外流場數值仿真
關注創建者：Rocketeer2008 創建時間：2016-08-11
外流場數值仿真的視頻教程
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
免費 10分鐘 259播放
查看
基于重疊（嵌套）網格方法的直升機旋翼懸停流場數值仿真（數值仿真結果與試驗結果進行了對比驗證）
star ccm軟件對直升機旋翼數值仿真方面具有較好的優勢，本課程通過閱讀相關文獻采用了具有試驗數據驗證的NACA0012翼型做為仿真對象，從而證明數值仿真的準確性。
￥60 1小時4分鐘 983播放
查看
外流場數值仿真的實例教程
目前，CFD數值仿真計算方法在飛行器的前期設計階段得到了廣泛的應用，一定程度上可以替代實際的飛行器風洞試驗，并可以模擬得到風洞實驗中無法測試的一些參數。
本文基于安世亞太自主開發的PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，對某型號導彈的外流場進行了數值模擬計算，得到了相應馬赫數下導彈外流場的壓力及速度分布。
導彈結構如下圖所示（彈體長1米）。
基于PERA SIM.Fluid流體仿真軟件，具體的仿真工況條件為：
馬赫數1.53（520.7m/s）；
AOA攻角0° ，H=0km；
無窮遠場壓力入口101325Pa。
來流假設為理想氣體；用給定的自由流馬赫數和靜態條件來模擬無限遠場處的自由流動，計算的湍流模型為k-Omega SST，其可以很好地模擬飛行器外流場的附著流動和薄層自由剪切流動，且具有良好的魯邦性和數值收斂性。
為了滿足壁面無反射邊界條件為“無窮遠”的要求，在距離壁面較遠處生成一個大圓柱，以確定導彈外流場的計算域；對應的圓柱體計算區域直徑為20m，深度為25m，其中導彈前側為5m，后側20m（以捕捉導彈尾翼的氣流特性）。對包裹后的外流場進行網格劃分，如下圖所示；由于導彈周邊的流場氣動變化比較劇烈，為了更好地捕捉其流動現象，對導彈周邊的網格進行了加密細化，網格數量約為375萬。
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。
展開 采用FLUENT數值仿真軟件進行模擬。
2.1Bullet模型建立
根據Bullet參數：該Bullet為30×165 mm高爆燃燒彈，彈重837g，彈頭重389g，裝藥49g，初速960m/s，引信延時0.15ms，并能在7.5-14.5s后自毀。其實體模型如圖2.1所示。
圖2.1 Bullet實體模型
考慮到Bullet發射出去后只有彈頭在空氣中飛行，根據已知數據以及實體模型圖片使用圖片測算法，運用SolidWorks軟件建立彈殼三維實體模型以及內部裝藥模型，如圖2.2所示。
圖2.2 彈殼及裝藥模型
將彈頭殼體與裝藥裝配到位后需要在其外部建立外流場區域，即外部空氣域，使用workbench里面的建模軟件在彈頭外部生成外流場。如圖2.3所示。
圖2.3 彈頭外流場區域建立
2.2模型前處理
將建好外流場區域的彈頭及流體區域模型導入mesh進行前處理。彈頭殼體以及裝藥網格劃分如圖2.4所示。
圖2.4 網格劃分
將彈頭飛行方向所指空氣域對應的面設置為空氣流入邊界，其他面設置為流出邊界。如圖2.5所示。
圖2.5 空氣域邊界設定
在模擬彈頭與外部空氣的熱交換時，需要建立彈頭殼體外部與空氣交界面的耦合換熱面，此外還需要考慮彈頭殼體與內部裝藥的耦合換熱面。耦合換熱面的建立如圖2.6所示。
圖2.6 耦合傳熱面建立
2.3仿真模型設置
將處理好的前處理模型導入FLUENT進行數值仿真相關參數設置，采用基于壓力求解（Pressure-Based）算法，該方法既適用于可壓縮流體，也適用于不可壓縮流體的計算。
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 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 
外流場數值仿真的相關專題、標簽、搜索
外流場數值仿真的最新內容
摘 要：滑坡地質災害由于其成因機制特殊，涉及水與巖土體之間作用，有關能模擬流-固耦合的軟件相對較少。而Comsol作為一款多物理場仿真軟件，其“多孔彈性”接口很好的做到了達西定律與固體力學的耦合，對于評估流體導致巖土體的變形有很大的優勢。基于此，文中以某實際滑坡案例為基礎，利用Comsol多物理場數值模擬軟件對滑坡進行了流-固耦合計算，獲取了滑坡的變形破壞機理及特征。
關鍵詞：Comsol
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
本案例建立了一土石混合體結構，如圖1所示。基于COMSOL軟件對土石混合體進行了數值仿真，考慮了土石混合體孔隙變化，細顆粒侵蝕，骨架結構變形，此問題是一個多場（滲流場、變形場、應力場、損傷場）多相介質（土顆粒集合體，塊石，空隙，孔隙）耦合的復雜問題。仿真結果如圖2所示。
圖1 幾何模型
顆粒運動分布
應力分布
孔隙滲流下的細顆粒遷移運動
圖2 數值仿真結果
感興趣的朋友可下載模型源文件
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關閉B口，關閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內的速度場、溫度場和壓力場的動態變化分布。仿真結果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></
SAE Technical Paper 2014-01-0613, 2014
（5）船舶案例
本案例采用AICFD中的VOF方法對船舶的外流場進行數值仿真，船舶應用領域的示例為Wigley Hull，該案例有大量實驗數據可供比較。湍流模型為帶有壁面函數的k-omega SST模型，y+變化范圍為30到150，Froude數為0.267。
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。
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
重磅推薦！電磁場數值仿真技術及天線設計與應用開始報名啦！！！
隨著5G移動通信技術的發展，MIMO技術及毫米波天線在終端產品中的應用
中間切面的速度分布云圖
結論
本文利用PERA SIM.Fluid流體仿真軟件對某導彈的外流場進行了數值仿真計算
