cfx 和 ansys
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
cfx 和 ansys的實(shí)例教程
一個(gè)是anyss公司自帶的壓電的一個(gè)例子：另一個(gè)是水管的耦合問(wèn)題算例。
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CFX和Fluent都是ANSYS旗下專門用于流體力學(xué)仿真的兩個(gè)軟件。能夠同時(shí)被ANSYS保留下來(lái)，他們?cè)诹黧w仿真方面是有其各自優(yōu)點(diǎn)的。由于Fluent的普及度和市場(chǎng)占有率非常大，是大哥大，這里就不介紹了。下面說(shuō)說(shuō)CFX的一些亮點(diǎn)：
CFX采用基于有限元的有限體積法，推出全隱式多網(wǎng)格耦合算法，計(jì)算的收斂性能和數(shù)值精確度非常優(yōu)越。而Fluent等大多數(shù)CFD軟件是采用單純的有限體積法。例如，對(duì)于六面體網(wǎng)格單元，CFX采用24點(diǎn)積分，而Fluent等采用6點(diǎn)積分。
CFX在湍流模型的應(yīng)用，也是業(yè)界領(lǐng)先的。
CFX的后處理功能比f(wàn)luent自帶的后處理器要好，有專門的cfd-post后處理器。當(dāng)然，現(xiàn)在fluent的計(jì)算結(jié)果也可以導(dǎo)入到cfd-post中進(jìn)行后處理。
CFX有專門的旋轉(zhuǎn)機(jī)械模塊，而fluent是沒有的，當(dāng)然，fluent也是可以計(jì)算的，只不過(guò)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，F(xiàn)luent的學(xué)習(xí)資料多到滿大街都是，而CFX相對(duì)來(lái)說(shuō)少很多。兩者的軟件設(shè)置是有差異的。如果你有fluent基礎(chǔ)，那么看完這篇你就馬上掌握了CFX的操作了。因?yàn)樗麄兊牟僮髁鞒潭际且粯樱簩?dǎo)入網(wǎng)格——設(shè)置計(jì)算域——設(shè)置邊界條件——求解控制——計(jì)算——后處理。但是設(shè)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(diǎn)到右操作，就可以完成整個(gè)設(shè)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(chǎng)仿真。兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)流入2m/s溫度315K熱水，一個(gè)流入2m/s溫度285K冷水，混合后在出口流出。
示例的網(wǎng)格文件在百度盤：https://pan.baidu.com/s/1qZ2fp5y
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1.
展開 利用cfx和ansys模擬了固體推進(jìn)荊裂紋內(nèi)點(diǎn)火階段的流固耦合過(guò)程。流場(chǎng)邊界添加源項(xiàng)模擬裝藥燃燒的質(zhì)量添加cfx計(jì)算得出的壓強(qiáng)值和ansys計(jì)算得出的邊界位移在2個(gè)軟件之間傳遞,實(shí)現(xiàn)流固耦合仿真過(guò)程。仿真結(jié)果表明,裂紋內(nèi)部燃?xì)鈮簭?qiáng)隨時(shí)間先增大后減小,之后逐漸穩(wěn)定,藥柱最大應(yīng)力隨時(shí)間變化呈波動(dòng)狀態(tài),最大變形量隨時(shí)間持續(xù)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(chǎng)中的頂端壓強(qiáng)峰值。
固體推進(jìn)劑裂紋內(nèi)點(diǎn)火過(guò)程流固耦合數(shù)值仿真.pdf
作者：Thomas Folsche，CP Pumpen AG公司技術(shù)總監(jiān)，瑞士Zofingen
利用流體仿真優(yōu)化泵的能耗
工廠經(jīng)營(yíng)者在購(gòu)置泵類產(chǎn)品時(shí)越來(lái)越重視降低功耗，希望實(shí)現(xiàn)更高的效率和較低的維護(hù)成本。CP Pumpen（CP Pumps）公司位于瑞士，是業(yè)界領(lǐng)先的優(yōu)質(zhì)離心泵供應(yīng)商之一，為了在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中取得優(yōu)勢(shì)，該公司在工程仿真軟件方面進(jìn)行了大量投資，用于提高產(chǎn)品的性能 。
很多年來(lái)，公司一直致力于幫助客戶改進(jìn)流體處理系統(tǒng)的可持續(xù)性。泵運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗成本可能高達(dá)泵生命周期總成本的85%。因此，通過(guò)改善液壓性能、提升總體效率，能顯著降低泵的功耗，節(jié)約大量運(yùn)行成本。
快速、低成本的開發(fā)過(guò)程
幾年前，CP Pumps 需要對(duì)原有的金屬化學(xué)磁耦合泵（MKP）產(chǎn)品系列進(jìn)行修改。在嘗試使用公司內(nèi)部的開發(fā)工具之后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)方法耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)而且成本過(guò)高。初始設(shè)計(jì)方案只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)比較，這需要為每種方案單獨(dú)開發(fā)原型，并在液壓測(cè)試臺(tái)中分別進(jìn)行測(cè)試。在尋找替代方案過(guò)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(duì)葉輪的幾何外形進(jìn)行建模。用戶可利用該工具設(shè)計(jì)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(jìn)一步確定流道的橫截面面積，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體特征的評(píng)估。
ANSYS CFX仿真可提供輸出壓頭、功耗和效率信息；也可為設(shè)計(jì)者提供泵內(nèi)部的流場(chǎng)視圖。
接下來(lái)，工程師在ANSYS Workbench平臺(tái)中啟動(dòng)CFX 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真分析。CFX 可以計(jì)算出完整的三維流場(chǎng)，其中包括流體壓力和速度，這樣可以對(duì)葉輪輸出壓頭和效率進(jìn)行評(píng)估。
展開 1、FLUENT
簡(jiǎn)介
Fluent的軟件設(shè)計(jì)基于CFD軟件群的思想，從用戶需求角度出發(fā)，針對(duì)各種復(fù)雜流動(dòng)的物理現(xiàn)象，F(xiàn)LUENT軟件采用不同的離散格式和數(shù)值方法，以期在特定的領(lǐng)域內(nèi)使計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達(dá)到最佳組合，從而高效率地解決各個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜流動(dòng)計(jì)算問(wèn)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(fēng)和空氣調(diào)節(jié)軟件；Mixsim是面向攪拌裝置設(shè)計(jì)的專業(yè)流體分析軟件；Blade Modeler是渦輪機(jī)械葉片設(shè)計(jì)軟件；CoolSim是虛擬數(shù)據(jù)中心制冷審核服務(wù)軟件。 應(yīng)用領(lǐng)域航空航天、燃料電池、生物醫(yī)藥、鋼鐵冶金、船舶、電子電氣、汽車、機(jī)械、化工、電力、環(huán)境、石油、建筑、空調(diào)玻璃、攪拌 官網(wǎng)
www.fluent.com
2、CFX
簡(jiǎn)介
CFX作為世界上唯一采用全隱式耦合算法的大型商業(yè)軟件。算法上的先進(jìn)性，豐富的物理模型和前后處理的完善性使ANSYS CFX在結(jié)果精確性，計(jì)算穩(wěn)定性，計(jì)算速度和靈活性上都有優(yōu)異的表現(xiàn)。除了一般工業(yè)流動(dòng)以外，ANSYS CFX還可以模擬諸如燃燒，多相流，化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜流場(chǎng)。ANSYS CFX還可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等軟件配合，實(shí)現(xiàn)流體分析和結(jié)構(gòu)分析，電磁分析等的耦合。CFX擁有包括流體流動(dòng)、傳熱、輻射、多相流、化學(xué)反應(yīng)、燃燒等問(wèn)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(zhì)、相間傳質(zhì)、非牛頓流、噴霧干燥、動(dòng)靜干涉、真實(shí)氣體等大批復(fù)雜現(xiàn)象的實(shí)用模型。CFX的前處理模塊ICEM CFD是一個(gè)高度智能化的、為專業(yè)CFD分析軟件提供高質(zhì)量網(wǎng)格的軟件，具有兩大特點(diǎn)：先進(jìn)的網(wǎng)格剖分技術(shù)和一勞永逸的CAD模型處理工具。
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摘 要：為了研究軸承剛度對(duì)雙葉片環(huán)保泵轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的影響，基于流固耦合理論，采用ANSYS-CFX和ANSYS-Workbench，對(duì)4種軸承剛度方案下的環(huán)保泵固有頻率、模態(tài)振型、臨界轉(zhuǎn)速及諧響應(yīng)進(jìn)行了求解和對(duì)比分析。計(jì)算結(jié)果表明：模態(tài)振型在不同支承剛度下表現(xiàn)為同相振型，以水平擺動(dòng)為主。
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(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT。
流利和CFX
ANSYS 的 Konstantine Kourbatski 展示了不同于完美的單元形狀（面法向量與連接相鄰單元中心的向量的點(diǎn)積）如何使方程組變得更僵硬并減慢收斂速度。然后，他介紹了指標(biāo)、正交質(zhì)量和兩個(gè)偏度定義，以及 Fluent 求解器的經(jīng)驗(yàn)法則。有趣的是，正交性度量的范圍從 0（差）到 1（好），而偏度度量正好相反：0 表示好，1 表示壞。
無(wú)論您需要解決何種CAE任務(wù)（如計(jì)算流體力學(xué)或結(jié)構(gòu)分析），無(wú)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(wù)。
雖然CFX和Fluent都是ANSYS的軟件，但是，F(xiàn)luent的學(xué)習(xí)資料多到滿大街都是，而CFX相對(duì)來(lái)說(shuō)少很多。兩者的軟件設(shè)置是有差異的。如果你有fluent基礎(chǔ)，那么看完這篇你就馬上掌握了CFX的操作了。因?yàn)樗麄兊牟僮髁鞒潭际且粯樱簩?dǎo)入網(wǎng)格——設(shè)置計(jì)算域——設(shè)置邊界條件——求解控制——計(jì)算——后處理。但是設(shè)置界面有差異。
ANSYS CFX還可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等軟件配合，實(shí)現(xiàn)流體分析和結(jié)構(gòu)分析，電磁分析等的耦合。ANSYS CFX也被集成在ANSYS Workbench環(huán)境下，方便用戶在單一操作界面上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程問(wèn)題的模擬。
ANSYS CFX不僅是一款強(qiáng)大的CFD軟件。
ANSYS CFX還可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等軟件配合，實(shí)現(xiàn)流體分析和結(jié)構(gòu)分析，電磁分析等的耦合。CFX擁有包括流體流動(dòng)、傳熱、輻射、多相流、化學(xué)反應(yīng)、燃燒等問(wèn)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(zhì)、相間傳質(zhì)、非牛頓流、噴霧干燥、動(dòng)靜干涉、真實(shí)氣體等大批復(fù)雜現(xiàn)象的實(shí)用模型。
一旦 Nebia設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開始利用ANSYS CFX和ANSYS Fluent的強(qiáng)大功能來(lái)解決熱損耗問(wèn)題，相關(guān)情況立即就獲得顯著改觀。令人驚喜的是，一名工程師現(xiàn)在每天能研究12種設(shè)計(jì)迭代方案的熱性能，再也不必針對(duì)單個(gè)原型設(shè)計(jì)耗費(fèi)整整一周的時(shí)間僅為進(jìn)行一次物理測(cè)試。
在尋找替代方案過(guò)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(duì)葉輪的幾何外形進(jìn)行建模。用戶可利用該工具設(shè)計(jì)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(jìn)一步確定流道的橫截面面積，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體特征的評(píng)估。
利用cfx和ansys模擬了固體推進(jìn)荊裂紋內(nèi)點(diǎn)火階段的流固耦合過(guò)程。流場(chǎng)邊界添加源項(xiàng)模擬裝藥燃燒的質(zhì)量添加cfx計(jì)算得出的壓強(qiáng)值和ansys計(jì)算得出的邊界位移在2個(gè)軟件之間傳遞,實(shí)現(xiàn)流固耦合仿真過(guò)程。仿真結(jié)果表明,裂紋內(nèi)部燃?xì)鈮簭?qiáng)隨時(shí)間先增大后減小,之后逐漸穩(wěn)定,藥柱最大應(yīng)力隨時(shí)間變化呈波動(dòng)狀態(tài),最大變形量隨時(shí)間持續(xù)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(chǎng)中的頂端壓強(qiáng)峰值。
