AFT 系列流體分析軟件的案例
[案例分析]STARCCM+入門系列之——拉格朗日顆粒型流體分析
1、問題描述
本案例演示如何在STAR-CCM+ 中設置簡單的拉格朗日多相分析。教程中模擬流經部分阻塞的彎管的顆粒負載型空氣流。標準壓力（1個大氣壓）下的空氣以 10 m/s 的速度進入通道。流體在通過部分阻塞的90 度彎管后，豎直流出出口。假定所有流體屬性都是恒定不變的。氣流中植入了固體顆粒，均勻地分布在管道入口處。進氣中的顆粒體積加載量是0.01%，這相當于顆粒體積流率為 6.4516 x 10–7m3 /s。模型如下：
2、STAR-CCM+設置
（1）選擇連續相物理模型；流體是湍流且不可以壓縮。分離流模型同默認 K-Epsilon 湍流模型一起使用，拉格朗日多相模型用于構建離散相模型。物理模型的選擇如下：
（2）選擇拉格朗日相模型；創建拉格朗日相，并選擇適當的相模型。這些模型代表拉格朗日相的特征。右鍵單擊Models >Lagrangian Multiphase > Lagrangian Phases選項，選擇新建一個相，給拉格朗日相選擇相應的物理模型，如下：
（3）定義連續相邊界條件；定義inlet為速度進口，速度為10m/s，湍流強度為0.005，湍流長度比例為0.001m，出口為壓力邊界；
（4）設置拉格朗日相噴射器；右鍵選擇Injectors，新建噴射器，將噴射器的類型設置為部件噴射，相應的部件選擇inlet，相應的拉格朗日相選擇相1。新建的噴射器屬性設置如下：
（5）由于本案例是穩態模擬，最大迭代次數設置為1000
（6）運行模擬；計算結果如下：
管道內的速度場
粒子的滯留時間
本文轉自有限猿仿真博客，感謝原作者。如有侵權請立即聯系刪除。
展開 轉貼：系列連載：流體分析
流體分析體系之CFX
流體分析體系之CART3D
流體分析體系之AUTOREAGAS
【年終系列實例EX5】流體作用下彎曲管道濕模態分析
流體作用下彎曲管道濕模態分析
1 實例說明
濕模態分析實際上是在單向流固耦合計算基礎上進行的預應力模態分析。本例接案例4單向流固耦合計算（地址：http://forums.caenet.cn/showtopic-621848.aspx），開展彎曲管道在流體作用下振動模態分析。
2 干模態計算
先考慮干模態分析（不考慮流體在管道中的流動）。計算流場如圖1所示。去掉案例3中的流體計算，利用案例3中的固體計算網格。
圖 1模態計算
雙擊C5單元格進入模態分析模塊。點擊Modal節點下Analysis Settings子節點，在下方的屬性欄設置框中設置Max Models to Find為6，尋找模型的6階模態。如圖2所示。
圖 2設置模態階數
計算得到各階頻率如圖3所示。
圖 3各階頻率
3 濕模態計算
數據流程如圖4所示。
圖4濕模態數據流程
3.1 計算模型
鼠標雙擊D5單元格進入模態分析設置。
如圖5所示，點擊Static Structural，在下方屬性欄設置中選擇Large Deflection為On，開啟大變形設置，這樣才能在計算模態過程中考慮到力的作用。
圖 5開啟大變形
從圖6所示可以看出，軟件自動設置為預應力模態分析。
圖 6模型樹菜單
點擊Modal樹菜單下節點Analysis Settings，在屬性框中進行如圖7所示設置。
圖 7設置模態搜索參數
進行求解計算，計算結果如圖8所示，可以看到每一階的頻率。
圖 8模態計算結果
可以選擇所有的模態頻率，點擊右鍵，選擇菜單Create Mode Shape Results，如圖9所示查看各階振型。
展開 【年終系列實例EX4】流體作用下彎曲管道單向流固耦合計算分析
流體作用下彎曲管道單向流固耦合計算分析
1 實例說明
工業管道系統中經常出現彎管。流體介質流經彎曲管道時，管壁承受流體賦予的壓力。不均勻的壓力分布會對管道產生額外的應力。采用ANSYS CFD單向流固耦合可以計算管道所承受的應力應變。本教程以彎管應力分析為例，描述利用ANSYS Fluent及ANSYS靜力分析模塊進行單向流固耦合計算的步驟。
2 計算思路
眾所周知，CFD計算的目的是為了獲取計算空間中的壓力、速度、溫度等物理量分布，而結構有限元計算的目的是為了獲取結構件上應力、應變和位移等物理物理量。單向流固耦合計算的基本思路為：利用CFD軟件計算壁面上壓力分布，并將壓力值作為載荷加載到固體構件上，利用有限元軟件計算固體應力應變。
單向流固耦合計算的數據流程如圖1所示。
圖1數據流程
3 計算模型
計算幾何模型如圖所示。
圖2計算幾何模型
圖3 DM中創建的幾何模型（既包含流體，也包含固體）
4流體計算設置
雙擊B3單元格進行流體網格劃分。在mesh中進行邊界命名，如圖4所示。采用掃描方式進行網格劃分，采用網格尺寸為5mm，生成的流體計算網格如圖5所示。
圖4邊界命名
圖5流體計算網格
返回至FLUENT中進行流體計算設置。
展開 
CFD（計算流體力學）在各行業中的應用 附王福軍計算流體動力學分析-CFD軟件原理與應用下載
環保
以污水環保領域為例，采用CFD方法模擬全尺寸污水處理箱的流場分布特性，分析攪拌漿在不同組合下的混合傳質能力，可以有效控制流動狀態，避免池中的死水區和改善污泥沉淀等現象，從而提高系統整體的污水處理能力、降低系統能量消耗。
10. 建筑
以建筑物進行風環境分析為例，通過CFD可在較短周期內即可對城市街區風環境這樣大型、復雜問題完成數值模擬。模擬結果也可通過計算機圖形學技術直觀地導出，以便專業人員理解。相比風洞實驗而言，復雜的周邊環境和建筑布局也不再構成難題，計算機數值模擬可以不受客觀條件的限制，對各種不同空間布局的城市街區進行風環境模擬，并獲得詳盡數據。在計算機數值模擬風環境的過程中，可以通過調整邊界條件的設定方便地模擬出接近真實的自然風環境。
下載地址：王福軍計算流體動力學分析-CFD軟件原理與應用
展開 RP系列 激光分析設計軟件
使用軟件輕松找到這一點，而不是根據教科書中的方程進行繁瑣的計算，或者只是在黑暗中釣魚。您也可以在數值上測試您計算的內容以確定。
RP 系列激光軟件相關資源
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已舉辦的 RP 系列激光軟件在線講座
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展開 CFdesign -- 流體分析仿真軟件
自創立之初起，公司的既定目標就是：為所有的
工業產品設計師、工程師提供一種功能強大、簡便易學的計算流體力學軟件- CFdesign。經過十年多的不懈
努力， CFdesign 可以對各種主流CAD 軟件所建立的模型進行數值模擬， 如Inventor ， Pro/E ，
SolidWorks，Solid Edge，UGS NX，I-deas，Catia 等等。應用CAD 軟件的產品開發人員可以直接將所建
模型導入CFdesign，經過簡單的設置就可以完成對模型的流場分析，得到所關心的各種物性參數、流場結構、
溫度分布等信息，為產品的改進提供重要的參考。特別需要指出的是，CFdesign 具有工業首創的固體運動模
塊，它能夠快速有效地模擬由于機械的旋轉、平動以及自由運動所造成的影響。這是對傳統計算流體力學軟件中
運動結構分析能力的重要提高。
鑒于其與CAD/CAM 軟件的完美連接，并且易于操作、功能強大，CFdesign 可有效應用于產品開發前沿之中
的流動和傳熱模擬，從而縮短了用戶用于實體原型和實驗的時間，降低了成本，使得用戶在產品的開發過程中可
以將65％以上的投入用于主動的創新設計，進而為企業創造巨大的價值。CFdesign 已經成功地應用于航空、航
天、電子、汽車、通用機械、化工等各個領域。
直升機仿真電子散熱設計
通用機械分析機車內的通風設計
Blue Ridge Numerics 公司是美國增長最快的首500家私有企業之一，也是全球增長最快的計算流體力學軟
件公司。CFdesign 的客戶業已遍布北美、歐洲以及亞太地區。以下將列舉CFdesign 的性能特征，它們充分
表明CFdesign 的優異性能并不比其他復雜的過于專業化的CFD 軟件遜色，而且在某些方面有所超越。
展開 流體分析軟件cfdesign培訓資料
什么是 CFD
計算流體力學：對流動和傳熱進行數值模擬的工具
什么是 CFdesign 和 Upfront CFD
它讓您的 CAD 工作站變成完全交互式的流動試驗臺、熱測試工作臺和風洞
它讓您的裝配體變成零成本樣機能揭示無法從物理測試中得到的重要信息
如果模型設計發生了變化
立即會在 CFdesign 中得到體現
流體分析軟件cfdesign培訓資料.pdf
SOLIDWORKS Flow Simulation軟件流體分析結果查看
SOLIDWORKS Flow Simulation是非常易用的流體分析軟件，該軟件提供一系列功能強大、操作簡便的查看分析結果工具，有了這些工具，就可以輕松看懂流體分析結果。
軟件提供“結果”文件夾，便于統一管理分析結果，在文件夾顯示可用的工具，常見的有切面圖、表面圖、流動跡線。
切面圖：用來顯示任何SOLIDWORKS基準面上的任意結果，結果可以表現為等高線、等值線或矢量圖，也可以組合顯示；
表面圖：可以顯示任意SOLIDWORKS曲面上的任何結果，結果可以表現為等高線、等值線或矢量圖，也可以在更高線云圖上覆蓋顯示矢量圖；
流動跡線：用于顯示流線和放入流體中粒子路徑，粒子可以帶有質量或溫度屬性，該跡線是3D流體流動的圖像，非常直觀，并且可以導出Excel格式或者參考曲線，非常易用。
展開 FlowVision流體動力學分析軟件
隨后于1994年正式推出商用套裝軟件，迄今已有二十多年的歷史。目前，是一套在歐美等發達國家廣泛使用的CFD仿真軟件，專門用來解決各種復雜且實際熱流現象的計算流體力學問題。FlowVision求解器采用有限體積法和穩健物理模型，應用32bit和128bit高精度和高效率的并行算法。FlowVision完全整合前處理、求解器和后處理于同一軟件界面內，方便用戶的操作。FlowVision不僅可以解決可壓縮流體與不可壓縮流體、牛頓流體與非牛頓流體、層流與紊流、多組分氣相燃燒、質傳與擴散、熱輻射與熱對流、紊流熱傳、自然對流熱傳等分析，而且可以進行流體與固體界面熱傳、雙向流固耦合、移動邊界問題、多相流與自由液面流動的分析等。
FlowVision在歐美等發達國家得到廣泛應用，涉及車輛產業、能源產業、建筑風工程與室內通風設計、生物醫療、石化工業、航空航天、電子產業、船舶工業、氣渦輪機、大氣水文等各個工程領域。
展開 你想知道的CFD仿真分析流程在這里！ 附計算流體動力學分析：CFD軟件原理與應用下載
07
判斷解的收斂性
判斷計算殘差是否收斂
判斷進出口質量是否守恒
監測物理量變化
08
可視化輸出計算結果
流線圖
云圖
儲能集裝箱溫度云圖
潔凈室壓力云圖
車間速度云圖
矢量圖
車間速度矢量圖
空氣齡
潔凈室空氣齡圖
粒子沉積
下載地址：計算流體動力學分析：CFD軟件原理與應用
CFD++ 高級流體通用分析軟件介紹
高級流體軟件CFD++相關介紹
CFD++憑借TVD格式和在高馬赫數計算方面的優秀表現,已經成為美國航空航天工業界首選的計算流體力學分析工具
CFD++是Metacomp Technologies 公司的流體力學模擬軟件。MetacompTechnologies 公司成立于1994 年12 月，總部位于美國的洛杉磯，擁有龐大的技術研發實力。
CFD++可以有效的解決流體力學問題中的可壓流（任何馬赫數）和不可壓流，包括單組分和多組分流動、化學反應流動、多相流、穩流和非穩流、旋轉機械、熱傳導、多孔介質等等。一階、二階和三階的湍流方程，結合經典的壁面方程，可以精確的捕捉壁面附近的流體壓縮參數、壓力梯度、熱傳導等各種湍流特性。單方程的大渦模擬（LES）模型和混和的大渦模擬（LES）模型/雷諾平均（RANS）模型同樣可用。后者極大的減少了傳統大渦模擬（LES）的工作量。
先進的算法
CFD++提供的Total Variation Diminishing(TVD)格式可以避免在計算過程中的假發散。不同的Riemann求解器保證計算的準確性。先進的收斂加速技術包括獨特的預處理、松弛和多重網格等運算法則。
CFD++的LES-RANS方法中和
由于傳統的大渦模擬需要的計算量大，并且在靠近壁面的地方求解不穩定，CFD++中采用了一種中和的辦法。即根據當地的網格密度，計算方法在大渦模擬和傳統的雷諾應力模型之間自動轉換。
網格方面
CFD++可以輕松的處理復雜的幾何模型，能夠計算結構、非結構和多塊網格。CFD++同樣可以處理復雜的重疊網格并修補壞網格。網格類型包括三維的六面體、四面體、棱錐、棱柱，二維的三角形、四邊形和一維的線性網格。
展開 光譜學 | RP 系列激光分析設計軟件
在天文學中，人們分析來自遙遠恒星和星系的光譜，其中包含溫度、化學成分、運動速度等信息。在實驗室中，人們經常使用氣體放電來激發原子或分子，使它們輻射光。
許多先進的光譜方法使用激光源照射樣品。吸收的光不僅會導致加熱，還會激發原子或分子，然后發出熒光。人們可以記錄發射光的光譜和/或激發強度作為泵浦光波長的函數；這兩種方法都可以對某些物質進行高度特異性的檢測，或者允許人們測量材料的某些微觀特性。有關更多詳細信息，請參閱有關熒光光譜的文章。
另一種選擇是激光誘導擊穿 光譜，其中用強激光脈沖激發樣品，形成等離子體，然后檢測樣品在可見和/或紅外光譜區域發出的光。
這種方法的一個例子是激光增益介質的研究。具有合適光頻率的激光束可以將激光活性離子激發到亞穩態，從亞穩態它們可以被進一步激發（以獲得足夠高的光強度）或回到基態，發射熒光。熒光光譜與波長相關的發射截面有關，這與可實現的激光增益相關。人們還可以檢測短激光脈沖激發后熒光強度的衰減，以確定上態壽命。通過結合光譜技術，人們可以對激光晶體或稀土摻雜光纖等激光增益介質的物理細節進行全面表征 。人們甚至可以研究微妙的效應，例如不同激光活性離子之間的相互作用，從而導致能量轉移現象。
另一個例子是拉曼光譜，其中用高光功率水平的窄帶光（通常從激光獲得）照射物質，并且檢測到由自發和/或自發和/或產生的波長稍長的微弱光發射。受激拉曼散射，一種非彈性散射。拉曼散射光的光譜（通過特殊的窄帶二向色濾光片（如梳狀濾光片）與泵浦光分離）包含分子振動的信息。有關更多詳細信息，請參閱有關拉曼光譜的文章。
高能激光雷達系統（例如在大氣研究中使用）允許遠距離遠程光譜測量。在這里，我們可以利用反向散射光的多普勒頻移來揭示縱向風速。人們已經開發了多種方法，可以遠程測量溫度、壓力、痕量氣體濃度和云粒子密度等許多特性。
展開 光譜相位 | RP 系列激光分析設計軟件
光脈沖的電場可以在時域或頻域中描述。在頻域中，不僅要知道功率譜密度(即強度譜)，還要知道譜相位。這被定義為頻域中電場的相位，即函數的復相位
完整的脈沖表征不僅包括測量光譜，即平方模量 E(v)，還有光譜相位，其中包含額外的信息。例如，使用頻率分辨光門控 (FROG) 和用于直接電場重建的光譜相位干涉測量法 (SPIDER→光譜相位干涉測量法) 也可以做到這一點。
注意到波動光學中存在不同的符號約定；上述方程是物理學家約定俗成的。
光譜相位和群延遲
光學元件或裝置中光的群延遲可以定義為光譜相位延遲相對于角光學頻率的導數：
這可以通過考慮光脈沖來理解，其中峰值強度是在所有光譜分量處于同相位的時候發現的。在通過光學元件后，導致頻率相關的相位變化，該條件在脈沖峰值的最初時間不再滿足，而是在稍后的時間滿足，光譜元件再次獲得相同的相位。脈沖的時間位移是由群延遲決定的，前提是基礎的線性近似是有效的——也就是說，可能不適用于經歷更復雜的頻譜相位變化的寬帶脈沖。
思考
你能在不做計算的情況下，找出弱克爾非線性對 sech2 型脈沖的光譜相位的影響嗎?作為提示，在基本孤子脈沖中，除了剩余的恒定相移之外，群延遲色散和克爾非線性的影響可以相互抵消。
舉例說明
考慮與某些操作相關的光譜相位變化是有指導意義的：
01
時間相位的恒定變化直接轉化為光譜相位的相同變化(對于依賴時間的相位變化，這種關系就不那么明顯了)，并且沒有群延遲。
02
時間延遲T對應于光譜相位的變化，即 2πvT 與光頻率成正比。
03
色散直接影響光譜相位，也會引起群延遲。例如，三階色散的影響相當于在光譜相位上添加一項，該項隨頻率偏移的三次方而變化。
當脈沖的頻譜相位恒定或與頻率線性相關時
展開 RP 系列激光分析設計軟件 | 空間離散
對于在各向同性介質中傳播的激光束，橫向強度分布沿著由介質波矢量（=k矢量）定義的光束軸傳播。在各向異性（因此也是雙折射的）晶體中，情況不一定如此：強度分布可能偏離波矢量定義的方向，如圖1所示，其中灰色線表示波前，藍色表示具有顯著光學強度的區域。這種現象稱為空間離散、雙折射離散或坡印廷矢量離散（不要與時間離散混淆），與坡印廷矢量和波矢量之間的某個有限角度ρ（稱為離散角）有關。坡印亭矢量定義了能量傳輸的方向，而波矢量垂直于波陣面。
空間離散僅發生在具有特殊偏振態的光束中，該光束相對于光軸以某個角度θ傳播，因此折射率 ne 和相速度依賴于該角度。然后可以通過下式計算離散角
其中負號表示離散發生在折射率降低的方向上。特殊折射率ne及其導數是特定角度θ的值。具有普通偏振的光束（其中折射率不依賴于傳播角）不會發生離散。
在圖1中夸大了走離角的大小。在典型情況下，它在幾毫弧度和幾十毫弧度之間的范圍內。對于接近折射率橢球軸之一的傳播方向，離散甚至可以變得更小。
一個例子
例如，假設一束激光束在鈮酸鋰晶體的x-z平面內沿某一方向傳播。這種材料是負單軸的，這意味著沿z軸（即光軸）偏振時折射率最小。在光束軸和z軸之間存在一定角度θ（<90°）的情況下，折射率隨著θ的增大而減小。因此，離散指向更大的θ，即遠離光軸。圖2顯示了計算結果。
圖2：室溫下LiNbO3晶體中635nm激光光束的折射率和離散角與z軸傳播角的函數關系。
非線性互相作用中的空間離散
在基于非線性晶體中臨界相位匹配的非線性頻率轉換方案中會遇到空間離散。其結果是，在聚焦光束內相互作用的波在傳播過程中失去了它們的空間重疊，因為那些具有特殊偏振的波經歷了離散，而那些具有普通偏振的波則不是這種情況。（注意，雙折射相位匹配必然涉及具有兩種偏振態的光束
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