使用ANSYS進行CFD流體力學計算的技巧

使用ANSYS進行CFD流體力學計算的技巧
關于計算流體力學主要有以下幾個主要問題大家比較關心
一、 關于瞬態計算的問題:
計算瞬態設置參數與穩態不同,主要設置的參數為:
1. FLDATA1,SOLU,TRAN,1 設置為瞬態模式
2. FLDATA4,TIME,STEP,0.02, 自定義時間步時間間隔0.02秒
3. FLDATA4,TIME,TEND,0.1, 設置結束時間0。1秒
4. FLDATA4,TIME,GLOB,10, 設置每個時間步多少次運算
5. fldata4a,time,appe,0.02 設置記錄時間間隔
6.SET,LIST,2 查看結果
7.SET,LAST 設為最后一步
8.ANDATA,0.5, ,2,1,6,1,0,1 動態顯示結果
以上為瞬態和穩態不同部分的設置和操作,特別是第五步。為了動態顯示開始到結束時間內氣流組織的情況,還是花了我們很多時間來找到這條命令。如果你是做房間空調送風計算的,這項對你來說非常好,可以觀察到從開空調機到穩定狀態的過程。
二.關于建模的問題
大家主要關心的建模問題是模型的導入和導出,及存在的一些問題。這些問題主要體現在:
1. AUTOCAD建模導出后的格式與ANSYS兼容的只有SAT格式。PROE可以是IGES格式或SAT格式。當然還有其它格式,本人使用的限于正版軟件,只有上述兩種格式。SAT格式可由PROE中導出為IGES格式。ANSYS默認的導入模型為IGES格式的圖形模型。
2. 使用AUTOCAD一般繪制界面比較復雜的拉伸體非常方便。如果是不規則體,用PROE和ANSYS都比較方便,當然本人推薦用ANSYS本身的建模功能。對于PROE,因為它的功能強大,本人推薦建立很復雜的模型如變截面不規則曲線彎管(如血管)。
3. 導入過程中會出現默認選項和自定義選項,一般本人推薦使用自定義選項,以避免一些操作帶來的問題。有時出現顯示只有線而沒有面顏色的問題,可以用命令:
/FACET,NORML 來解決這個問題。
三.關于網格化的問題。
網格化對結果影響很大,如果網格化不合理,出現的結果會不準確,或者計算時不收斂。更甚者,網格數量太大,減慢求解速度。對計算流體力學來說,實際應用中三維問題偏多,計算量一般非常大,由于ANSYS采用的是有限元,所以同有限差分比較來說,收斂慢,內存需要量大。但這并不是說水平不如有限差分的流體計算軟件。ANSYS的計算結果直觀性較好,特別對渦流的處理很形象很準確(其它軟件往往看不到該有的渦流,給人的感覺太粗糙)。當然對于稍大的模型,就有點力不從心的感覺。
首先運行前合理設置內存需求量,充分估計本人計算機的計算能力,本人不愿意看到黃牛拉火車的現象(可能拉不動)。合理劃分網格可以大大節省機時,還可以避免自動網格劃分中帶來的過度疏密。本人建議首先采用手動設置的網格劃分,可以大大減少網格數量。對于長大模型,推薦采用比例長度縮小模型,網格化后再比例放大(因為四面體網格不能使用SWEEP)。對于小尺寸或者風口位置,應該盡可能地加密,可以很好的實現收斂。網格化有很多技巧,需要在實踐中自己摸索。
四.動畫顯示
在計算完以后,我們最關心的是是用圖形方式查看計算的結果,當然最好是動畫顯示(如粒子流),可以非常形象地顯示分析后的效果。ANSYS提供了這方面的強大功能,我們常用的有以下幾種:
1. 切片
2. 粒子流 ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2
下面是切片顯示設置的命令流:
/TYPE,1,8 8指的是Q-SLICE Z_BUFFER
/CPLANE,1 當前工作面WORKSPACE
……
PLNSOL,V,SUM,0, PLNSOL為查看云圖
如果是粒子流,則命令為:
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定義多個跟蹤點
。。。。。。
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通過跟蹤點的離子流線
對于三維粒子流,如果設置為切片模式,切片會遮擋流線,所以應該設置為:
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定義多個跟蹤點
/GRAPHICS,POWER
/TYPE,1,0 消隱類型
/CPLANE,0 正常視圖
/SHADE,1,1
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通過跟蹤點的離子流線
以上各項的菜單位置為:
1. Main菜單下的General PostProc子菜單plot result菜單下flow trace\Defi Trace PT+。
2. Utility菜單plotctrls子菜單下style\hidden-line options\下,/TYPE設置為nohidden;/CPLANE設置為nomal to view。
ANSYS未提供切片的動態顯示,如果你的結果顯示速度可以的話,編寫一個程序可以實現切片的動畫。其中的一個循環命令流見下:
WPOF,,, .1 步進量為0.1
PLNSOL,V,SUM,0 顯示矢量切片
/WAIT,0.1 暫停0.1秒
只要控制開始到結束的步數,用循環操作來實現。本人用VB編寫了一個生成移動的命令流,運行時輸入移動方向和移動距離、步進量、暫停時間,確定后生成兩個宏文件(向前和返回)。在程序中調用即可。

來自獵手
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