cfx和ansys的案例
cfx 和ansys 多場耦合算例
一個是anyss公司自帶的壓電的一個例子：另一個是水管的耦合問題算例。
couple2.doc
couple1.doc
固體推進劑裂紋內點火過程流固耦合數值仿真
利用cfx和ansys模擬了固體推進荊裂紋內點火階段的流固耦合過程。流場邊界添加源項模擬裝藥燃燒的質量添加cfx計算得出的壓強值和ansys計算得出的邊界位移在2個軟件之間傳遞,實現流固耦合仿真過程。仿真結果表明,裂紋內部燃氣壓強隨時間先增大后減小,之后逐漸穩定,藥柱最大應力隨時間變化呈波動狀態,最大變形量隨時間持續增大,藥柱裂紋的變形不能忽略,裂紋的變形作用降低了裂紋流場中的頂端壓強峰值。
固體推進劑裂紋內點火過程流固耦合數值仿真.pdf
在ANSYS中以CAESES進行形狀優化
CAESES中參數化幾何模型的設置
在ANSYS中進行形狀優化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現CAESES動態變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。并通過CAESES組件下載并更新“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
使用CAESES-ANSYS自動生成幾何
導出的文件為ACIS(*.sat)格式，其中包含了大量的識別不同幾何部分的額外信息。在CAESES中，您可以為各個面自定義不同的顏色，它們會在ANSYS Workbench中轉化為標識符。在自動生成網格的過程中，您需要通過“命名選擇”來識別模型不同的顏色。您可以在處理好的幾何模型中找到更多的關于顏色的信息。
各個面的顏色標識
當更新好ANSYS Workbench組件后，幾何模型的設計變量就會自動顯示在參數設定區域。通過手動或優化工具改變這些參數，來生成新的設計方案。無論您需要解決何種CAE任務（如計算流體力學或結構分析），無論您使用何種求解器（如ANSYS Fluent，ANSYS CFX和ANSYS Mechanical），這一新的連接都可以為您提供完美的服務。
在ANSYS Workbench中進行自動形狀優化，并比較不同形狀幾何的性能
ACT應用開發
為了CAESES 和ANSYS Workbench之間的耦合連接，CAESES與CADFEM公司開展了緊密的合作。
在第一階段，為了解ANSYS中的ACT技術，CAESES工程師在CADFEM進行了系統的交流和培訓。
展開 ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical APDL(也叫ANSYS Classical)的基礎上，相繼合并開發了ANSYS Workbench CFX和ANSYS CFX,從12.0版本開始又合并集成了另一款著名的計算流體力學軟件FLUENT。通過堅持不懈的努力，ANSYS流固耦合分析從單向到雙向、從簡單二維模型到復雜三維模型、從小變形分析到基于動網格或網格重構的大變形分析，功能不斷增加，分析能力大幅加強、分析結果日益精確。
同時，由于集成了多個產品，流固耦合的分析使用方法也變得多種多樣，比如可以通過Mechanical APDL Product Launcher設置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過Mechanical APDL本身設置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過ANSYS Workbench設置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過ANSYS Workbench平臺設置ANSYS和CFX的雙向耦合分析，
到13.0版本雖然還不支持ANSYS與FLUENT的雙向耦合分析，但是通過第三方軟件MPCCI也可以輕松實現雙向耦合分析，具體的可行性設置方式如表1所示。
展開 
加足馬力，全速前進
一旦 Nebia設計團隊開始利用ANSYS CFX和ANSYS Fluent的強大功能來解決熱損耗問題，相關情況立即就獲得顯著改觀。令人驚喜的是，一名工程師現在每天能研究12種設計迭代方案的熱性能，再也不必針對單個原型設計耗費整整一周的時間僅為進行一次物理測試。
熱損耗：一連串的設計挑戰
Nebia的工程團隊創建了一款可改變市場競爭格局的淋浴噴頭系統，能在奢華的感受與顯著的環保優勢之間獲得完美平衡，從而通過一個易于安裝和使用的直觀套件實現美感、功能性與可持續性的全方位結合。
使用ANSYS的CFD解決方案，Nebia可以分析成百上千種噴頭設計變量的熱效應，例如噴嘴的噴水角度、水滴大小、水流的壓力和速度、噴嘴幾何結構，以及噴頭的內部水流等。
Nebia設計團隊發現，每一個因素都在熱損耗管理中發揮非常重要的作用。但是，這些設計因素也會影響淋浴體驗的其它重要方面，因此公司的工程團隊必須做出一系列的設計權衡。
例如，較大的液滴尺寸也許會更有效地保持熱能，但可能對人體的撞擊力度過大，無法保持品牌所堅持的霧一般的淋浴效果。此外，這可能還會消耗過多的水量，無法達到Nebia嚴格的節水目標。同樣，較快的噴水速度還能減少熱損耗，但會給其它性能帶來負面效果。
Nebia團隊需要同時優化水溫和空氣溫度，而且不僅需要對淋浴噴霧的核心進行優化，噴霧邊緣也不例外。這樣才能產生暖霧般的效果，對實現公司基礎產品的承諾至關重要。
Nebia產品研發團隊將ANSYS熱損耗仿真數據與通過人體實測（將定量與定性結合）收集的實驗結果進行了完美結合，從而幫助工程師實現水溫、流速和方向、水滴形態及大小以及其它特征的完美平衡，從而打造理想的淋浴體驗。使用后期階段的物理原型驗證仿真結果。
展開 軸承剛度對雙葉片環保泵轉子動力學特性的影響分析
國內學者對環保用泵的相關研究更多集中在改善其抗堵塞性能和提高效率等方面，如葉輪結構設計、泵內部流動機理、性能預測理論和方法[19-22]等。環保用泵因介質的多樣性導致其內部流動更加復雜，運行過程中存在較強的振動以及較大沖擊荷載，進而影響泵系統的安全穩定。因此有必要對其轉子系統的振動和噪聲問題進行深入研究。
本文以自主研發的某型雙葉片環保泵為研究對象，采用ANSYS CFX和Workbench，基于流固耦合對比分析了不同軸承剛度下轉子系統模態振型、固有頻率及臨界轉速，為類似泵轉子軸承選擇以及結構優化設計提供一定參考。
1 數值計算模型及方法
1.1結構與參數
雙葉片環保泵的結構如圖1所示，轉子系統包括泵軸、前軸承、后軸承、機械密封及葉輪。主要設計參數如下：流量Qd=400m3/h；揚程Hd=14m；轉速n=1470r/min。
1.2三維造型與網格劃分
采用三維軟件對雙葉片環保泵的全流道水體（進水段、葉輪、蝸殼、出水段）進行建模，導入ANSYS Meshing軟件進行網格劃分（如圖2）。選擇網格數對泵效率的影響進行無關性驗證（如圖3），確定流體域網格總數約為254萬。
轉子結構離散化網格數量42萬，網格節點46萬，網格模型如圖4所示，潛污泵葉輪材料選擇鑄鐵，泵軸材料選擇45鋼。
1.3邊界調節及求解設置
采用ANSYS-CFX軟件對雙葉片環保泵進行全流道數值模擬，由于雙葉片環保泵內部流動復雜，存在旋轉剪切流動和漩渦流動，湍流模型選擇RNGk-ε模型。交界面選擇frozenrotor，進口邊界選擇質量流量，出口邊界選擇靜壓。收斂精度設置為10-6，計算步長為5000步。計算轉子動力學時考慮流固耦合作用，需將流場仿真結果作為邊界條件加載到對應轉子結構部件處，流固交界處選擇流固耦合面。
展開 手把手教你如何用ANSYS CFX仿真流場，以混合器示例
CFX和Fluent都是ANSYS旗下專門用于流體力學仿真的兩個軟件。能夠同時被ANSYS保留下來，他們在流體仿真方面是有其各自優點的。由于Fluent的普及度和市場占有率非常大，是大哥大，這里就不介紹了。下面說說CFX的一些亮點：
CFX采用基于有限元的有限體積法，推出全隱式多網格耦合算法，計算的收斂性能和數值精確度非常優越。而Fluent等大多數CFD軟件是采用單純的有限體積法。例如，對于六面體網格單元，CFX采用24點積分，而Fluent等采用6點積分。
CFX在湍流模型的應用，也是業界領先的。
CFX的后處理功能比fluent自帶的后處理器要好，有專門的cfd-post后處理器。當然，現在fluent的計算結果也可以導入到cfd-post中進行后處理。
CFX有專門的旋轉機械模塊，而fluent是沒有的，當然，fluent也是可以計算的，只不過這方面CFX要比Fluent要方便很多。
雖然CFX和Fluent都是ANSYS的軟件，但是，Fluent的學習資料多到滿大街都是，而CFX相對來說少很多。兩者的軟件設置是有差異的。如果你有fluent基礎，那么看完這篇你就馬上掌握了CFX的操作了。因為他們的操作流程都是一樣：導入網格——設置計算域——設置邊界條件——求解控制——計算——后處理。但是設置界面有差異。
CFX軟件界面如下，基本上在軟件最上面按照紅色框子從左點到右操作，就可以完成整個設置。
下面用混合器的例子，老曾手把手教你如何使用CFX做流場仿真。兩個進口，一個流入2m/s溫度315K熱水，一個流入2m/s溫度285K冷水，混合后在出口流出。
示例的網格文件在百度盤：https://pan.baidu.com/s/1qZ2fp5y
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1.
展開 利用流體仿真優化泵的能耗
作者：Thomas Folsche，CP Pumpen AG公司技術總監，瑞士Zofingen
利用流體仿真優化泵的能耗
工廠經營者在購置泵類產品時越來越重視降低功耗，希望實現更高的效率和較低的維護成本。CP Pumpen（CP Pumps）公司位于瑞士，是業界領先的優質離心泵供應商之一，為了在競爭激烈的市場中取得優勢，該公司在工程仿真軟件方面進行了大量投資，用于提高產品的性能 。
很多年來，公司一直致力于幫助客戶改進流體處理系統的可持續性。泵運轉的能耗成本可能高達泵生命周期總成本的85%。因此，通過改善液壓性能、提升總體效率，能顯著降低泵的功耗，節約大量運行成本。
快速、低成本的開發過程
幾年前，CP Pumps 需要對原有的金屬化學磁耦合泵（MKP）產品系列進行修改。在嘗試使用公司內部的開發工具之后，設計團隊認為標準的產品開發方法耗時過長而且成本過高。初始設計方案只能通過實驗數據來比較，這需要為每種方案單獨開發原型，并在液壓測試臺中分別進行測試。在尋找替代方案過程中，公司了解到了ANSYS CFX 和ANSYS BladeModeler軟件。BladeModeler 使CP Pumps 的工程師能夠快速、方便地對葉輪的幾何外形進行建模。用戶可利用該工具設計子午線流道和葉片形狀，包括葉片厚度分布。在確定了葉片幾何外形之后，就可以利用該軟件進一步確定流道的橫截面面積，以實現對流體特征的評估。
ANSYS CFX仿真可提供輸出壓頭、功耗和效率信息；也可為設計者提供泵內部的流場視圖。
接下來，工程師在ANSYS Workbench平臺中啟動CFX 計算流體動力學（CFD）仿真分析。CFX 可以計算出完整的三維流場，其中包括流體壓力和速度，這樣可以對葉輪輸出壓頭和效率進行評估。
展開 通用CFD軟件與開源CFD軟件簡介
1、FLUENT
簡介
Fluent的軟件設計基于CFD軟件群的思想，從用戶需求角度出發，針對各種復雜流動的物理現象，FLUENT軟件采用不同的離散格式和數值方法，以期在特定的領域內使計算速度、穩定性和精度等方面達到最佳組合，從而高效率地解決各個領域的復雜流動計算問題。主要的軟件模塊有：Icepak專用的熱控分析CFD軟件；Airpak專用的供暖通風和空氣調節軟件；Mixsim是面向攪拌裝置設計的專業流體分析軟件；Blade Modeler是渦輪機械葉片設計軟件；CoolSim是虛擬數據中心制冷審核服務軟件。 應用領域航空航天、燃料電池、生物醫藥、鋼鐵冶金、船舶、電子電氣、汽車、機械、化工、電力、環境、石油、建筑、空調玻璃、攪拌 官網
www.fluent.com
2、CFX
簡介
CFX作為世界上唯一采用全隱式耦合算法的大型商業軟件。算法上的先進性，豐富的物理模型和前后處理的完善性使ANSYS CFX在結果精確性，計算穩定性，計算速度和靈活性上都有優異的表現。除了一般工業流動以外，ANSYS CFX還可以模擬諸如燃燒，多相流，化學反應等復雜流場。ANSYS CFX還可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等軟件配合，實現流體分析和結構分析，電磁分析等的耦合。CFX擁有包括流體流動、傳熱、輻射、多相流、化學反應、燃燒等問題豐富的通用物理模型；還擁有諸如氣蝕、凝固、沸騰、多孔介質、相間傳質、非牛頓流、噴霧干燥、動靜干涉、真實氣體等大批復雜現象的實用模型。CFX的前處理模塊ICEM CFD是一個高度智能化的、為專業CFD分析軟件提供高質量網格的軟件，具有兩大特點：先進的網格剖分技術和一勞永逸的CAD模型處理工具。
展開 (計算流體力學概述)
CFX可計算的物理問題包括可壓與不可壓流體、耦合傳熱、熱輻射、多相流、粒子輸送過程、化學反應和燃燒問題。還擁有諸如氣蝕、凝固、沸騰、多孔介質、相間傳質、非牛頓流、噴霧干燥、動靜干涉、真實氣體等大批負責現象的使用模型。
在其湍流模型中，納入了k-?模型、低Reynolds數k-?模型、低Reynolds數Wilcox模型、代數Reynolds應力模型、微分Reynolds應力模型、微分Reynolds通量模型、SST模型和大渦模型。
作為世界上唯一采用全隱式耦合算法的大型商業軟件。算法上的先進性，豐富的物理模型和前后處理的完善性使ANSYS CFX在結果精確性，計算穩定性，計算速度和靈活性上都有優異的表現。
除了一般工業流動以外，ANSYS CFX還可以模擬諸如燃燒，多相流，化學反應等復雜流場。ANSYS CFX還可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等軟件配合，實現流體分析和結構分析，電磁分析等的耦合。ANSYS CFX也被集成在ANSYS Workbench環境下，方便用戶在單一操作界面上實現對整個工程問題的模擬。
ANSYS CFX不僅是一款強大的CFD軟件。ANSYS Workbench平臺融合了ANSYS DesignModeler強大的幾何修復和ANSYS Meshing先進的網格劃分技術，為所有主流的CAD系統提供優質的雙向連接，使數據的拖-放轉換以及不同的應用程序間共享結果更為容易。
最新版本：ANSYS CFX 18.0
STAR-CCM+
STAR-CCM+是CD-adapco集團推出的新一代CFD軟件。采用最先進的連續介質力學算法(computational continuum mechanics algorithms)，并和卓越的現代軟件工程技術結合在一起，擁有出色的性能、精度和高可靠性。
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