí)行，然后執(zhí)行remesh錄制的腳本，生成的網格，放在replacement file文件位置，然后重新讀取既可

  需要注意的是在邊界條件中的變形移動，需要考慮平移還是旋轉或者位移還是絕對位置，而生成的網格重新讀取后則相當于重新開始計算，僅僅保留時間是連續(xù)的，而位移邊界如果是關于時間的，則會出現錯誤，一步大變形，因此建議使用絕對位置方法。

3.基本原理

ANSYS作為一款結構、電磁、溫升、流體、耦合場分析軟件在各行各業(yè)有著廣泛的應用，而只要掌握其方法就可以在實際工作中對產品仿真產生事半功倍的效果。

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     個人微信號 大龍貓：CAE-ANSYS ，微信公眾號：CAE_ANSYS ，主要應用為ANSYS Workbench界面下的各個模塊的使用.

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