勢(shì)流體的案例
基于ADINA的浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
基于ADINA的浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
本例題是一個(gè)流固耦合模態(tài)分析的算例；模型是一個(gè)液體中浮體結(jié)構(gòu)的流固耦合頻域分析；流固耦合模態(tài)分析的流體必須采用勢(shì)流體，在建立勢(shì)流體與結(jié)構(gòu)的耦合模型時(shí)如果使勢(shì)流體的節(jié)點(diǎn)與相鄰結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)擬和，ADINA就可以自動(dòng)建立流固耦合界面，如果節(jié)點(diǎn)不擬合則需要手動(dòng)建立流固耦合界面；對(duì)于此類問(wèn)題應(yīng)提前根據(jù)流體與液體的密度計(jì)算好吃水線深度，在建立幾何模型時(shí)把相互位置建好。
定義幾何模型
菜單：Geometry>Point 定義點(diǎn)1-4。
菜單：Geometry>Lines>Define 定義線1，2，3，為Straight類型。
菜單：Meshing>Mesh Density>Line 指定每條線的劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Surfaces>Define 定義面，為Extruded類型，同時(shí)指定劃分份數(shù)。
定義幾何面4-9，同樣為Extruded類型：
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體1-9，為Extruded類型，同時(shí)指定劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體10-18，為Extruded類型，同時(shí)指定劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體19，為Extruded類型，同時(shí)指定劃分份數(shù)。
定義材料
菜單：Model>Materials>Manage Materials>elastic>Isotropic 圖標(biāo)：
注：材料1為浮體結(jié)構(gòu)的材料。
展開(kāi) ADINA FSI 流固耦合模塊
中仿ADINA提供特有的FSI模塊，可以在同一系統(tǒng)中模擬流體和因大變形、非彈性、接觸及溫度而經(jīng)歷明顯的非線性響應(yīng)的結(jié)構(gòu)之間完全耦合的物理現(xiàn)象。一個(gè)完全耦合的流固耦合模型意味著固體的力學(xué)響應(yīng)將會(huì)很大程度地影響流體域變化，反過(guò)來(lái)流體的作用力也會(huì)施加到結(jié)構(gòu)上。
在流體力學(xué)層面，Navier-Stokes流可以是不可壓縮，弱可壓縮，低速或者高速可壓縮流體。從結(jié)構(gòu)的角度看，各種結(jié)構(gòu)單元類型都可以參與FSI過(guò)程（即殼單元，2D和3D結(jié)構(gòu)單元，梁?jiǎn)卧葏⒘簡(jiǎn)卧佑|面等），支持各種材料模型、支持各種非線性物理過(guò)程如材料失效、單元生死、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、相變等等。此外，中仿ADINA還提供了針對(duì)流體是勢(shì)流理論的完全耦合的流固耦合模型。
ADINA流固耦合的特點(diǎn)
1.FCBI（（Flow-Condition-Based Interpolation））算法提供了很高的穩(wěn)定性，適用于從低雷諾數(shù)到高雷諾數(shù)的各種問(wèn)題。
2.FSI分析可以實(shí)施于各種流體類型，包括不可壓縮，弱可壓縮，低速或者高速可壓縮流體。另外，所有的流體材料模型包括非牛頓流體，湍流模型和VOF法（多相流）都可用于FSI分析。
3.適用于所有的結(jié)構(gòu)單元，接觸和結(jié)構(gòu)材料模型（如彈性，粘彈性，橡膠，塑料等）都可以用于FSI求解。
4.勢(shì)流體單元可以用于聲波的分析，也可以用于結(jié)構(gòu)和聲波的耦合分析。
5.ADINA允許流體模型和結(jié)構(gòu)模型使用任意的網(wǎng)格。并且，流體和結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格在流固耦合界面上不需完全匹配。
6.在分析FSI模型時(shí)還可求解熱和多孔介質(zhì)的耦合。
7.在流體模型中可以使用間隙邊界條件-gap邊界條件（控制流體通道的開(kāi)和關(guān)）。在中仿ADINA中，可將gap邊界條件與接觸功能聯(lián)合使用，以成功模擬汽車和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的閥門的關(guān)閉和開(kāi)啟現(xiàn)象。
展開(kāi) 油箱一個(gè)流固耦合模態(tài)分析的例子(ADINA)
然后點(diǎn)擊紅色部分設(shè)置勢(shì)流體油液，設(shè)置如下：
點(diǎn)擊OK。關(guān)閉材料設(shè)置選項(xiàng)卡。
3.點(diǎn)擊，如下設(shè)置
4.點(diǎn)擊，設(shè)置如下
5.點(diǎn)擊，進(jìn)行如下設(shè)置面：
6.點(diǎn)擊設(shè)置拉伸體：
7.顯示如下
8.通過(guò)面6繼續(xù)拉伸體
9.顯示如下
10.劃分網(wǎng)格，進(jìn)行如下操作
點(diǎn)擊OK。
11.點(diǎn)擊，如下設(shè)置
點(diǎn)擊OK。
12.點(diǎn)擊，如下設(shè)置
連續(xù)兩次點(diǎn)擊OK。
13.設(shè)置
然后進(jìn)行如下設(shè)置：
14.設(shè)置自由面
15.加重力g。
點(diǎn)擊紅色define
設(shè)置：
最后設(shè)置
16.保存ms.idb。然后另存一個(gè)名為mm.idb。
17.靜力計(jì)算，打開(kāi)ms.idb，點(diǎn)擊，求解ms。
18.17步求解結(jié)束后，關(guān)閉，然后打開(kāi)mm.idb。進(jìn)行如下設(shè)置。
19.選擇，點(diǎn)擊，進(jìn)行如下設(shè)置：分析前100階模態(tài)，選用Determinant-search法求解流固耦合模態(tài)：
20.重啟動(dòng)設(shè)置。
21.點(diǎn)擊 ，輸入mm，點(diǎn)擊保存，提示選擇重啟動(dòng)文件，選擇ms.res，點(diǎn)擊copy，程序求解。
展開(kāi) ADINA 42 個(gè)經(jīng)典算例，適合初學(xué)者！ ￥10
問(wèn)題 20：封閉空間內(nèi)的自然對(duì)流和鏡面輻射………………………………… 191
問(wèn)題 21：封閉空間內(nèi)的共扼傳熱和自然對(duì)流………………………………… 201
問(wèn)題 22： 壓在兩個(gè)無(wú)摩擦板間的 O 形橡膠環(huán)…………………………………210
問(wèn)題 23：彎管的極限荷載分析………………………………………………… 221
問(wèn)題 24：內(nèi)部流體流動(dòng)引起的管道變形……………………………………… 233
問(wèn)題 25：大體積混凝土澆注過(guò)程中的熱問(wèn)題………………………………… 245
問(wèn)題 26：斜拉橋分析…………………………………………………………… 258
問(wèn)題 27：受簡(jiǎn)諧荷載和隨機(jī)振動(dòng)荷載作用的梁……………………………… 273
問(wèn)題 28：流場(chǎng)中非定常流體與結(jié)構(gòu)的相互作用……………………………… 288
問(wèn)題 29：用 ADINA-M 建模分析殼-殼交叉結(jié)構(gòu)……………………………… 296
問(wèn)題 30：臺(tái)階管道的流固耦合分析－勢(shì)流體………………………………… 302
問(wèn)題 31：臺(tái)階擴(kuò)散流動(dòng)………………………………………………………… 311
問(wèn)題 32：用 VOF 法分析潰壩……………………………………………………315
問(wèn)題 33：薄板 U 型彎曲成形過(guò)程的靜力隱式和動(dòng)力顯式分析……………… 320
問(wèn)題 34：盤式剎車系統(tǒng)的熱-機(jī)械耦合分析…………………………………… 330
問(wèn)題 35：壓在兩個(gè)無(wú)摩擦板間的 O 形橡膠環(huán)的粘彈性分析………………… 339
問(wèn)題 36：用 VOF 法分析氣泡的上升過(guò)程………………………………………352
問(wèn)題 37：用滑移網(wǎng)格法對(duì)簡(jiǎn)化的渦輪做 FSI 分析…………………………… 359
問(wèn)題 38：蒸汽-空氣熱交換器……………………………
展開(kāi) 
《流體力學(xué)》
【基本信息】 ISBN：7508320107 314 尺寸：小16開(kāi) 印張：20 字?jǐn)?shù)：492000 印次：1 印刷時(shí)間：2004/11/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內(nèi)容提要】
全書(shū)共十三章，內(nèi)容包括：流體的基本物理性質(zhì)、流體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、流體動(dòng)力學(xué)基本方程、黏性流體的管內(nèi)流動(dòng)與管路計(jì)算、流體的旋渦運(yùn)動(dòng)、不可壓縮流體平面勢(shì)流、不可壓縮流體二維邊界層、紊流射流、機(jī)翼和葉柵工作原理、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、相似原理與量綱分析、兩相流體力學(xué)。各章均有一定數(shù)量的例題和習(xí)題。
本書(shū)為高等學(xué)校能源動(dòng)力類專業(yè)本科教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
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本次課程分為Abaqus、ANSYS、HyperWorks、流體以及3DCS和其他共六個(gè)分區(qū)，具體的優(yōu)質(zhì)課程小編已經(jīng)給大家在下面整理好了~快來(lái)一起看看把心儀的課程抱回家吧！！！
一、Abaqus分區(qū)
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Abaqus初學(xué)者入門（完結(jié)撒花！）
FLOTHERM的介紹
FLOTHERM采用了成熟的CFD（Computational Fluid Dynamic計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）和數(shù)值傳熱學(xué)仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)而成，同時(shí)它還結(jié)合了FLOMERICS公司在電子設(shè)備傳熱方面的大量獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)，并擁有大量專門針對(duì)電子工業(yè)而開(kāi)發(fā)的模型庫(kù)。應(yīng)用FLOTHERM可以從電子系統(tǒng)應(yīng)用的環(huán)境層、電子系統(tǒng)層、電路板及部件層直至芯片內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)層等各種不同層次對(duì)系統(tǒng)散熱、溫度場(chǎng)及內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行高效、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的定量分析。它采用先進(jìn)的有限體積法求解器，可以在三維結(jié)構(gòu)模型中同時(shí)模擬電子系統(tǒng)的熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流以及流體溫度、流體壓力、流體速度和運(yùn)動(dòng)矢量等。對(duì)于國(guó)防領(lǐng)域經(jīng)常碰到的多種冷卻介質(zhì)（如局部液冷）、有太陽(yáng)輻射的戶外設(shè)備和必須要考慮器件之間局部遮擋的高精度輻射散熱計(jì)算等情況， FLOTHERM軟件都有非常完善的處理能力，對(duì)外太空的輻射計(jì)算尤為有效和準(zhǔn)確。FLOTHERM強(qiáng)大的前后處理模塊不但可以直接轉(zhuǎn)換各類主流MCAD和EDA軟件設(shè)計(jì)好的幾何模型以減少建立模型的時(shí)間，還可以將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)以溫度場(chǎng)平面等勢(shì)圖和流體運(yùn)動(dòng)三維動(dòng)畫(huà)或報(bào)告等形式直觀方便地顯示出來(lái)。
FLOTHERM不但是全球第一套專業(yè)電子散熱分析軟件，也是目前唯一擁有全自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)功能（Command Center）、全球標(biāo)準(zhǔn)IC封裝熱分析模型庫(kù)（Flopack）及CAD模型導(dǎo)入自動(dòng)熱等效簡(jiǎn)化功能的軟件，其中Flopack芯片封裝DELPHI熱阻網(wǎng)絡(luò)模型和詳細(xì)熱分析模型已被JEDEC組織作為全球唯一的IC標(biāo)準(zhǔn)熱模型。可靠性分析工程師還可以利用Flo/Stress模塊對(duì)IC和PCB進(jìn)行進(jìn)一步的熱應(yīng)力分析。
展開(kāi) CFD學(xué)習(xí)：行星渦度、相對(duì)渦度和位渦度
行星渦度 (f)
流體隨著地球自轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，這種自轉(zhuǎn)稱為行星自轉(zhuǎn)。行星自轉(zhuǎn)等于地球自轉(zhuǎn)本地速率的兩倍。行星渦度在兩極最大，在方程處為零，在南半球變?yōu)樨?fù)值。
相對(duì)渦度 ()
海洋和大氣的自轉(zhuǎn)速度與地球的自轉(zhuǎn)速度不同。由于水流和風(fēng)的壓力而相對(duì)于地球的旋轉(zhuǎn)可以稱為相對(duì)渦量。相對(duì)渦度可由三維渦度求得。相對(duì)渦度在北半球?yàn)檎谀习肭驗(yàn)樨?fù)。
絕對(duì)渦度由行星渦度與相對(duì)渦度相加得到。
勢(shì)能渦度
在討論海洋和大氣中的流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，位渦很重要。考慮深度為 H(x,y,z) 的海洋中的正壓流和地轉(zhuǎn)流。對(duì)海洋底部到頂部的連續(xù)性方程進(jìn)行積分并化簡(jiǎn)，方程簡(jiǎn)化為：
量 (+fH) 稱為勢(shì)渦度。沿著流體軌跡，勢(shì)渦守恒。在海洋內(nèi)部，f 和位渦方程可以寫(xiě)成：
現(xiàn)在我們已經(jīng)探索了不同的渦量項(xiàng)，讓我們了解如何進(jìn)行渦量測(cè)量。
計(jì)算渦度
渦量是流體動(dòng)力學(xué)的一個(gè)組成部分。為了計(jì)算給定平面內(nèi)的渦量場(chǎng)，在該平面中選擇兩個(gè)正交軸。添加這些軸的角速度。如果流體像固體一樣旋轉(zhuǎn)，則渦量是角速度的兩倍。兩倍角速度取為軸在類似固體物體的旋轉(zhuǎn)中以相同速率旋轉(zhuǎn)。
在二維流動(dòng)中，或者如果流體運(yùn)動(dòng)被限制在一個(gè)平面內(nèi)，則渦量是垂直于該平面測(cè)量的。在這種情況下，渦量的方向保持不變，而大小發(fā)生變化。要計(jì)算潛在渦度，不需要速度知識(shí)。
從可用的水文數(shù)據(jù)中測(cè)量海洋層的潛在渦度是可能的。Cadence 的 CFD 軟件套件可以幫助您模擬流體中的渦度。Cadence 提供高級(jí)求解器來(lái)解決流體動(dòng)力學(xué)中與渦度相關(guān)的問(wèn)題。
展開(kāi) ANSYS FLUENT 多相流模型 附ANSYS Fluent Customization
在多相流中，相被定義為一種對(duì)浸沒(méi)其中的流體及勢(shì)場(chǎng)有特定的慣性響應(yīng)及相互作用的可分辨的物質(zhì)。例如，同一種物質(zhì)的不同尺寸顆粒都可以被看作不同的相，因?yàn)橄嗤叽绲念w粒集合對(duì)流場(chǎng)具有相似的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
多相流具有多種存在方式，以兩相體系為例，可分為：氣液多相體系；氣固多相體系；液固多相體系；不相溶的液液體系。
FLUENT中的多相流模型
ANSYS FLUENT 提供了豐富的多相流模型，被廣泛應(yīng)用于能源化工、環(huán)境工程、冶金礦山、汽車、航空航天、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)：
? Lagrangian Dispersed Phase Model (DPM)
? Volume of Fluid model (VOF)
? Eulerian Model
? Mixture Model
DPM模型：追蹤離散顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，如噴霧干燥爐、煤粉爐、液體燃料噴霧燃燒等，顆粒噴入后，可以和連續(xù)相間進(jìn)行熱量、質(zhì)量和動(dòng)量的傳遞；
FLUENT中引入的DDPM模型和EDM模型，更有效的考慮了顆粒間的相互碰撞和彈性力等因素，能很好的模擬密相顆粒流。
展開(kāi) 流體工程師必讀的六種主要理論模型!
大氣、海水既是一種斜壓流體，而且受到科氏力的作用（雖然很小，但對(duì)這種大尺度的運(yùn)動(dòng)影響很大）再加上大氣、海水的黏性，使得在大氣、海洋中產(chǎn)生大大小小各種尺度的渦旋。
2. 無(wú)旋流動(dòng)模型
無(wú)旋流動(dòng)是流場(chǎng)中各質(zhì)點(diǎn)無(wú)旋轉(zhuǎn)的流體運(yùn)動(dòng)。自然界中無(wú)旋運(yùn)動(dòng)很難見(jiàn)到，因?yàn)?em>流體通常是斜壓的，有黏性的，科里奧利力（非有勢(shì)力）也可能在起作用。這都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生渦，然而有一些假設(shè)下或某種近似時(shí)流動(dòng)可視為無(wú)旋的，后面將會(huì)看到，無(wú)黏性止壓流體在有勢(shì)力的作用下，均勻來(lái)流繞物體的流動(dòng)及從靜止開(kāi)始的流動(dòng)都將是無(wú)旋的。例如機(jī)翼繞流，水波運(yùn)動(dòng)等都認(rèn)為是一種無(wú)旋運(yùn)動(dòng)，這類流動(dòng)在工程中經(jīng)常遇到，具有重要意義。在無(wú)旋的條件下，就有速度勢(shì)存在，再在流體不可壓時(shí)，得到了速度勢(shì)的拉普拉斯方程，數(shù)學(xué)上有成熟的處理方法，因此無(wú)旋運(yùn)動(dòng)是一種廣泛應(yīng)用的簡(jiǎn)化模型。
五、重力流體與非重力流體模型
在液體流動(dòng)中，重力的作用一般是要考慮的，對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的流體，慣性力較小，重力是影響流體運(yùn)動(dòng)的主要因素，尤其是在海洋或大氣運(yùn)動(dòng)中，更是如此。此外，在有自由面及因密度分布不均勻而引起的流體運(yùn)動(dòng)中，重力也起主要作用，但在高速氣流運(yùn)動(dòng)中，由于慣性力比重力大得多，重力常常被忽略。
展開(kāi) 
STAR-CCM+系泊問(wèn)題：漂浮式海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖裝置系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)
01
計(jì)算理論及模型
1.1 時(shí)域計(jì)算方法
對(duì)于研究浮體在波浪下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先需要求解流場(chǎng)速度勢(shì)[10]。通過(guò)線型疊加入射勢(shì)、輻射勢(shì)及繞射勢(shì)，以此來(lái)表示浮體周圍流場(chǎng)的總速度勢(shì)：
式中：Φ1(x,y,z,t)為入射波速度勢(shì)；ΦR(x,y,z,t)為輻射速度勢(shì)；ΦD(x,y,z,t)為繞射速度勢(shì)；(x,y,z)為流場(chǎng)中的位置坐標(biāo)；t為時(shí)間。
結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)邊界條件、動(dòng)力學(xué)條件、遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件以及物體表面邊界條件，最終得到總速度勢(shì)定解條件，見(jiàn)式（2），
其中：n為物面法向量；i為虛數(shù)單位；g為重力加速度；k為波數(shù)，滿足k=ω2/g；vn為浮體濕表面S0的法向速度；ω為波浪頻率。
式（2）為速度勢(shì)的定解條件，入射波的速度勢(shì)已知后，即可求得輻射速度勢(shì)和繞射速度勢(shì)。將浮體所受波浪力分成3種力，即入射、繞射和輻射，而入射波浪力與繞射波浪力構(gòu)成波浪激勵(lì)力。通過(guò)所得輻射勢(shì)和繞射勢(shì)，求解浮體的波浪力，進(jìn)而建立浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程，見(jiàn)式（3）。
式（3）中：m為浮體質(zhì)量；λa為額外阻尼系數(shù)；μij為附加質(zhì)量；λij為輻射阻尼；K為靜水回復(fù)系數(shù)；Ka為額外剛度系數(shù)；xi為浮體的位移；F為波浪激勵(lì)力。
之后將浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程轉(zhuǎn)換為時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程。當(dāng)浮體進(jìn)行六自由度微幅運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)看成一系列脈沖運(yùn)動(dòng)。將浮體周圍的速度勢(shì)進(jìn)行疊加求解。
展開(kāi) ANSYS AQWA系泊分析：漂浮式海洋牧場(chǎng)養(yǎng)殖裝置系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)
01
計(jì)算理論及模型
1.1 時(shí)域計(jì)算方法
對(duì)于研究浮體在波浪下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先需要求解流場(chǎng)速度勢(shì)[10]。通過(guò)線型疊加入射勢(shì)、輻射勢(shì)及繞射勢(shì)，以此來(lái)表示浮體周圍流場(chǎng)的總速度勢(shì)：
式中：Φ1(x,y,z,t)為入射波速度勢(shì)；ΦR(x,y,z,t)為輻射速度勢(shì)；ΦD(x,y,z,t)為繞射速度勢(shì)；(x,y,z)為流場(chǎng)中的位置坐標(biāo)；t為時(shí)間。
結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)邊界條件、動(dòng)力學(xué)條件、遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件以及物體表面邊界條件，最終得到總速度勢(shì)定解條件，見(jiàn)式（2），
其中：n為物面法向量；i為虛數(shù)單位；g為重力加速度；k為波數(shù)，滿足k=ω2/g；vn為浮體濕表面S0的法向速度；ω為波浪頻率。
式（2）為速度勢(shì)的定解條件，入射波的速度勢(shì)已知后，即可求得輻射速度勢(shì)和繞射速度勢(shì)。將浮體所受波浪力分成3種力，即入射、繞射和輻射，而入射波浪力與繞射波浪力構(gòu)成波浪激勵(lì)力。通過(guò)所得輻射勢(shì)和繞射勢(shì)，求解浮體的波浪力，進(jìn)而建立浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程，見(jiàn)式（3）。
式（3）中：m為浮體質(zhì)量；λa為額外阻尼系數(shù)；μij為附加質(zhì)量；λij為輻射阻尼；K為靜水回復(fù)系數(shù)；Ka為額外剛度系數(shù)；xi為浮體的位移；F為波浪激勵(lì)力。
之后將浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程轉(zhuǎn)換為時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程。當(dāng)浮體進(jìn)行六自由度微幅運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)看成一系列脈沖運(yùn)動(dòng)。將浮體周圍的速度勢(shì)進(jìn)行疊加求解。
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ANSYS鋼筋混凝土非線性分析系列教程
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水哥ANSYS入門經(jīng)典案例50講
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基于ANSYS鋼-混組合梁非線性分析
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基于ANSYS斜拉橋有限元分析系列教程
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ANSYS Mesh網(wǎng)格劃分教程——隨波逐流
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【02】ANSYS重力壩分析
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【01】基于ANSYS的鋼筋混凝土梁開(kāi)裂過(guò)程模擬(分離式建模)教程
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【05】附加質(zhì)量/勢(shì)流體在
展開(kāi) CFD分析主要流程
本節(jié)將講述在對(duì)稱面上對(duì)流體的處理方式。在對(duì)稱邊界上不需要設(shè)定任何邊界條件，但是必須正確定義對(duì)稱邊界的位置。
流體條件
流體區(qū)域是網(wǎng)格單元的集合，所有需要求解的方程都要在流體區(qū)域上被求解。流體區(qū)域上需要輸入的唯一信息是流體的材料性質(zhì)，即在計(jì)算之前必須指定流體區(qū)域中包含何種流體。
固體條件
固體區(qū)域是這樣一類網(wǎng)格的集合，在這個(gè)區(qū)域上只有熱傳導(dǎo)問(wèn)題被求解，與流場(chǎng)相關(guān)的方程則無(wú)需在此求解。被設(shè)定為“固體”的區(qū)域?qū)嶋H上可能是流體，只是這個(gè)流體上被假定沒(méi)有對(duì)流過(guò)程發(fā)生。在固體區(qū)域上需要輸入的信息只有固體的材料性質(zhì)。必須指明固體的材料性質(zhì)，以便計(jì)算中可以使用正確的材料信息。還可以在固體區(qū)域上設(shè)定熱生成率，或固定的溫度值。也可以定義固體區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。如果在固體區(qū)域周圍存在周期性邊界，還需要指定轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
多孔介質(zhì)條件
很多問(wèn)題中包含多孔介質(zhì)的計(jì)算，比如流場(chǎng)中包括過(guò)濾紙、分流器、多孔板和管道集陣等邊界時(shí)就需要使用多孔介質(zhì)條件。在計(jì)算中可以定義某個(gè)區(qū)域或邊界為多孔介質(zhì)，并通過(guò)參數(shù)輸入定義通過(guò)多孔介質(zhì)后流體的壓力降。在熱平衡假設(shè)下，也可以確定多孔介質(zhì)的熱交換過(guò)程。
求解器
物理模型
在CFD建模過(guò)程中，需要根據(jù)計(jì)算的問(wèn)題選擇適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停锢砟Ｐ桶ㄍ牧髂Ｐ汀⒍嘞嗔髂Ｐ汀⑤椛淠Ｐ汀⒔M分輸運(yùn)和反應(yīng)模型、噪聲模型等。
湍流模型
湍流出現(xiàn)在速度變動(dòng)的地方。這種波動(dòng)使得流體介質(zhì)之間相互交換動(dòng)量、能量和濃度變化，而且引起了數(shù)量的波動(dòng)。由于這種波動(dòng)是小尺度且是高頻率的，所以在實(shí)際工程計(jì)算中直接模擬的話對(duì)計(jì)算機(jī)的要求會(huì)很高。實(shí)際上瞬時(shí)控制方程可能在時(shí)間上、空間上是均勻的，或者可以人為的改變尺度，這樣修改后的方程耗費(fèi)較少的計(jì)算機(jī)。但是，修改后的方程可能包含有我們所不知的變量，湍流模型需要用已知變量來(lái)確定這些變量。
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