AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。

一、概 要

1）案例描述

本案例是針對潰壩過程進行的數值模擬。

2）網格

整體網格為六面體網格的非結構網格，網格數量10萬。

圖1-1 網格模型

3）計算條件

出口靜壓：101325Pa；湍流模型：Standard k-epsilon；介質：25°空氣，水密度997kg/m3。

二、網 格

1）新建工程

① 啟動AICFD 2023R2；

② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設置工程文件名，點擊“確定”。

圖2-1 AICFD窗口

圖2-2 新建工程

2）網格導入

單擊菜單欄 網格>導入網格，選中mesh文件夾，導入外部生成的計算域網格。

圖2-3 幾何導入

3）網格質量檢查

單擊菜單欄 網格>網格質量，檢查網格質量。

圖2-4 網格質量檢查

三、求解設置

1）求解模型

雙擊 求解> 求解模型，設置湍流模型。本案例為瞬態計算，采用不可壓縮流，湍流模型采用Standard k-epsilon模型，打開多相流模型，相設置為2。

圖3-1 模型設置

右擊 網格域>域，點擊“插入域”，在自定義區域設置窗口中修改名稱，設定區域坐標邊界，然后點擊“確定”，創建初始水域，如圖所示。

圖3-2 創建水域

選擇 求解> 材料，雙擊“Water”，選擇Material Properties，確認介質物性參數, 如圖所示。

圖3-3 材料選擇

2）計算域

① 雙擊 求解> 流動分析> 計算域> Domain-defaultCellZone，在計算域設置窗口中選擇“Fluid Domain”，Fluid1材料選擇“Air at 25 C”，Fluid2材料選擇“Water”，然后點擊“下一步”；

② 在打開的流體模型窗口繼續點擊“下一步”，設置表面張力系數，點擊“下一步”；

③ 設置初始水域材料“Water”，點擊“確定”，將網格分配到計算域Domain-defaultCellZone，如圖所示。

圖3-4 分配計算域

3）邊界條件

雙擊 求解> 流動分析> 計算域> 邊界條件> Wall，打開選擇面窗口，提取邊界，設置Wall設置邊界名稱、邊界類型，如圖所示。

圖3-5 Wall定義

右擊 求解> 流動分析> 計算域> 邊界條件，點擊“插入邊界條件”，打開區域名稱窗口，選擇面movingwall，設置Outlet的邊界條件，需要分別設置邊界名稱、邊界類型、邊界條件和數值，如圖所示。

圖3-6 Outlet定義

設置Symmetry的邊界條件，需要分別設置邊界名稱、邊界類型，如圖所示。

圖3-7 Symmetry定義

4）求解參數設置

雙擊 求解> 求解設置 ，設置計算方法，包括差分方法等。

圖3-8 求解參數設置

雙擊 求解> 求解控制，設置求解器啟停條件，迭代步數等。

圖3-9 求解參數設置

四、初始化及求解計算

1）殘差曲線與監控變量

雙擊 監控> 殘差曲線，選擇查看監控曲線。

圖4-1 監控曲線選擇

2）初始流場設置

① 雙擊 求解> 初始化，設置初始流場；

② 選擇菜單欄 求解> 初始化，初始化流場。

圖4-2 初始化設置

圖4-3 初始化流場

3）求解計算

選擇菜單欄 求解> 求解> 直接求解> 并行，開始計算。

圖4-4 運行求解器

圖4-5 選擇求解模式

六、后處理

1）監控曲線

查看殘差曲線。

圖5-1 殘差曲線

2）求解結果更新及導入

單擊菜單欄 求解> 可視化結果，實現可視化求解結果更新，現版本計算完成后自動進行可視化求解結果。

圖5-2 結果更新

3）可視化結果

① 密度云圖

單擊菜單欄 后處理> 云圖，選取位置和變量參數密度，設置等級參數256，點擊應用，讀取兩相流密度分布云圖。

圖5-3 密度云圖

② 壓力云圖

單擊 后處理> 云圖，選取位置和變量參數壓力，設置等級參數256，點擊應用，讀取兩相流壓力云圖。

圖5-4 壓力云圖

③ 動畫

單擊 后處理> 云圖，選取位置Contour1，點擊播放，查看動畫。

圖5-5 動畫