CFD分析的案例
使用 ANSYS Fluent 掌握 CFD 分析 ￥15
第 1 單元：使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分進(jìn)行 CFD 流動(dòng)分析：（i） 課程簡(jiǎn)介（ii） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)殼管換熱器進(jìn)行 CFD 傳熱分析（iii） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)逆流換熱器進(jìn)行 CFD 傳熱分析 （iv） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)錯(cuò)流換熱器進(jìn)行 CFD 傳熱分析 （v） 通過(guò)冷凝器換熱器進(jìn)行 CFD 傳熱分析ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分（vi） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)板式換熱器進(jìn)行 CFD 傳熱分析（vii） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)表面冷凝器進(jìn)行 CFD 傳熱分析（viii） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)特殊類(lèi)型換熱器進(jìn)行 CFD 流體混合（ix） 使用 ANSYS Fluent 容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)排氣歧管進(jìn)行 CFD 傳熱分析 （x） CFD 傳熱分析使用ANSYS Fluent容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行裂解（習(xí)） 使用ANSYS Fluent容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)風(fēng)洞進(jìn)行CFD傳熱分析（xii） 使用ANSYS Fluent容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)文丘里計(jì)進(jìn)行CFD傳熱分析（xiii） 使用ANSYS Fluent容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)擴(kuò)展器進(jìn)行CFD傳熱分析（xiv） 使用ANSYS Fluent容錯(cuò)網(wǎng)格劃分通過(guò)熱管進(jìn)行CFD傳熱分析（xv） CFD共軛傳熱分析使用ANSYS Fluent Fault Tolerant網(wǎng)格劃分單元2：使用ANSYS Fluent Watertight Geometry進(jìn)行CFD流動(dòng)分析：（i） 通過(guò)風(fēng)洞的CFD防水幾何工作流程（ii） 使用ANSYS Fluent水密幾何的CFD異質(zhì)流體混合單元3：使用常規(guī)ANSYS Fluent Flow進(jìn)行CFD流動(dòng)分析（i）使用
展開(kāi) 告別低效CFD分析！FLOEFD：CAD嵌入式熱仿真，讓研發(fā)周期縮短75%
<p><strong>FLOEFD：熱仿真效率新標(biāo)桿</strong></p><p><strong>告別低效CFD分析！FLOEFD：CAD嵌入式熱仿真，讓研發(fā)周期縮短75%</strong></p><p>在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域，流體流動(dòng)與熱傳導(dǎo)仿真（CFD）是保障產(chǎn)品性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)CFD分析卻常年陷入“低效困境”：CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換耗時(shí)久、網(wǎng)格劃分動(dòng)輒數(shù)天、仿真只能在設(shè)計(jì)后期介入，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題返工成本極高，成為研發(fā)流程中的“拖油瓶”。</p><p>而Simcenter FLOEFD的出現(xiàn)，徹底打破了這一僵局——作為一款完全嵌入CAD環(huán)境的CFD軟件，它將熱仿真分析前置到設(shè)計(jì)早期，為工程師打造了“CAD內(nèi)一站式完成流熱分析”的高效解決方案。</p><p><strong>原生CAD適配，從源頭省時(shí)間</strong></p><p>FLOEFD深度兼容NX、Solid Edge、CATIA、Creo等主流CAD軟件，無(wú)需轉(zhuǎn)換CAD幾何體即可直接開(kāi)展流體流動(dòng)與熱傳導(dǎo)分析。這一特性徹底消除了傳統(tǒng)CFD分析中“數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換”的耗時(shí)環(huán)節(jié)，工程師無(wú)需在CAD與仿真軟件間反復(fù)切換，設(shè)計(jì)與仿真的銜接效率提升數(shù)倍。更重要的是，原生CAD幾何體的直接使用，避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中模型失真的問(wèn)題，為仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性筑牢基礎(chǔ)。</p><p><strong>早階仿真介入，研發(fā)周期直降65-75%</strong></p><p>傳統(tǒng)CFD分析往往只能在設(shè)計(jì)定型后開(kāi)展，而FLOEFD支持在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)早期就完成流熱仿真與分析。工程師可基于設(shè)計(jì)初稿快速評(píng)估幾何體、邊界條件修改對(duì)產(chǎn)品性能的影響，提前發(fā)現(xiàn)并解決流熱問(wèn)題，避免后期大規(guī)模返工。數(shù)據(jù)顯示，相比普通CFD方法，F(xiàn)LOEFD可將研發(fā)時(shí)間縮短65-75%，大幅降低研發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市節(jié)奏。
展開(kāi) ALGOR的CFD模塊：流體流動(dòng)分析更加容易
進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力分析時(shí)(CFD), 工程師首先需要建立一個(gè)虛擬模型以預(yù)測(cè)流體的流動(dòng)方式以及它們對(duì)周?chē)佑|結(jié)構(gòu)的影響作用。為了分析各種系統(tǒng)內(nèi)流體的流動(dòng)模式，工程師首先需要了解系統(tǒng)的物理特征：如管道的尺寸，泵的位置，進(jìn)口的面積和閥門(mén)信息等。此外還需定義流體特征，包括流體的流速，黏度等。用戶(hù)所輸入的參數(shù)信息以及其它確定的或猜測(cè)的數(shù)據(jù)都將會(huì)最終的模擬結(jié)果產(chǎn)生直接的嚴(yán)重的影響。因此這里將闡述說(shuō)明一些在設(shè)置和執(zhí)行CFD分析過(guò)程中需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題。
我的CAD模型是否可以直接使用?
目前基于CAD設(shè)計(jì)通過(guò)自動(dòng)流體模型的建立，已經(jīng)使得CFD分析變得更為容易。 結(jié)構(gòu)體可以很方便地從CAD模型導(dǎo)入到FEA模型，工程師通常所需做的就是在FEA模型中建立系統(tǒng)的流體部分。現(xiàn)在，流體部分模型也可以基于結(jié)構(gòu)的幾何形狀自動(dòng)的完成建模功能。
CFD現(xiàn)在允許基于CAD固體模型對(duì)流體介質(zhì)的自動(dòng)建模。用戶(hù)只需通過(guò)內(nèi)嵌的對(duì)話(huà)框簡(jiǎn)單指定流體介質(zhì)邊界的表面；在執(zhí)行CFD分析時(shí)，ALGOR軟件可以自動(dòng)創(chuàng)立新的部件。這使得流體流動(dòng)系統(tǒng)的建模更加容易快捷。上圖顯示的為一個(gè)通過(guò)SolidWorks建模的氣缸的氣門(mén)組件（左）；然后用戶(hù)在FEMPRO中指定用于建立流體介質(zhì)模型的表面（中）；則在CFD執(zhí)行分析時(shí)新的部件會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建（右）。
展開(kāi) 案例分析 | 使用Cradle CFD評(píng)估韓國(guó)摩天大樓中的風(fēng)力渦輪機(jī)
作者：Jonas Wirgart, PMM Cradle CFD
世界上最高的建筑是阿聯(lián)酋迪拜的哈利法塔,高達(dá)829.8米（2722英尺），與大多數(shù)此類(lèi)建筑物一樣，坐落于人口密集的城市地區(qū)。這會(huì)影響建筑物周?chē)娘L(fēng)向及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。但是，這樣的高層建筑也為規(guī)劃者和設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，需要重新考慮設(shè)計(jì)，考慮在城市景觀(guān)中產(chǎn)生可再生能源的可持續(xù)性問(wèn)題。由韓國(guó)能源研究所和CEDIC Ltd（ref 1）領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用Cradle CFD的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）工具進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究，研究了這種摩天大樓中的建筑物集成風(fēng)力渦輪機(jī)（BIWT）的可行性，以此給局部地區(qū)發(fā)電，降低碳排放。
可再生能源是可持續(xù)和環(huán)保能源生產(chǎn)的一個(gè)明顯的標(biāo)志，如果可以將其集成到建筑物中，在源頭使用并且在設(shè)計(jì)階段可行，那么它將是未來(lái)的一個(gè)重大可持續(xù)性創(chuàng)新。作者（ref1）首先研究了巴林世界貿(mào)易中心，該建筑于2008年建成，被認(rèn)為是第一個(gè)現(xiàn)代BIWT。它有一個(gè)240 m，50層高的，具有對(duì)稱(chēng)三角形的雙子大樓，其形狀和布局旨在利用風(fēng)能，而不僅僅是將風(fēng)力渦輪機(jī)集成到建筑物中（見(jiàn)圖 1）。
（a）風(fēng)力渦輪機(jī)正面的照片；
（b）地面上方100 m的垂直橫截面上的風(fēng)速云圖
（來(lái)自作者的CFD分析）
圖 1. 巴林世界貿(mào)易中心流量分析
它被認(rèn)為是建筑物增強(qiáng)型風(fēng)力渦輪機(jī)（BAWT），是一種比BIWT更激進(jìn)的概念。如建筑物照片所示，并根據(jù)Cradle CFD的分析結(jié)果，在連接三角形雙塔的橋上安裝了直徑29 m，容量225 kW的3葉片水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，該橋以?xún)?nèi)角對(duì)稱(chēng) 大約120° 由于巴林世界貿(mào)易中心位于阿拉伯海岸附近，因此建筑物的中心會(huì)發(fā)生經(jīng)典的“文丘里”效應(yīng)，當(dāng)海風(fēng)吹拂建筑物時(shí)，風(fēng)將加速通過(guò)雙子塔形成的喉部。
展開(kāi) 
案例分析 | 使用Cradle CFD評(píng)估韓國(guó)摩天大樓中的風(fēng)力渦輪機(jī)
作者：Jonas Wirgart, PMM Cradle CFD
世界上最高的建筑是阿聯(lián)酋迪拜的哈利法塔,高達(dá)829.8米（2722英尺），與大多數(shù)此類(lèi)建筑物一樣，坐落于人口密集的城市地區(qū)。這會(huì)影響建筑物周?chē)娘L(fēng)向及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。但是，這樣的高層建筑也為規(guī)劃者和設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，需要重新考慮設(shè)計(jì)，考慮在城市景觀(guān)中產(chǎn)生可再生能源的可持續(xù)性問(wèn)題。由韓國(guó)能源研究所和CEDIC Ltd（ref 1）領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用Cradle CFD的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）工具進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究，研究了這種摩天大樓中的建筑物集成風(fēng)力渦輪機(jī)（BIWT）的可行性，以此給局部地區(qū)發(fā)電，降低碳排放。
可再生能源是可持續(xù)和環(huán)保能源生產(chǎn)的一個(gè)明顯的標(biāo)志，如果可以將其集成到建筑物中，在源頭使用并且在設(shè)計(jì)階段可行，那么它將是未來(lái)的一個(gè)重大可持續(xù)性創(chuàng)新。作者（ref1）首先研究了巴林世界貿(mào)易中心，該建筑于2008年建成，被認(rèn)為是第一個(gè)現(xiàn)代BIWT。它有一個(gè)240 m，50層高的，具有對(duì)稱(chēng)三角形的雙子大樓，其形狀和布局旨在利用風(fēng)能，而不僅僅是將風(fēng)力渦輪機(jī)集成到建筑物中（見(jiàn)圖 1）。
（a）風(fēng)力渦輪機(jī)正面的照片；
（b）地面上方100 m的垂直橫截面上的風(fēng)速云圖
（來(lái)自作者的CFD分析）
圖 1. 巴林世界貿(mào)易中心流量分析
它被認(rèn)為是建筑物增強(qiáng)型風(fēng)力渦輪機(jī)（BAWT），是一種比BIWT更激進(jìn)的概念。如建筑物照片所示，并根據(jù)Cradle CFD的分析結(jié)果，在連接三角形雙塔的橋上安裝了直徑29 m，容量225 kW的3葉片水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，該橋以?xún)?nèi)角對(duì)稱(chēng) 大約120° 由于巴林世界貿(mào)易中心位于阿拉伯海岸附近，因此建筑物的中心會(huì)發(fā)生經(jīng)典的“文丘里”效應(yīng)，當(dāng)海風(fēng)吹拂建筑物時(shí)，風(fēng)將加速通過(guò)雙子塔形成的喉部。
展開(kāi) 案例分析 | 使用Cradle CFD評(píng)估韓國(guó)摩天大樓中的風(fēng)力渦輪機(jī)
作者：Jonas Wirgart, PMM Cradle CFD
世界上最高的建筑是阿聯(lián)酋迪拜的哈利法塔,高達(dá)829.8米（2722英尺），與大多數(shù)此類(lèi)建筑物一樣，坐落于人口密集的城市地區(qū)。這會(huì)影響建筑物周?chē)娘L(fēng)向及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。但是，這樣的高層建筑也為規(guī)劃者和設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，需要重新考慮設(shè)計(jì)，考慮在城市景觀(guān)中產(chǎn)生可再生能源的可持續(xù)性問(wèn)題。由韓國(guó)能源研究所和CEDIC Ltd（ref 1）領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用Cradle CFD的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）工具進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究，研究了這種摩天大樓中的建筑物集成風(fēng)力渦輪機(jī)（BIWT）的可行性，以此給局部地區(qū)發(fā)電，降低碳排放。
可再生能源是可持續(xù)和環(huán)保能源生產(chǎn)的一個(gè)明顯的標(biāo)志，如果可以將其集成到建筑物中，在源頭使用并且在設(shè)計(jì)階段可行，那么它將是未來(lái)的一個(gè)重大可持續(xù)性創(chuàng)新。作者（ref1）首先研究了巴林世界貿(mào)易中心，該建筑于2008年建成，被認(rèn)為是第一個(gè)現(xiàn)代BIWT。它有一個(gè)240 m，50層高的，具有對(duì)稱(chēng)三角形的雙子大樓，其形狀和布局旨在利用風(fēng)能，而不僅僅是將風(fēng)力渦輪機(jī)集成到建筑物中（見(jiàn)圖 1）。
（a）風(fēng)力渦輪機(jī)正面的照片；
（b）地面上方100 m的垂直橫截面上的風(fēng)速云圖
（來(lái)自作者的CFD分析）
圖 1. 巴林世界貿(mào)易中心流量分析
它被認(rèn)為是建筑物增強(qiáng)型風(fēng)力渦輪機(jī)（BAWT），是一種比BIWT更激進(jìn)的概念。如建筑物照片所示，并根據(jù)Cradle CFD的分析結(jié)果，在連接三角形雙塔的橋上安裝了直徑29 m，容量225 kW的3葉片水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，該橋以?xún)?nèi)角對(duì)稱(chēng) 大約120° 由于巴林世界貿(mào)易中心位于阿拉伯海岸附近，因此建筑物的中心會(huì)發(fā)生經(jīng)典的“文丘里”效應(yīng)，當(dāng)海風(fēng)吹拂建筑物時(shí)，風(fēng)將加速通過(guò)雙子塔形成的喉部。
展開(kāi) 干貨 | ANSYS瞬態(tài)CFD分析方法—流體自控振蕩器的仿真
由于CFD分析的計(jì)算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發(fā)效率。但實(shí)際中，由于物體運(yùn)動(dòng)、邊界條件改變或流動(dòng)自身特性等原因，流動(dòng)現(xiàn)象都是隨時(shí)間變化而變化的，這就必須進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來(lái)了解下如何使用ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。
圖1顯示的是一個(gè)振蕩器結(jié)構(gòu)，為了減少計(jì)算量，我們采用2D模型來(lái)分析。由于康達(dá)效應(yīng)的影響，入口射流會(huì)有偏向一側(cè)曲面的趨勢(shì)，而結(jié)構(gòu)又是對(duì)稱(chēng)的，因此射流一開(kāi)始會(huì)隨機(jī)偏向任意一側(cè)。當(dāng)流體偏向某一側(cè)的時(shí)候，由于結(jié)構(gòu)存在反饋回路（紅色虛線(xiàn)），反饋流體會(huì)對(duì)入口射流產(chǎn)生干擾，使得射流偏向另一側(cè)。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會(huì)在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)之間不斷來(lái)回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個(gè)明顯的瞬態(tài)現(xiàn)象，需要進(jìn)行瞬態(tài)分析。
圖1 流體自控振蕩器結(jié)構(gòu)圖
瞬態(tài)分析有兩點(diǎn)是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩(wěn)態(tài)分析的初始值不同，瞬態(tài)分析的初始值是有實(shí)際物理意義的，表示瞬態(tài)現(xiàn)象在0時(shí)刻的物理狀態(tài)，對(duì)于流動(dòng)內(nèi)部自發(fā)的瞬態(tài)現(xiàn)象，可以先求解一個(gè)穩(wěn)態(tài)解作為瞬態(tài)分析的初始值。
2、 合理設(shè)定時(shí)間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網(wǎng)格長(zhǎng)度，V為特征速度。
所以，我們先按穩(wěn)態(tài)模型設(shè)置的過(guò)程求解出一個(gè)穩(wěn)態(tài)解。
展開(kāi) 4個(gè)案例帶你深入了解發(fā)動(dòng)機(jī)的CFD分析
因此對(duì)于油泵的冷啟動(dòng)自吸性能的分析顯得十分重要。
油泵作為容積式運(yùn)動(dòng)機(jī)械，進(jìn)行CFD分析時(shí)需要構(gòu)建結(jié)構(gòu)網(wǎng)格并描述動(dòng)網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)，傳統(tǒng)CFD軟件難以完成。此外在低溫環(huán)境下油品粘度加大，不能以牛頓流體介質(zhì)對(duì)待，油泵吸油過(guò)程存在氣液兩相，油泵是否能正常吸油需要利用多相流的分析手段進(jìn)行分析，因此數(shù)值求解難度加大。
PumpLinx作為專(zhuān)業(yè)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械CFD工具，內(nèi)置有專(zhuān)業(yè)的泵模板可快速完成泵的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分和動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置。同時(shí)PumpLinx內(nèi)置有非牛流體模型和基于VOF的多相流分析模型可以較好地實(shí)現(xiàn)泵的自吸過(guò)程的分析。
圖13 油泵自吸模擬
圖14 油液高度隨時(shí)間變化對(duì)比結(jié)果
總結(jié)
PumpLinx作為專(zhuān)業(yè)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械分析工具，不僅可以快速完成運(yùn)動(dòng)機(jī)械的單個(gè)部件分析，對(duì)于系統(tǒng)級(jí)的分析也能很好地適應(yīng)，其前處理時(shí)間和計(jì)算求解時(shí)間均在可接受范圍內(nèi)，可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)獲得豐富的數(shù)據(jù)結(jié)果指導(dǎo)設(shè)計(jì)。值得一提的是，上述系統(tǒng)級(jí)分析的案例對(duì)于計(jì)算機(jī)配置并沒(méi)有特別高的要求，大部分案例的計(jì)算均在下述配置的電腦上完成。
圖15 機(jī)器配置
文章來(lái)源：海基科技
展開(kāi) 干貨 | ANSYS瞬態(tài)CFD分析方法—流體自控振蕩器的仿真
由于CFD分析的計(jì)算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發(fā)效率。但實(shí)際中，由于物體運(yùn)動(dòng)、邊界條件改變或流動(dòng)自身特性等原因，流動(dòng)現(xiàn)象都是隨時(shí)間變化而變化的，這就必須進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來(lái)了解下如何使用ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。
圖1顯示的是一個(gè)振蕩器結(jié)構(gòu)，為了減少計(jì)算量，我們采用2D模型來(lái)分析。由于康達(dá)效應(yīng)的影響，入口射流會(huì)有偏向一側(cè)曲面的趨勢(shì)，而結(jié)構(gòu)又是對(duì)稱(chēng)的，因此射流一開(kāi)始會(huì)隨機(jī)偏向任意一側(cè)。當(dāng)流體偏向某一側(cè)的時(shí)候，由于結(jié)構(gòu)存在反饋回路（紅色虛線(xiàn)），反饋流體會(huì)對(duì)入口射流產(chǎn)生干擾，使得射流偏向另一側(cè)。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會(huì)在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)之間不斷來(lái)回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個(gè)明顯的瞬態(tài)現(xiàn)象，需要進(jìn)行瞬態(tài)分析。
圖1 流體自控振蕩器結(jié)構(gòu)圖
瞬態(tài)分析有兩點(diǎn)是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩(wěn)態(tài)分析的初始值不同，瞬態(tài)分析的初始值是有實(shí)際物理意義的，表示瞬態(tài)現(xiàn)象在0時(shí)刻的物理狀態(tài)，對(duì)于流動(dòng)內(nèi)部自發(fā)的瞬態(tài)現(xiàn)象，可以先求解一個(gè)穩(wěn)態(tài)解作為瞬態(tài)分析的初始值。
2、 合理設(shè)定時(shí)間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網(wǎng)格長(zhǎng)度，V為特征速度。
所以，我們先按穩(wěn)態(tài)模型設(shè)置的過(guò)程求解出一個(gè)穩(wěn)態(tài)解。
展開(kāi) 共享《計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用》
清華大學(xué)出版社的《計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用》
從流體力學(xué)基本概念到軟件應(yīng)用和實(shí)例都有，內(nèi)容翔實(shí)。經(jīng)典好書(shū)！
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計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用_王福軍.part6.rar
展開(kāi) CFD（計(jì)算流體力學(xué)）在各行業(yè)中的應(yīng)用 附王福軍計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用下載
礦業(yè)與冶金
以濕法冶金應(yīng)用為例，CFD技術(shù)利用流體力學(xué)、傳熱學(xué)、冶金反應(yīng)工程學(xué)等多學(xué)科交叉模擬實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中難以檢測(cè)和控制的環(huán)節(jié)，避免了傳統(tǒng)的基于半經(jīng)驗(yàn)、半理論方法對(duì)攪拌釜內(nèi)多相流的預(yù)測(cè)缺陷，可節(jié)約成本、時(shí)間，以較小的代價(jià)達(dá)到優(yōu)化反應(yīng)設(shè)備、控制最佳反應(yīng)過(guò)程的目。
6. 水利水電
以水利水電工程中灌漿工程為例，CFD模擬分析比理論分析更為直觀(guān)和細(xì)致，其不僅可以了解灌漿結(jié)果，而且可連續(xù)動(dòng)態(tài)地展示整體和局部的漿液擴(kuò)散發(fā)展過(guò)程。CFD模擬分析比傳統(tǒng)試驗(yàn)研究具有更大的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，能綜合考慮更多的影響因素。CFD模擬分析可以揭示漿液在巖體裂隙和孔隙中的流動(dòng)規(guī)律，并可以為灌漿工程的有效性分析提供理論基礎(chǔ)。由于灌漿工程面臨地質(zhì)條件的不確定性和復(fù)雜性，施工過(guò)程工藝流程復(fù)雜，傳統(tǒng)的理論分析和經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)于指導(dǎo)灌漿工程存在很大困難，結(jié)果導(dǎo)致很多灌漿工程的質(zhì)量管控存在偏差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和啟發(fā)式算法等新技術(shù)的發(fā)展，灌漿預(yù)測(cè)研究日漸成為解決壩基灌漿質(zhì)量控制問(wèn)題的重要理論與技術(shù)手段。
7. 農(nóng)業(yè)
自20世紀(jì)90年代來(lái)，CFD技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，目前CFD技術(shù)已被證明是一種有效和成熟的工具，可用于分析受控環(huán)境農(nóng)業(yè)（設(shè)施農(nóng)業(yè)）中的流體動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和復(fù)雜的流體現(xiàn)象。目前CFD技術(shù)多應(yīng)用于溫室、畜牧舍、植物工廠(chǎng)內(nèi)部氣流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等環(huán)境模擬研究。
8. 生物醫(yī)學(xué)
以顱內(nèi)動(dòng)脈瘤分析為例，借助計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的手段，結(jié)合CT與MRI醫(yī)學(xué)影像可對(duì)真實(shí)病人顱內(nèi)動(dòng)脈瘤進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)分析，能夠分析出破裂的動(dòng)脈瘤有高壁面摩擦力（’WSS）、高切應(yīng)力震蕩指數(shù)（OSI）及明確的正負(fù)剪切力散度（’WSSD）分布。
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4/15 HyperWorks計(jì)算流體力學(xué)分析(CFD)解決方案AcuSolve介紹
主題：HyperWorks計(jì)算流體力學(xué)分析(CFD)解決方案AcuSolve介紹
時(shí)間：2014-4-15 9：30AM~11：30 AM
內(nèi)容介紹：Altair計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）求解器Acusolve是一款領(lǐng)先的基于有限元法的通用流體求解器，具有高穩(wěn)健性，速度快和精度高的特點(diǎn)。AcuSolve特點(diǎn)之一是對(duì)高度扭曲質(zhì)量差網(wǎng)格的兼容性使得其動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)穩(wěn)健性很高。
我們將主要介紹：
? Altair計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）求解器Acusolve
? 實(shí)例演示如何采用HyperMesh和AcuSolve完成CFD分析
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展開(kāi) CFD分析主要流程
CFD分析主要流程
計(jì)算流體力學(xué)發(fā)展到今天，基本理論和數(shù)值算法已較為成熟，已經(jīng)形成了一套較為規(guī)范的數(shù)值分析方法流程。大多數(shù)商業(yè)CFD軟件也基本是采用類(lèi)似的思路來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這些軟件通常由具有成熟的處理流體問(wèn)題的數(shù)值算法，用于輸入問(wèn)題參數(shù)的友好的用戶(hù)圖形界面和必要的圖形數(shù)據(jù)顯示所構(gòu)成。因此，一般完整的CFD分析軟件都提供了計(jì)算分析流程中主要的三大要素：
前處理
求解器
后處理
前處理
幾何建模
在任何CFD分析計(jì)算前，首選需要的是對(duì)流動(dòng)區(qū)域（即CFD計(jì)算域）的幾何形狀進(jìn)行定義和構(gòu)建。創(chuàng)建幾何模型是進(jìn)行計(jì)算流體模擬分析的基礎(chǔ)，建立良好的幾何模型既可以準(zhǔn)確的反應(yīng)所研究的物理對(duì)象，又能夠方便的進(jìn)行下一步網(wǎng)格劃分工作。
目前，創(chuàng)建幾何模型的方法主要有兩種：
通過(guò)網(wǎng)格生成軟件直接創(chuàng)建模型
目前主流的網(wǎng)格生成軟件都具備創(chuàng)建幾何模型的功能，通過(guò)這種方法創(chuàng)建的模型幾何精度高，但操作過(guò)程相對(duì)麻煩，創(chuàng)建復(fù)雜的幾何模型較為困難。
采用三維CAD軟件進(jìn)行幾何建模
先通過(guò)三維CAD軟件創(chuàng)建幾何模型，然后轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格生成軟件可以識(shí)別的接口文件導(dǎo)入網(wǎng)格生成軟件再進(jìn)行網(wǎng)格劃分。通過(guò)這種方法創(chuàng)建模型較為方便，能夠生成復(fù)雜的幾何模型。但是對(duì)于一些由設(shè)計(jì)人員繪制的三維模型，不可避免的存在一些曲面不封閉、存在多余斷線(xiàn)等問(wèn)題，因此，在導(dǎo)入網(wǎng)格軟件后必要時(shí)需要進(jìn)行簡(jiǎn)化和修復(fù)。
現(xiàn)在，各大CFD商業(yè)軟件也在不斷發(fā)展進(jìn)步完善豐富CFD分析流程，在軟件包中加入各種方便實(shí)用的CAD建模軟件。例如，ANSYS近年收購(gòu)的SpaceClaim軟件，這個(gè)模塊具備一般三維CAD軟件使用方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠保證創(chuàng)建的模型具備較高的幾何精度。SpaceClaim基于直接建模思想，易學(xué)易用，能夠顯著的提高建模效率，降低時(shí)間成本而且保證較高的建模精度。
展開(kāi) 如何使用湍流模型進(jìn)行建筑復(fù)雜外流場(chǎng)CFD仿真分析？
作者：曾社銓?zhuān)抡鎽?yīng)用工程師
來(lái)源：本文為安世亞太原創(chuàng)作品，上海安世亞太授權(quán)轉(zhuǎn)載
前言
對(duì)于建筑行業(yè)，在復(fù)雜的情況下，無(wú)法直接進(jìn)行實(shí)體試驗(yàn)及測(cè)量，而縮尺的實(shí)驗(yàn)既昂貴也同樣有誤差的問(wèn)題，因此CFD常用來(lái)作為建筑設(shè)計(jì)在做通風(fēng)分析、建筑物外流場(chǎng)分析的工具。通過(guò)對(duì)建筑外流場(chǎng)CFD分析，能得到建筑物表面的風(fēng)壓、建物對(duì)室外行人的影響以及為室外設(shè)備的位置設(shè)置等提供指導(dǎo)和建議。安世亞太自主開(kāi)發(fā)的CAE軟件PERA SIM具有非常優(yōu)秀的CFD仿真能力。針對(duì)復(fù)雜流體域，PERA SIM提供了多種湍流模型進(jìn)行復(fù)雜流場(chǎng)的捕捉，提供了全面的邊界條件應(yīng)付各種復(fù)雜工況，并提供魯棒性強(qiáng)且高精度的流體求解器。該案例應(yīng)用PERA SIM模擬建筑群風(fēng)環(huán)境，評(píng)估高層建筑風(fēng)載及其分布規(guī)律，詳細(xì)介紹PERA SIM的建筑外流場(chǎng)CFD仿真流程。
一、網(wǎng)格導(dǎo)入
PERA SIM的網(wǎng)格導(dǎo)入接口可以導(dǎo)入多種網(wǎng)格格式，本案例導(dǎo)入的是msh格式的網(wǎng)格文件。
PERA SIM Fluid網(wǎng)格導(dǎo)入接口
導(dǎo)入的網(wǎng)格文件是某小區(qū)建筑，如圖所示。為了精準(zhǔn)計(jì)算建筑物表面的壓力，建筑物表面和地面添加了5層的邊界層網(wǎng)格。
PERA SIM顯示建筑物外流場(chǎng)網(wǎng)格模型
二、材料賦予
建筑外流場(chǎng)的流體材料是空氣，PERA SIM提供材料創(chuàng)建界面，輸入空氣的密度和粘度。
PERA SIM材料創(chuàng)建
將創(chuàng)建好的空氣材料，賦予計(jì)算域。
材料賦予計(jì)算域
三、分析類(lèi)型
PERA SIM對(duì)于CFD分析，提供了穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析，對(duì)于本案例的建筑外流場(chǎng)，采用穩(wěn)態(tài)分析即可。參考?jí)毫υO(shè)置為一個(gè)大氣壓。由于建筑外流場(chǎng)屬于強(qiáng)迫流動(dòng)，不需要考慮重力的影響。
展開(kāi) 流動(dòng)與傳熱CFD分析小組
本小組成員均為清華大學(xué)流體流動(dòng)與傳熱相關(guān)專(zhuān)業(yè)優(yōu)秀博士及碩士研究生（已畢業(yè)及在讀），理論基礎(chǔ)扎實(shí)，且有相關(guān)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，熟練應(yīng)用Fluent（CFD分析軟件）、Flowmaster（一維流體系統(tǒng)仿真軟件）、HTFS（換熱器設(shè)計(jì)軟件）等熱工軟件，旨在為企業(yè)提供熱工問(wèn)題的分析與計(jì)算技術(shù)服務(wù)，諸如流動(dòng)分析、傳熱計(jì)算、CFD模擬、換熱器熱工設(shè)計(jì)等，目前已完成課題：超臨界壓力流體在微細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的流動(dòng)與換熱分析、超臨界壓力流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)與傳熱分析、U型管換熱器CFD模擬、反應(yīng)堆堆芯熱工水力問(wèn)題的三維CFD模擬，結(jié)果均得到客戶(hù)認(rèn)可與好評(píng)。有需要可通過(guò)以下方式與我們聯(lián)系：
E-mail: zhangyu_03@tsinghua.org.cn; maojie666@gmail.com
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