【AICFD案例教程】進(jìn)氣歧管分析


AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件,用于高效解決能源動(dòng)力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運(yùn)載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動(dòng)和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程,幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程,提高企業(yè)研發(fā)效率。

一、概 要

1)案例描述

AICFD在汽車行業(yè)有著廣泛應(yīng)用,包括汽車外流場以及零件內(nèi)流場等;本案例針對(duì)汽車進(jìn)氣歧管,在入口流量為0.07kg/s時(shí)進(jìn)行了進(jìn)氣歧管內(nèi)流場的數(shù)值模擬,具體通過云圖及流線圖查看計(jì)算結(jié)果。

2)網(wǎng)格

整體網(wǎng)格為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,網(wǎng)格數(shù)量157萬。

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圖1-1 網(wǎng)格模型

二、網(wǎng) 格

1)新建工程

① 啟動(dòng)AICFD 2023R2;

② 選擇 文件>新建,新建工程,選擇工程文件路徑,設(shè)置工程文件名,點(diǎn)擊“確定”。

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圖2-1 AICFD窗口

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圖2-2 新建工程

2)網(wǎng)格導(dǎo)入

單擊菜單欄 網(wǎng)格>導(dǎo)入網(wǎng)格,導(dǎo)入外部生成的計(jì)算域網(wǎng)格。
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圖2-3 網(wǎng)格導(dǎo)入

3)網(wǎng)格質(zhì)量檢查

單擊菜單欄 網(wǎng)格>網(wǎng)格質(zhì)量,檢查網(wǎng)格質(zhì)量。

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圖2-4 網(wǎng)格質(zhì)量檢查

三、求解設(shè)置

1)求解模型

雙擊 求解> 求解模型,設(shè)置湍流模型。本案例為穩(wěn)態(tài)計(jì)算,采用不可壓縮流,湍流模型采用SST K-omega模型;

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圖3-1  模型設(shè)置

選擇 求解> 材料,雙擊“Air at 25C”,選擇Material Properties,確認(rèn)介質(zhì)物性參數(shù), 如圖3-2所示。

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圖3-2 材料選擇

2)計(jì)算域

雙擊求解>流動(dòng)分析>計(jì)算域>Domain-BODY,在計(jì)算域設(shè)置窗口中類型選擇“FluidDomain”,材料選擇“Airat 25 C”,然后點(diǎn)擊“下一步”,在打開的流體模型窗口點(diǎn)擊“確定”,將網(wǎng)格分配到計(jì)算域Domain-BODY。

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圖3-3 分配計(jì)算域

3)邊界條件

設(shè)置Inlet,需要分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型、邊界條件和數(shù)值,如圖所示。

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圖3-4  入口定義

設(shè)置Outlet的邊界條件,展開邊界列表移出對(duì)應(yīng)邊界,分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型,如圖所示。

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圖3-5 出口定義

設(shè)置Wall的邊界條件,展開邊界列表添加對(duì)應(yīng)邊界,分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型,如圖所示。

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圖3-6 壁面定義

4)求解參數(shù)設(shè)置

雙擊 求解> 求解設(shè)置 ,設(shè)置計(jì)算方法,包括差分方法等;

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圖3-7  求解參數(shù)設(shè)置

雙擊 求解>求解控制,設(shè)置求解器啟停條件,迭代步數(shù)等。

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圖3-8  求解參數(shù)設(shè)置

四、初始化及求解計(jì)算

1)殘差曲線與監(jiān)控變量

雙擊 監(jiān)控>殘差曲線,選擇查看監(jiān)控曲線。

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圖4-1 監(jiān)控曲線選擇

2)初始流場設(shè)置

① 雙擊 求解>初始化,設(shè)置初始流場;

② 選擇菜單欄 求解>初始化,初始化流場。

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圖4-2  初始化設(shè)置
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圖4-3  初始化流場

3)求解計(jì)算

選擇菜單欄 求解>求解>直接求解>并行,開始計(jì)算。

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圖4-4  運(yùn)行求解器

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圖4-5  選擇求解模式

五、后處理

1)監(jiān)控曲線

查看殘差曲線。

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圖5-1  殘差曲線

2)求解結(jié)果更新及導(dǎo)入

單擊菜單欄 求解> 可視化結(jié)果,實(shí)現(xiàn)可視化求解結(jié)果更新,現(xiàn)版本計(jì)算完成后自動(dòng)進(jìn)行可視化求解結(jié)果。

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圖5-2  結(jié)果更新

3)可視化結(jié)果

① 壓力云圖

單擊菜單欄 后處理> 云圖,選取位置域和變量參數(shù)壓力,設(shè)置等級(jí)參數(shù)256,點(diǎn)擊應(yīng)用,讀取進(jìn)氣歧管表面壓力云圖。可以看出在該工況下,壓力最大值出現(xiàn)在出口3和出口4附近

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圖5-3  壓力云圖

② 速度流線圖

雙擊樹節(jié)點(diǎn) 視口> 結(jié)果> AICFDProject,設(shè)置進(jìn)氣歧管透明度,以便后續(xù)查看內(nèi)部流線

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圖5-4  設(shè)置歧管透明度

單擊菜單欄 后處理> 流線圖,設(shè)置進(jìn)氣歧管速度流線圖,可以看出在該工況下,接近出口2處速度偏高

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圖5-5  流線圖

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