Code_Saturne的案例
開源CAE Code_Saturne案例 | 運用Code_Saturne對室內火災的3D計算模擬
關于Code_Saturne
Code_Saturne是法國電力集團自1997年起自主研發的一款通用計算流體力學開源軟件。基于有限體積方法，支持多種類型網格，通過求解納維-斯托克斯方程，用于處理二維、二維對稱、三維，穩態或非穩態，層流或湍流，不可壓或微可壓流體，等溫或非等溫等多種計算問題。擁有多種不同的湍流模型，例如雷諾平均模型（Reynolds Average Navier-Stokes: RANS）與大渦模擬模型(Large Eddy Simulation: LES)。
軟件涵蓋多種工業應用物理模塊：大氣模擬、煤粉、重質燃料及生物質的燃燒模塊、電弧與焦耳效應模塊、顆粒追蹤模塊、流體機械轉子-定子互動模塊等。為適應工業界復雜的物理問題，該軟件具備靈活的二次開發接口。其強大的并行計算能力，適用于超性能計算平臺處理大規模計算問題。該軟件在工業領域得到廣泛的應用與認可。
本文旨在提供運用Code_Saturne模擬室內火災的3D算例模型。
研究背景
作為EDF R&D較早開發的代碼， MAGIC被廣泛運用在工業應用中，主要包括火災安全分析，防火區分區以及火災概率風險評估等。然而MAGIC所能模擬的溫度范圍較小，對流體模擬的精細程度不夠，且實際工程往往要求對大型復雜幾何空間內火災后空氣和煙的流動做精細的建模與模擬，因此CFD數值模擬顯得尤為重要。本文提供了一種運用CFD軟件Code_Saturne對室內火災進行3D計算模擬的數值方法。
展開 【免費資源】通用計算流體力學開源軟件code_saturne自學資料匯總
軟件各功能信息
包括code_saturne的數值方法、計算能力、網格靈活性、用戶體驗、各種模塊，可對code_saturne有更加詳盡的了解：
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4. code_saturne用戶指南
code_saturne不同軟件版本對應的軟件使用手冊，其中包含安裝教程、用戶手冊、網頁資料（內含豐富的用戶自定義SRC腳本文件編寫的詳細介紹，包括變量物理含義，代碼編寫規則等）、理論手冊、studymanager工具的使用手冊（對于需要同時提交多個計算的用戶十分方便）、軟件開發指南（如何在code_saturne的求解器基礎上進行軟件開發）、用戶自定義腳本快速參考卡片：戳我
基本理論介紹手冊（Best Practice Guidelines），包括流體計算涉及的基本物理現象、網格生成、壁面單元尺寸的選擇、計算參數設置、計算失敗應對的方法以及如何開展結果分析的介紹：戳我
5. code_saturne案例練習教程
案例練習教程，包括簡化反應堆容器、熱力學計算、設置code_saturne /SYRTHES 進行流固耦合計算、 ALE 計算、在SALOME平臺中建立計算文件、粒子分散、使用拉格朗日方法模擬煤或生物質燃燒、流體機械轉子-定子的嚙合等案例：戳我
6. code_saturne用戶社區
交流論壇網址，使用code_saturne的文獻資料，salome_cfd用戶會議：戳我
7.
展開 開源CAE Code_Saturne案例 | 壓氣機旋轉失速現象的CFD仿真
在本次介紹的算例中，就使用法國電力（EDF）開發的開源通用計算流體力學（CFD）求解器 Code_Saturne進行數值模擬，并將仿真結果同實驗測量數據以及FLUENT商業軟件的仿真結果進行比較，證明了Code_Saturne進行可壓縮流場仿真計算的可信性。
Code_Saturne仿真軟件的優勢
針對本算例計算的可壓縮旋轉氣流流場的仿真模擬，Code_Saturne開源通用流體力學計算軟件具有以下的優勢：
所有代碼全部開源算法透明，同時方便植入和嘗試特殊模型和更加先進的求解算法。
有完善的GUI圖形化人機交互操作界面
具備絕大多數常用的RANS，LES以及混合湍流模型
良好的大規模并行計算可擴展能力，65000核并行計算32億網格量的算例依然具有很好的并行加速效果。
基于能源領域需求而開發的通用CFD軟件，長期在工業領域應用并具有豐富的工業驗證案例。
對簇狀結構和渦輪機械涉及到的周期性網格和動網格與靜網格耦合的支持良好
作為一款開源軟件，Code_Saturne還提供了豐富的用戶自定義函數的接口，滿足不同仿真應用場景和案例的精細化設置， 用戶還可以根據自己的需求對源代碼進行修改，更加詳細的Code_Saturne用戶自定義函數的使用方法將在2021年1月份的Code_Saturne用戶自定義函數使用專題培訓中進行介紹。在本次算例中，就對軟件中的可壓縮流體模塊進行了用戶自定義的修改和優化，使其支持對旋轉氣流的仿真模擬精度更高。
展開 【EDF開源CAE】使用Code_Saturne對壓氣機旋轉失速現象的CFD仿真
對簇狀結構和渦輪機械涉及到的周期性網格和動網格與靜網格耦合的支持良好
作為一款開源軟件，Code_Saturne還提供了豐富的用戶自定義函數的接口，滿足不同仿真應用場景和案例的精細化設置， 用戶還可以根據自己的需求對源代碼進行修改，更加詳細的Code_Saturne用戶自定義函數的使用方法將在2021年1月份的Code_Saturne用戶自定義函數使用專題培訓中進行介紹。
在本次算例中，就對軟件中的可壓縮流體模塊進行了用戶自定義的修改和優化，使其支持對旋轉氣流的仿真模擬精度更高。
03
Code_Saturne中的可壓縮算法和湍流模型的改進
壓氣機失速現象涉及到對旋轉可壓縮氣流流場不穩定性的高精度的捕捉，因此針對本案例，對Code_Saturne內的可壓縮流求解部分的源代碼做出了以下的優化和改進：
對流項的離散格式增加至3階
使用2階Crank-Nicholson時間差分格式
植入并試驗了由?ada和Torrilhon提出的3階限制器
針對Code_Saturne中的k-ω SST湍流模型進行了旋轉和曲率修正，使之更加適用于旋轉氣流仿真。
為了對改進后的k-ω SST湍流模型，在Code_Saturne中測試了旋轉管流的經典驗證算例，模擬繞軸向旋轉的管道中的氣流流場。
算例中流場對應的雷諾數（Re）為5800，測試不同羅斯貝數(Ro)下的模擬結果并同DNS仿真結果以及FLUENT商業流體力學軟件的仿真結果進行比較，驗證了改進后的k-ω SST湍流模型對于旋轉流場湍流特征的捕捉精度。
展開 
分享一個功能強大的CFD軟件Code_Saturne
Code_Saturne操作簡便，官網不僅提供Linux/Windows多平臺版本供免費下載，還有詳盡的用戶手冊。
Code_Saturne由法國電力自主開發，有歐洲第一大電力公司研發團隊提供支持。而且，法國電力會定期或非定期舉辦軟件培訓研討會，今年的研討會初步安排在11月份。
咨詢研討會信息，請發送郵件到you.wu@edf.fr 或撥打工作電話010-56511420
【培訓通知】關于遠算科技聯合上海交通大學共同舉辦code_saturne 熱工水力及核電領域應用專題培訓通知
code_saturne 使用指導：
? code_saturne 軟件基本使用流程和計算參數、湍流模型、差分格式設置等的最佳實踐
?
code_saturne
工作流程，結果輸出，周期性邊界，代碼耦合及并行能力介紹
練習1（續）：簡化核電反應堆流動模擬- 掌握使用SALOME_CFD進行計算案例幾何與網格的生成，計算設置，流場求解以及結果后處理可視化的完整流程。
第二天
code_saturne 軟件介紹：
? 基于征狀識別和排序表（PIRT）的仿真軟件VVUQ方法論介紹
?
code_saturne
用戶子程序的功能和編寫方法介紹
練習2：三維管內的冷熱混合分層流動模擬（PIRT方法實踐）- 掌握使用SALOME_CFD進行復雜網格生成，變密度流場設置，以及進行三維瞬態流場和傳熱過程計算及后處理的方法。
code_saturne 混合氣體流動仿真指導：
? 混合氣體流動問題的基本假設和控制方程簡述
?
采用
code_saturne
的混合氣體模塊進行仿真計算的設置方法詳解
練習3：國際標準題PANDA（豎直空氣射流對氦氣層侵蝕行為影響） - 掌握采用code_saturne中的混合氣體模塊模擬三種氣體混合流動過程的計算及后處理的方法。
展開 【環境仿真專題第四講】使用Code_Saturne模擬化學污染物在復雜建筑環境下的大氣擴散
在Code_Saturne中使用混合氣體模型進行計算，仿真模擬分為兩步進行：
首先計算無C12釋放狀態下的穩態風場；
再以穩態計算的結果作為初始狀態，進行瞬態計算來模擬C12釋放后的擴散和分布情況。
04
模擬結果
整個模擬城市區域速度云圖，和C12釋放并擴散至布滿整個模擬城市區域時的濃度云圖，如下圖所示：
距地面1m處速度場云圖
距地面1m處C12濃度云圖
C12濃度在垂直切面上的云圖
下圖展示了Code_Saturne仿真計算得出的31s、40s、50s、60s、70s時刻的C12濃度分布的預測結果：
使用Code_Saturne和PMSS模型對美軍JRII實驗進行了復現，通過對三種不同CFD模型的結果比較，證明Code_Saturne模擬的結果是準確可信的。
小結：
本案例是將環境仿真技術應用于模擬化學污染物在復雜建筑環境下的大氣擴散，模擬結果表示Code_Saturne能夠準確地模擬出大分子量重氣云團在復雜結構間的擴散運動。
因此，Code_Saturne有能力預測不同氣象風向條件下流體擴散的范圍，可以用于對城市區域內化學品泄漏后的擴散進行預測。并且，對于不同氣象條件、不同泄漏位置、不同城市結構，Code_Saturne能夠進行快速、準確的分析，以制定相關的緊急響應策略。
展開 開源CAE Code_Saturne案例 | 硼稀釋事故時堆芯內硼濃度空間分布情況模擬
培訓地點
遠算培訓教室
詳細地址：杭州市西湖區千島湖智谷大廈C座2樓
擬定培訓內容
Code_Saturne軟件進行流體力學仿真計算的理論和功能介紹
Code_Saturne軟件圖形界面操作的云平臺上機實踐和最佳操作實踐
Code_Saturne軟件在工業領域的應用實例
培訓費用
培訓費用：￥3900元/人 （包括教材費、培訓費、上機費、午餐費，培訓結束后將獲得額外贈送的1000元禮包：包含300核時算力以及30小時云端可視化使用時間。）
【持續上新】Code_Saturne&SALOME_CFD快速安裝教程
我們有安裝包
我們有全套依賴
我們有編譯教程
Code_Saturne&SALOME_CFD如何快速安裝
關注我們就夠了！
本周為大家帶來的是
Code_Saturne和SALOME_CFD的
安裝教程
，依舊是軟件安裝教程視頻和安裝文檔
的搭配
，包含下
載、解壓、安
裝依賴、編譯、配置、啟動的詳細步驟，手把手教你軟件安裝。
安裝文檔
安
裝后，
Code_Saturne可以作為具有圖形操作界面的 CFD求解軟件單獨運行使用，也可以和 SALOME前后處理平臺整合為SALOME_CFD，通過 SALOME方便的在同一個軟件工具下實現幾何和網格的生成，以及仿真計算結果的可視化后處理。
如何獲取：
1、掃描文末二維碼關注“遠算云學院”公眾號；
2、選擇 格物CAE-線上培訓視頻，Code_Saturne&SALOME_CFD安裝教程已置頂，歡迎大家學習！
軟件介紹：
C
ode_Saturne是法國電力集團（EDF）研發的一款通用計算流體力學開源軟件。
基于有限體積方法，支持多種類型網格，通過求解納維-斯托克斯方程，用于處理二維、二維對稱、三維，穩態或非穩態，層流或湍流，不可壓或微可壓流體，等溫或非等溫等多種計算問題。
軟件涵蓋大氣模擬、煤粉、重質燃料及生物質的燃燒、電弧與焦耳效應、顆粒追蹤、流體機械轉子-定子互動等多種工業應用物理模塊，并在工業領域得到廣泛的應用與認可。
展開 [開源軟件]Code_Saturne，一個功能強大的開源CFD計算軟件
Code_Saturne 是由EDF自1997年起自主研發的一款通用計算流體力學開源軟件。基于有限體積方法，支持多種類型網格，通過求解納維-斯托克斯方程，用于處理二維、二維對稱、三維，穩態或非穩態，層流或湍流，不可壓或微可壓流體，等溫或非等溫等多種計算問題。擁有多種不同的湍流模型，例如雷諾平均模型（Reynolds Average Navier-Stokes: RANS）與大渦模擬模型(Large Eddy Simulation: LES)。軟件涵蓋多種工業應用物理模塊：大氣模擬、煤粉、重質燃料及生物質的燃燒模塊、電弧與焦耳效應模塊、顆粒追蹤模塊、流體機械轉子-定子互動模塊等。為適應工業界復雜的物理問題，該軟件具備靈活的二次開發接口。其強大的并行計算能力，適用于超性能計算平臺處理大規模計算問題。該軟件在工業領域得到廣泛的應用與認可。
應用領域
Code_Saturne與Fluent類似，可廣泛地處理熱工水力領域的問題，還可應用于新能源評估，環境影響評價等領域，具體例如：
- 層流，湍流，大渦模擬
- 煤，重油，天然氣的燃燒
- 傳熱耦合計算
- 輻射換熱
- 大氣污染模擬
- 風能評估
- 電弧和焦耳效應
- 轉子/定子的相互作用
而且，Code_Saturne還可拓展到多相流的模擬計算領域。
展開 【環境仿真專題第三講】基于Code_Saturne對生化污染在城區室內及室外環境下的擴散過程預測
《環境仿真專題》第三講
基于Code_Saturne對生化污染在城區室內及室外環境下的擴散過程預測
01
研究背景
根據歐洲的公共安全法規，在大城市公共場所設計和建造過程中，需要考慮遭受可能的生化武器恐怖襲擊后生化污染的擴散情況，并為相應的緊急情況響應機制的制定提供依據。
通過數值模擬的方法，可以建立全尺度的CFD模型，使用Code_saturne對具體的公共場所，如地鐵站、火車站、商場進行小尺度上的模擬，同時與適用于大尺度的城市簡化流場與擴散模型（Urban simplified flow and dispersion model, PMSS）耦合，計算大范圍公共場所周邊地區的污染擴散情況，以確定污染是否會僅影響局部區域，或是擴散至周圍的臨近城區。
02
軟件介紹
Code_Saturne是法國電力集團（EDF）研發的一款通用計算流體力學開源軟件。基于有限體積方法，支持多種類型網格，通過求解納維-斯托克斯方程，用于處理二維、二維對稱、三維，穩態或非穩態，層流或湍流，不可壓或微可壓流體，等溫或非等溫等多種計算問題。
展開 
遠算學院2021年EDF開源仿真軟件培訓預告 | Code_Aster Code_Saturne等
為普及和推廣仿真軟件使用、培養高水平水力學專業人才，浙江遠算科技有限公司將在2021年繼續進行Code_Aster、Code_Saturne、Telemac-Mascaret、Salome四款軟件的培訓課程，現將2021年培訓計劃預告如下：
課程安排
培訓對象
培訓對從事結構力學、流體力學、水力學工作研究的各類工程科研人員，包括但不限于企業中從事仿真分析的工程師、設計師，科研院所的科研人員，高等院校教師、研究生和本科生。
培訓模式
本培訓仍會采用理論講解+案例介紹+實例練習的模式進行，目前法電軟件已部署在遠算格物CAE云平臺，通過瀏覽器可以方便的登錄到格物CAE平臺進行可視化的前后處理、計算配置等操作，以及連接到超算的計算資源進行仿真計算，為廣大學員帶來更為直觀和簡便的使用體驗。法電與遠算的合作也致力于依托法電集團的開源軟件打造格物CAE平臺，開發高效并行計算、代碼可控的本土化CAE軟件。這些產品可以進一步貼近中國CAE工程師用戶習慣，將在不久之后相繼推出。
2021年仿真培訓培訓計劃提前供學員參考，請學員基于需求選擇課程，每月詳細課程通知及報名途徑將于課程開始前一個月發布，敬請關注，謝謝！
福利時間
各位學員如果沒有滿足自己需求的課程，或是有特別想參加的培訓，可以將需求反饋給我們，我們可以據此給大家安排更受歡迎的培訓課程。反饋的前二十名學員可以獲得500元培訓代金券的獎勵，大家趕快掃描下方二維碼提交吧！
軟件介紹
Code_Saturne是法國電力集團自1997年起自主研發的一款通用計算流體力學開源軟件。
展開 Code_Saturne案例 | 硼稀釋事故時堆芯內硼濃度空間分布情況模擬
.Code_Satrune 可以得到與實際試驗非常接近的數據；
2.高精度湍流模型對水塞混合實驗的模擬更加準確；
3.
【CAE案例】壓氣機旋轉失速現象的CFD仿真
在本次介紹的算例中，就使用法國電力（EDF）開發的通用計算流體力學（CFD）求解器 code_saturne進行數值模擬，并將仿真結果同實驗測量數據以及FLUENT商業軟件的仿真結果進行比較，證明了code_saturne進行可壓縮流場仿真計算的可信性。
code_saturne中的可壓縮算法和湍流模型的改進
壓氣機失速現象涉及到對旋轉可壓縮氣流流場不穩定性的高精度的捕捉，針對本案例，對code_saturne內的可壓縮流求解部分的源代碼做出了以下的優化和改進。
? 對流項的離散格式增加至3階
? 使用2階Crank-Nicholson時間差分格式
? 植入并試驗了由?ada和Torrilhon提出的3階限制器
同時針對code_saturne中的k-ω SST湍流模型進行了旋轉和曲率修正，使之更加適用于旋轉氣流仿真。
為了對改進后的k-ω SST湍流模型，在code_saturne中測試了旋轉管流的經典驗證算例，模擬繞軸向旋轉的管道中的氣流流場。
算例中流場對應的雷諾數（Re）為5800，測試不同羅斯貝數(Ro)下的模擬結果并同DNS仿真結果以及FLUENT商業流體力學軟件的仿真結果進行比較，驗證了改進后的k-ω SST湍流模型對于旋轉流場湍流特征的捕捉精度。
改進湍流模型前后的速度分布結果的比較
改進湍流模型前后的湍流粘性分布結果的比較
02 應用案例
NASA Rotor 67多級壓氣機風扇轉子
NASA Rotor 67 是可壓縮流體的經典驗證案例之一，整個結構由22個風扇葉片組成，其設計工況為轉速16043 rpm，流量為33.25kg/s。本計算案例采用y+平均值為35的網格量為230萬的網格進行計算。
展開 【CAE案例】橄欖廢料燃燒鍋爐飛灰沉積的仿真模擬
03
仿真模擬
下圖展示了code_saturne仿真計算得出的在橄欖油渣鍋爐當中溫度場和速度場的云圖。
（a）橄欖油渣鍋爐當中溫度場云圖 （b）橄欖油渣鍋爐當中速度場云圖
采用拉格朗日粒子跟蹤方法模擬飛灰的沉積，如下圖所示：
（c）橄欖油渣鍋爐粉狀燃料粒子跟蹤圖
根據模擬結果，可以發現飛灰在爐排區域產生之后，在流場的作用下被攜帶至熔爐區域，并沉積在熔爐底部。模擬結果與海斯坦普公司所進行的實驗和運維記錄十分吻合。通過數值模擬，相關的運維人員可以對飛灰沉積的位置和量有清晰的把控，根據數值模擬的結果相應地調整的日常的維護策略，針對性對鍋爐進行清理，提高生產效率和經濟效益。
04
結論
使用code_saturne對橄欖廢料燃燒鍋爐的飛灰沉積問題進行模擬，與實驗和實際數據進行對比，模擬結果展現出良好近似。code_saturne可以較為準確地模擬生物質橄欖油渣飛灰沉積的現象，并可以作出預測。在設計階段可以使用CFD數值模擬優化相關的工程設計，改善燃燒爐相關的工作效率；在日常的運維當中，采用CFD數值模擬可以指導相關的運維策略，使得企業生產更加可管可控，進一步提高生產效率和經濟效益。
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