外流場CFD仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-12
外流場CFD仿真的視頻教程
STAR-CCM+ 仿真案例：1100萬網格的汽車外流場仿真
本課適合哪些人學習： 1、需要使用STAR-CCM+ 進行仿真計算的仿真工作者、學生老師 2、本地資源不夠，需要進行高性能仿真作業的仿真工作者、學生老師 3、出差比較多，有移動仿真需求的仿真工作者、學生老師 課程介紹： 課程內容：使用STAR-CCM 軟件進行汽車外流場全流程仿真操作，包括幾何包裹操作、布爾操作、網格劃分、計算設置、后處理等步驟 使用案例：網格數1100萬的汽車模型
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外流場CFD仿真的實例教程
作者：曾社銓，仿真應用工程師
來源：本文為安世亞太原創作品，上海安世亞太授權轉載
前言
對于建筑行業，在復雜的情況下，無法直接進行實體試驗及測量，而縮尺的實驗既昂貴也同樣有誤差的問題，因此CFD常用來作為建筑設計在做通風分析、建筑物外流場分析的工具。通過對建筑外流場CFD分析，能得到建筑物表面的風壓、建物對室外行人的影響以及為室外設備的位置設置等提供指導和建議。安世亞太自主開發的CAE軟件PERA SIM具有非常優秀的CFD仿真能力。針對復雜流體域，PERA SIM提供了多種湍流模型進行復雜流場的捕捉，提供了全面的邊界條件應付各種復雜工況，并提供魯棒性強且高精度的流體求解器。該案例應用PERA SIM模擬建筑群風環境，評估高層建筑風載及其分布規律，詳細介紹PERA SIM的建筑外流場CFD仿真流程。
一、網格導入
PERA SIM的網格導入接口可以導入多種網格格式，本案例導入的是msh格式的網格文件。
PERA SIM Fluid網格導入接口
導入的網格文件是某小區建筑，如圖所示。為了精準計算建筑物表面的壓力，建筑物表面和地面添加了5層的邊界層網格。
PERA SIM顯示建筑物外流場網格模型
二、材料賦予
建筑外流場的流體材料是空氣，PERA SIM提供材料創建界面，輸入空氣的密度和粘度。
PERA SIM材料創建
將創建好的空氣材料，賦予計算域。
材料賦予計算域
三、分析類型
PERA SIM對于CFD分析，提供了穩態分析和瞬態分析，對于本案例的建筑外流場，采用穩態分析即可。參考壓力設置為一個大氣壓。由于建筑外流場屬于強迫流動，不需要考慮重力的影響。
展開 曾社銓
仿真應用工程師
對于建筑行業，在復雜的情況下，無法直接進行實體試驗及測量，而縮尺的實驗既昂貴也同樣有誤差的問題，因此CFD常用來作為建筑設計在做通風分析、建筑物外流場分析的工具。通過對建筑外流場CFD分析，能得到建筑物
表面的風
壓
、
建物對室外行人的影響
以及
為室外設備的位置設置
等提供指導和建議。
安世亞太自主開發的CAE軟件PERA SIM具有非常優秀的CFD仿真能力。針對復雜流體域，PERA SIM提供了多種湍流模型進行復雜流場的捕捉，提供了
全面的邊界條件應付各種復雜工況，并提供魯棒性強且高精度的流體求解器。
該案例應用PERA SIM模擬建筑群風環境，評估高層建筑風載及其分布規律，詳細介紹PERA SIM的建筑外流場CFD仿真流程。
一、網格導入
PERA SIM的網格導入接口可以導入多種網格格式，本案例導入的是msh格式的網格文件。
PERA SIM Fluid網格導入接口
導入的網格文件是某小區建筑，如圖所示。為了精準計算建筑物表面的壓力，建筑物表面和地面添加了5層的邊界層網格。
展開 本次仿真采用
Visual-CFD進行前后處理(Visual-CFD是由ESI公司專門為OpenFoam開發的前后處理軟件)，調用
OpenFoam進行求解，操作系統為Windows系統。首先導入整車模型（此模型來源于網絡公開模型，模型包含汽車主要部件，但是不包含內飾）。
模型整體視圖
模型底部視圖
模型內部透視圖
模型為STL格式
導入模型后，設定分析類型為External Flow, 模型設定為SST-K-Omega。
設定外流場區域大小
設定模型網格大小以及邊界層網格
細化模型網格
設定入口條件和出口條件，入口條件設定為20m/s
設定結果監測點
其余參數采用默認值，劃分網格并點擊Run進行計算
計算完成后進行結果查看，
由于模型來源于網絡，不完全符合外流場仿真的要求，因此仿真結果僅供學習參考，不具有實際意義。
疊加速度矢量后進行結果查看
查看壓力結果
除了這些結果外，還可以查看許多其他結果，這里不再一一截取。
文章來源：深藍的技術小站
展開 汽車外流場分析是目前CFD分析領域中應用范圍最廣的方向之一，因此也就成了深受眾多CFD人重視的方向。
4.設置全局、局部網格尺寸及邊界層屬性，并在相應的求解器面板下建立尺寸加密盒，并設置網格尺寸。通常會在前格柵、前機艙蓋、機艙內部、前擋風玻璃、氣壩、后視鏡、擾流板等處建立尺寸加密盒。
8.設置Interface。在求解器面板下，對冷卻系統芯體、散熱風扇等處的interface面進行設置。
以上便是汽車外流場分析前處理在ANSA中的操作要點，希望對大家能有拋磚引玉之功效。
來源：有限元在線微信號: FEAonline_CAE
展開 汽車外流場仿真分析 ￥1
1 概述
2 使用軟件
3 模型前處理與網格劃分
3.1 CAD 模型的前處理
3.2 有限元模型的前處理
4 模型求解及結果分析
4.1 模型求解設置
4.2 求解結果分析
5 空氣阻力系數的計算
6 結論
1 概 述
本報告應用 CFD 分析軟件，對 HUPO 進行外流場分析，給出整車滿載下的風阻系數，為設計組提供參考。
本次分析采用半車模型，車身表面采用約（8-25mm）的三角形網格；風洞尺寸為（40m×6m×10m），其壁面網格為（400-500mm）；體網格采用六面體單元，單元總數控制在 250萬之內。
本報告設風洞入口邊界條件為 u0 = 30m / s ,出口條件為壓力出口，空氣密度為1.225kg/m3，計算中不考慮溫度變化。
2 使用軟件
本報告使用的前處理軟件為 ANSA，解算器和后處理軟件為 Star-CCM+。
3 模型前處理與網格劃分
汽車車身表面存在大量細小特征，要精確地模擬所有這些特征，經常會導致生成的網格單元數目巨大，從而使得求解時的計算量增加，因此在處理計算模型時對幾何數模進行合理的簡化。
3.1 CAD 模型的前處理
在 CATIA 中將汽車模型（特別是底盤部分）作合理的簡化：保留輪胎、后視鏡等部件；由于底盤的復雜性，這里將車底化為平面，然后將車身表面和底盤的碎面縫合起來，形成若干個大的特征表面，將整個汽車簡化為封閉的殼體；再在汽車周圍形成適當的空氣域（40m×6m×10m），汽車與風洞相對位置如圖 1 所示（由于汽車的對稱性，為減少計算采用半車身模型。
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當前，隨著各行各業的不斷發展，仿真模型越來越大，精度要求越來越高，與此同時研發周期也在不斷縮短。如何快速的完成 CFD 仿真分析優化成為業內關注的焦點，市場需要更精準、更快捷、更易于使用的CFD 工具。
“在豐田汽車歐洲公司，我們選擇 Cadence Omnis Autoseal 和 Omnis Hexpress（Omnis 軟件功能現已集成在
本次仿真采用
Visual-CFD進行前后處理(Visual-CFD是由ESI公司專門為OpenFoam開發的前后處理軟件)，調用
OpenFoam進行求解，操作系統為Windows系統。首先導入整車模型（此模型來源于網絡公開模型，模型包含汽車主要部件，但是不包含內飾）。
模型整體視圖
模型底部視圖
模型內部透視圖
模型為
數 值 模 擬 報 告
2023年7月18日
目 錄
1. Bullet 余速確定 1
2. Bullet 飛行 120m 處溫度確定 1
Cadence 于 2022 年 4 月發布了新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺 Fidelity CFD（計算流體力學）。
Cadence 于 2021 年收購了計算流體力學軟件公司 NUMECA 以及網格生成軟件 Pointwise 公司。具體內容可回顧以下兩篇文章：
內容提要
統一的工作流程高度集成了 NUMECA 和 Pointwise 的突破性新技術，能夠顯著提高設計師的生產力
新一代高階流體求解器的求解精度高達標準流體求解器的 10 倍
新的大規模并行架構將復雜的航空航天、汽車、國防、船舶海洋和葉輪機械的 CFD
背景介紹
波輪洗衣機主要由電機、內筒、外筒、吊桿、平衡環等組成。在脫水過程中由于衣物不可避免的堆積在滾筒的一側（尤其是比較硬的衣物，如牛仔褲等），產生偏心力，引起內筒與外筒的強烈撞擊
背景介紹 最初的流固耦合FSI(Fluid-Solid Interaction)專指研究流體載荷對彈性結構的影響，例如飛機機翼氣動彈性問題，船舶螺旋槳的水彈性問題，核反應堆燃料棒的渦激振動問題等等。在數值仿真領域FSI概念擴展到一般性的CFD模型和FEA模型的數據交換問題。 FSI真實案例：大橋與風場組成了耦合系統，大風產生了一定頻率的卡門渦脫落，這個頻率與耦合系統中的結構固有頻率相近，使系統發生
該案例應用PERA SIM模擬建筑群風環境，評估高層建筑風載及其分布規律，詳細介紹PERA SIM的建筑外流場CFD仿真流程。
一、網格導入
PERA SIM的網格導入接口可以導入多種網格格式，本案例導入的是msh格式的網格文件。
PERA SIM Fluid網格導入接口
導入的網格文件是某小區建筑，如圖所示。
