流線圖的案例
進階篇——ANSYS CFX計算結果來通過Tecplot 繪制云圖/流線圖 ￥25
使用的軟件版本為 ANSYS 2021 R1；
3.實現從BladeGen創建水泵模型，TurboGrid劃分網格，CFX完成數值計算，最后在實現導出結果到Tecplot繪制云圖/流線圖
4.額外說明，本文創建的模型及相關參數設置可能并不嚴謹，僅作為流程和方法來學習
Tecplot 繪制流線圖新——ANSYS CFX/Fluent計算結果中已經介紹了將CFX計算結果導入到Tecplot的方法，但是有時由于計算文件太大，導入到Tecplot后導致文件很大，如果只是出一部分云圖以及流線圖就會白白占用硬盤空間，本篇就是提供了一個解決這個問題的途徑
一、BladeGen創建水泵模型
二、TurboGrid劃分網格
最終結果如下
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展開 Tecplot 繪制流線圖新——ANSYS CFX/Fluent計算結果
本文要說的問題很簡單，其實就是直接導入res文件，再通過速度分量繪制流線即可。
關于使用ANSYS
C
FX
計算結果在Tecplot繪制流線圖的方法，在之前的教程中提到的是將.res文件轉換為.cgns文件（
https://blog.csdn.net/wing_of_lyre/article/details/93715180
），當然這一方法是可行的。但是，可以不轉嗎？
這里要介紹的是不需要轉換直接繪制流線圖的方法。
首先，查看Tecplot支持的數據格式是包含，ANSYS
CFX，即.res文件；
圖
1
既然可以導入，那么繪制流線是需要速度分量的，查一下幫助，速度分量就是U、
V
、W，那么下面就是正常的流線繪制過程，不做贅述。
圖
2
F
luent
與CFX不同之處在于.cas和.dat文件需要分別導入，且繪制流線時速度分量為X
Velocity
/
Y
Velocity。
圖
3
結果展示：
圖
4
特別說明，圖5中兩個圖并不是同一個例子。若有疑問可以通過轉換為.cgns文件的方法做出流線進行對比。
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展開 SDA脫硫塔煙道降阻分析
由于3#進口管道阻力較高，因此考慮提出導流方案對其進行適當優化，優化后管道內流線如下圖：
3#線進口管道優化方案內流線圖
添加導流后，管道內氣流的旋流程度明顯降低，氣流更加平順。進口管道阻力由699.2Pa降低到了421Pa，降低278.2Pa，降幅為39.8%，降幅顯著。
如何破解芯片封裝熱仿真技術“卡脖子”難題？
考慮流熱耦合問題；
雙熱阻封裝模塊中，中心節點功耗為 3W；
環境溫度為 30°C。
2、幾何模型
利用軟件自帶的智能模塊，快速建立所需幾何模型。
雙熱阻封裝算例幾何模型
雙熱阻封裝算例模型樹
3、仿真分析
3.1 網格剖分
本次采用默認Region-based網格劃分方式；
調整全局網格和局部網格設置；
全局網格設置
該案例中主要對重要器件進行局部網格設置，平面方向主要控制最大尺寸，厚度方向則是設置最小網格數，如芯片、板卡等。
局部網格設置
選擇【網格剖分】菜單下的【笛卡爾網格】，點擊進行網格剖分；
網格剖分完成后，選擇【載入網格】，可在【檢查網格】窗口中查看網格質量。
本次模型利用非結構化六面體網格剖分，長寬比33.3，非正交網格大于70的面個數為零，畸形度大于4的面個數為零，網格質量良好，滿足流熱耦合計算要求，如下圖所示。
3.2 模型與求解設置
電路板與雙熱阻封裝的屬性設置
求解設置
3.3 計算結果
本分析類型為穩態、流熱耦合計算。后處理結果可以通過云圖、流線圖、切片以及表格統計的形式進行直觀展示，同時使用方可以根據這些結果對產品的熱設計進行相關評估，后處理結果如下圖所示：
溫度云圖、流線圖
Z方向切片溫度云圖、流線圖
Y方向切片溫度云圖、流線圖
雙熱阻封裝計算結果統計
電路板計算結果統計
本案例采用導熱+對流的形式進行散熱，芯片的熱量分別通過散熱片和電路板進行導熱，而后風扇把散熱齒片和電路板上的熱量通過對流方式帶走。通過以上溫度云圖、流線圖以及統計表格可以得知，在30℃環境溫度下，主芯片殼溫溫升11.37℃，最終溫度達到41.37℃；結溫溫升為21.6℃，最終溫度達到51.6℃。
展開 
如何破解芯片封裝熱仿真技術“卡脖子”難題？
考慮流熱耦合問題；
雙熱阻封裝模塊中，中心節點功耗為 3W；
環境溫度為 30°C。
2.幾何模型
利用軟件自帶的智能模塊，快速建立所需幾何模型。
雙熱阻封裝算例幾何模型
雙熱阻封裝算例模型樹
3.仿真分析
3.1 網格剖分
本次采用默認Region-based網格劃分方式；
調整全局網格和局部網格設置；
全局網格設置
該案例中主要對重要器件進行局部網格設置，平面方向主要控制最大尺寸，厚度方向則是設置最小網格數，如芯片、板卡等。
局部網格設置
選擇【網格剖分】菜單下的【笛卡爾網格】，點擊進行網格剖分；
網格剖分完成后，選擇【載入網格】，可在【檢查網格】窗口中查看網格質量。
本次模型利用非結構化六面體網格剖分，長寬比33.3，非正交網格大于70的面個數為零，畸形度大于4的面個數為零，網格質量良好，滿足流熱耦合計算要求，如下圖所示。
3.2 模型與求解設置
電路板與雙熱阻封裝的屬性設置
求解設置
3.3 計算結果
本分析類型為穩態、流熱耦合計算。后處理結果可以通過云圖、流線圖、切片以及表格統計的形式進行直觀展示，同時使用方可以根據這些結果對產品的熱設計進行相關評估，后處理結果如下圖所示：
溫度云圖、流線圖
Z方向切片溫度云圖、流線圖
Y方向切片溫度云圖、流線圖
雙熱阻封裝計算結果統計
電路板計算結果統計
本案例采用導熱+對流的形式進行散熱，芯片的熱量分別通過散熱片和電路板進行導熱，而后風扇把散熱齒片和電路板上的熱量通過對流方式帶走。
展開 袋除塵器CFD模擬
2.2添加導流
圖9 速度流線圖
根據袋除塵器整體速度流線圖所示，煙氣在進口管道內均勻且平順，進入袋除塵器各個室的煙氣量也基本均勻，進入袋室后煙氣在導流板的作用下向四周均勻擴散，袋室內部煙氣流場較好。
圖8 濾袋外表面速度云圖
圖9 濾袋底面間隙速度云圖
根據以上云圖可以看出，在導流板的作用下，煙氣在袋除塵器進氣煙道內擴散均勻，濾袋底部間隙的最大速度為4.24m/s，濾袋與箱體間最大風速約為2m/s，濾袋外表面的最大風速為3.43m/s，滿足袋室風速要求。
圖10 袋室立面速度云圖
從上述袋室立面速度云圖可以看出，濾袋袋間的上升CAN速度基本在1m/s以內，符合袋除塵器設計及運行要求。
圖13 各個袋室流量
由以上數據可知，左右兩列袋除塵器分風均勻，各個袋室流量與平均流量的偏差，最大為1.1%，小于10%，滿足袋室分風偏差要求。
圖14 進出口壓力
除塵器本體（含濾袋）的阻力（in1到in2）約為581Pa，相對于添加導流前進氣管道阻力下降了約40Pa，滿足合同要求。
四、結論
綜上所述，在除塵器袋室側板進風的方式下，添加合適導流板后：
1. 該除塵器的濾袋外表面最大風速為3.43m/s，濾袋底部間隙最大風速約為2m/s，濾袋與箱體間最大風速約為3.4m/s；
2. 左右兩列除塵器分風平均偏差為0.1%，小于5%；各袋室流量與平均流量最大偏差為1.1%，小于10%；
3. 袋室內上升CAN速度基本小于1m/s；
4. 除塵器本體（含濾袋）阻力為581Pa。
以上數據均滿足袋除塵器流場參數的要求。
展開 袋除塵器CFD模擬設置及結果分析 ￥20
一、項目簡介
袋除塵器共6個灰斗，各灰斗對應2個袋室，共計12個袋室，進氣方式為袋室側板進風，進口為方煙道，進氣方式為斜向下進氣，對袋除塵器（含進出口管道）進行CFD模擬，分析其流場的各項參數，確保袋除塵器設計指標符合要求。
2、 模擬內容
1. 除塵器的濾袋外表面最大風速不大于5m/s；
2. 各袋室流量與平均流量最大偏差小于10%；
3. 袋室內上升CAN速度基本小于1m/s；
4. 除塵器本體（含濾袋）阻力小于800Pa。
三、計算模型及邊界條件
3.1模型建立
根據除塵器圖紙以1：1建立三維模型，包含除塵器本體（含實體濾袋等內部件）及進出氣口管道，濾袋網格尺寸為80mm，其余部分網格尺寸均為100mm，網格總數約1080萬，如下：
圖1 除塵器及進出氣口管道三維模型
注：積灰高度為灰斗整體高度的2/3。
3.2 邊界條件
計算參數如下，總煙氣量為300000Nm3/h，折算至160℃下工況煙氣量為475824m3/h。進口邊界條件為速度進口，進口速度為14.44m/s。出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標準k-ε模型，壁面函數為標準壁面函數，固壁面設置為無滑移壁面，濾袋設定為多孔介質邊界。
四、模擬結果及分析
4.1 整體速度流線圖
圖3 速度流線圖
根據袋除塵器整體速度流線圖所示，煙氣在進口管道內均勻且平順，進入袋除塵器各個室的煙氣量也基本均勻，位于同一個灰斗的兩個袋室中前部進口的風量略大于后部進口，在灰斗中前部袋室的煙氣有少部分流向后部袋室。進入袋室內煙氣向四周均勻擴散，袋室內部煙氣流場較好。
4.2 袋室側板進風口斷面速度云圖
展開 單邊袋除塵器模擬分析，給出粉塵在進口煙道內的重力沉降分析結論 ￥15
針對該袋除塵器的結構特點，為了保證袋除塵器各袋室分風及袋室內流場的均勻性，CFD數值模擬按照設備實際尺寸 1:1 的比例建立，主要完成數值模型建立、網格劃分、邊界條件確定、數值計算、結果分析等內容，并添加合適的導流板使其滿足要求。
按照袋除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 袋除塵器模型
圖中a1~a5為各個提升閥口的流量監測面。
計算參數如下，總煙氣量為65131 m3/h，煙氣溫度為190℃；
煙氣進口邊界條件為速度進口（velocity-inlet）；
煙氣出口outlet邊界條件為壓力出口（pressure-outlet），壓力值為0 Pa；
濾袋設置為多孔介質（porous zone）；
本次模擬湍流模型采用標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動。
經CFD模擬，本項目袋除塵器運行時的流線圖如下：
圖2 速度流線圖
各個袋室的煙氣流量如下：
圖3 各監測面流量
從速度流線圖可以看出，煙氣進入除塵器后，經過進口導流板的導流作用，煙氣相對均勻的向下流動，靠近進口袋室處斜煙道內風速在8m/s~11m/s之間（箭頭處）；煙氣進入各袋室灰斗后經過灰斗導流板進行擴散，煙氣較為均勻地向上流動進入袋室，各個袋室煙氣量與平均流量的最大偏差約為1.54%。根據重力沉降速度的斯托克斯表達式：
展開 【AICFD案例教程】IGBT對流換熱分析
圖5-2 結果更新
3）可視化結果
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，設置等級參數256，點擊應用，讀取溫度云圖，可以看出芯片最高溫度可達342K，水冷管入口流體溫度在295K。
圖5-3 溫度云圖
② 速度流線圖
單擊菜單欄后處理>流線圖，設置管道流場速度流線圖，可以看到流體流向，流體沿水冷管流動，最高速度可達9.86m/s。
圖5-4 流線圖
案例解析|某無人機氣動分析計算
機翼表面流線圖
圖14、15展示了該型號無人機機翼部分的流線圖，在5攻角下翼身連接處流動產生明顯分離；在機翼末梢，翼梢小翼設計有效地防止了流動分離線上的出現，這對于提升飛機升力特性具有很大的貢獻。
（a）0度攻角
（b）2度攻角
（c）5度攻角
圖16. 尾翼處流線圖
（c）5度攻角
圖17.
展開 【AICFD案例操作】汽車外氣動分析
*圖5-6 表面壓力云圖
② 速度流線圖
樹節點勾選WALL顯示汽車表面，單擊菜單欄 后處理> 流線圖，設置汽車外流場速度流線圖。
圖5-7 流線圖
【AICFD案例教程】進氣歧管分析
圖5-3 壓力云圖
② 速度流線圖
雙擊樹節點 視口> 結果> AICFDProject，設置進氣歧管透明度，以便后續查看內部流線。
圖5-4 設置歧管透明度
單擊菜單欄 后處理> 流線圖，設置進氣歧管速度流線圖，可以看出在該工況下，接近出口2處速度偏高。
圖5-5 流線圖
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展開 某鋼廠增壓風機與煙囪間存在氣動噪音，通過模擬分析并增加均流裝置消除氣動噪音 ￥20
1、 項目簡介
某鋼廠增壓風機運行時，在風機與煙囪之間存在明顯的低頻噪聲，可能是由于連接管道中存在局部高速氣流而產生的氣動噪音（主要有湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音，激波噪音，二次流與分離流噪音），其中本次噪音我們考慮主要以湍流噪音，旋轉噪音，渦流脫落噪音為主，現對風機及管道做CFD模擬，研究風機葉片后的流場分布，以期找到氣動噪聲的的產生原因并加以解決。
2、 三維模型
三維模型
3、 計算參數及邊界條件
進口設置為速度進口（velocity-inlet），按95℃工況下最大風量換算進口平均速度33.13m/s，出口為壓力出口（pressure-outlet），出口壓力設置為0Pa，固壁面均設置為無滑移壁面。
風機葉輪區域設置為旋轉域，轉速為995rpm，沿氣流方向逆時針旋轉，旋轉域模型采用MRF，旋轉域與靜止域之間以Domain Interface連接，以保證數據的傳遞。
風機葉輪后部流場的監測面如下圖所示：
監測面位置示意
4、 計算結果及分析
4.1原始狀態
原始狀態下，風機后部流場的模擬狀態如下：
速度流線圖
切面三速度云圖及速度矢量
根據速度流線圖及切面三速度云圖及矢量，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側，最大風速達到約100m/s，同時在煙囪內形成旋渦。
切面一速度云圖及速度矢量
切面二速度云圖
根據切面一速度云圖及矢量和切面二速度云圖，可以看出經過增壓風機后氣流偏向連接煙道的一側及底部，進入煙囪前的局部最大風速達到約89.1m/s，可能因為局部高風速帶動低速氣流形成氣流脈動，引發噪聲。
4.2添加導流
展開 【新聞】智能熱流體仿真軟件 - AICFD 2022R1版本發布
圖1 電池包及筆記本散熱模擬
新增燃燒模型和熱輻射模型
（1）
燃燒模型：
包括層流總包反應、渦破碎、渦破碎/有限速率三種燃燒模型，可應用于工業汽輪機燃燒、鍋爐和熔爐燃燒器、照明彈及焚燒爐等案例場景。
圖2 錐形燃燒器燃燒火焰模擬
（2）熱輻射模型：
此版本增加DO熱輻射模型，可以針對工業領域自然輻射，電子散熱輻射，鍋爐輻射等進行仿真分析
。
圖3 方腔熱輻射及室內熱輻射+自然流動模擬
更新并豐富后處理及監控功能
（1）表面流線圖：1.1版本已包含體流線圖，2022 R1版本增加表面流線圖，用于分析平面場流線分布。
（2）表面矢量圖：1.1版本已包含體矢量圖功能，2022 R1版本增加表面矢量圖，用于分析平面場矢量分布。
（3）
導出數據：
支持導出線段、平面上流場變量數據。
（4）流場實時顯示：用于在求解過程中監控流場云圖變化，此版本支持串行計算條件下，監控流場計算域或者不同平面位置云圖變化信息。
（5）
圖表功能
：
穩態問題圖表界面顯示及設置全面升級細化，并增加時序結果點變量作圖功能。
（6）動畫功能：更新穩態，瞬態動畫功能及相關設置界面，增加關鍵幀動畫功能。
圖4 后處理及監控功能
優化AI預測和AI加速功能
（1）
AI預測功能
：
增加AI預測變量列表，用戶可根據更多參數變量，預測流場結果。
展開 FLUENT精典案例#350-WORKBENCH二維翼型RAE2822仿真
需要獲取壓力云圖、表面壓力分布曲線和流線圖。
02
網格情況
03
主要仿真設置
1、穩態計算
2、SST k-w湍流模型
3、壓力遠場
4、初始化計算
殘差曲線（收斂）
04
基本結果
速度云圖疊加流線圖
壓力云圖
表面壓力分布曲線
使用ANSYS WORKBENCH19.2中的ICEM 和FLUENT分別作網格劃分和流場仿真，網格使用結構網格。
