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1.2 流體域抽取創(chuàng)建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準(zhǔn)備”選項(xiàng)卡，使用“外殼”工具沿風(fēng)機(jī)周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數(shù)值。建議尺寸為風(fēng)機(jī)幾何的20-30倍。拉伸操作時(shí)勾選“No Merge”選項(xiàng)，避免流體域與固體區(qū)域自動(dòng)合并，確保后續(xù)邊界條件獨(dú)立設(shè)置。 右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區(qū)域，僅保留流體域。

進(jìn)行CFD計(jì)算之前，對研究對象進(jìn)行流體域的抽取，是首先要做的工作，對于一些簡單的流體域，可以使用三維建模軟件進(jìn)行直接建模，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使用三維軟件直接建模就顯得力不從心了，這個(gè)時(shí)候就需要使用到ANSYS SpaceCliam對幾何模型就行流體域的抽取。

本文將執(zhí)行一個(gè)單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進(jìn)行流體域的建立和CFD網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)入至Fluent求解器進(jìn)行流場計(jì)算，得到流體與固體界面的壓強(qiáng)信息，隨后將Fluent中計(jì)算得到的壓力信息映射至結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上，并使用Optistruct求解器進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析。

圖5 流體域和固體域邊界圖示 四、網(wǎng)格劃分 雙擊A3 打開Meshing 模塊，網(wǎng)格劃分主要有三部分，選定固體域定義網(wǎng)格方法為Automatic Method，選定流體域定義網(wǎng)格方法同樣為

單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water liquid單擊Copy按鈕確認(rèn)。（2）同（1），選擇固體材料鐵。（3）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Cell Zone Conditions面板。設(shè)置流體域材料為水，固體域材料為鐵。

以控制口0.5mm開度情況為例，原始模型和抽取出來的流體以及網(wǎng)格如下圖所示：流體域網(wǎng)格Fluent設(shè)置好相應(yīng)的邊界條件后，將流體計(jì)算壓力和對流系數(shù)邊界條件在workbench平臺下導(dǎo)入Mecahnical進(jìn)行力學(xué)分析。該電磁閥結(jié)構(gòu)分析的幾何模型及有限元如下，彈簧模型采用Mechanical的彈簧單元進(jìn)行簡化。

在這個(gè)圖中也可以看見內(nèi)部流體域網(wǎng)格也生成了邊界層網(wǎng)格，效果還是不錯(cuò)的。 下面就需要?jiǎng)?chuàng)建物理連續(xù)體了。同樣是創(chuàng)建2個(gè)，1個(gè)賦予管道，另一個(gè)賦予流體，1個(gè)選擇流體，一個(gè)選擇固體，并且可以選擇固體的換熱方式，即使對流，還是絕熱等。這些參數(shù)可以在左下角的property中進(jìn)行設(shè)置。 這里展示的是計(jì)算域中的邊界條件設(shè)置，前面已經(jīng)提及，這里詳細(xì)展示一下。

選擇k-epsilon方程，其他保持默認(rèn)； ▉ 賦予材料屬性 本次使用的流體材料為water-liquid，固體材料為steel，在Fluent Database中就有，可直接Copy(復(fù)制)出來使用； 分別將這兩種材料屬性賦予流體域和固體域； ▉ 邊界條件設(shè)置

以控制口0.5mm開度情況為例，原始模型和抽取出來的流體以及網(wǎng)格如下圖所示：流體域網(wǎng)格Fluent設(shè)置好相應(yīng)的邊界條件后，將流體計(jì)算壓力和對流系數(shù)邊界條件在workbench平臺下導(dǎo)入Mecahnical進(jìn)行力學(xué)分析。該電磁閥結(jié)構(gòu)分析的幾何模型及有限元如下，彈簧模型采用Mechanical的彈簧單元進(jìn)行簡化。

本文采用積鼎VirtualFlow對電芯、冷板以及冷卻液進(jìn)行散熱仿真計(jì)算，分析鋰電池模組穩(wěn)態(tài)散熱效果，并與Fluent軟件結(jié)果進(jìn)行對比，表明VirtualFlow與Fluent計(jì)算結(jié)果的溫度偏差控制在3℃以內(nèi)。</p><p><br></p><h1><strong>一、計(jì)算域與網(wǎng)格</strong></h1><p>固體計(jì)算域包括電芯、母排、正負(fù)極、導(dǎo)熱膠以及電池包外殼，流體域為液體冷卻通道。

常用的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件有Ansys(Fluent),Comsol Multiphysics, CFX,Phoenics, CD- Star, Flow3D 等，其中以Fluent最為成熟和應(yīng)用廣泛。

中，相關(guān)設(shè)置與Fluent 動(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤制動(dòng)過程仿真(一)一致，固體域所有網(wǎng)格選擇lc的udf。

本案例對高鐵緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)盤溫度場和速度場進(jìn)行了仿真計(jì)算。由于涉及到傳熱、動(dòng)網(wǎng)格之類的仿真計(jì)算，整個(gè)計(jì)算流程與計(jì)算模型十分復(fù)雜繁瑣。上一節(jié)已經(jīng)展開了制動(dòng)過程的教學(xué)，因此本節(jié)展開熱仿真的耦合教學(xué)。1 workbench 設(shè)置與 Fluent 動(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤制動(dòng)過程仿真(一) 相比，增加了一個(gè)模塊，是用來劃分固體域網(wǎng)格。

ANSYS CFD前處理軟件后，對蝸殼和葉輪進(jìn)行封閉，流體域抽取以及網(wǎng)格劃分操作比較繁瑣和耗時(shí)，尤其是對“Interface”的處理（封閉面與模型間存在漏洞，葉輪和蝸殼水體域共節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格失敗等等）；而現(xiàn)如今，借助Fluent Meshing的“Fault-tolerent Meshing”工作流能夠大大的減低模型前處理和網(wǎng)格的難度，提高工作效率，所以忍不住趕緊整理分享，希望對大家的CFD仿真學(xué)習(xí)和工作帶來幫助

圖1 仿真后處理，是將ANSYS Fluent計(jì)算完成后的結(jié)果進(jìn)行展示和交流的有效手段。ANSYS Workbench平臺下的CFD-Post模塊功能全面，操作性強(qiáng)，非常適合用于Fluent計(jì)算結(jié)果的后處理。CFD-Post后處理的基本流程是：確定位置à通過變量/表達(dá)式提取數(shù)據(jù)à在給定位置生成數(shù)據(jù)。 因此對于后處理而言，“位置”的概念是非常重要的。

ANSYS 2022R1新功能培訓(xùn) 關(guān)注安世亞太服務(wù)號 獲取最新大咖慧培訓(xùn)信息 課程亮點(diǎn) 專題包含：ANSYS Mechanial、Fluent、SPEOS、Maxwell、HFSS 新功能技術(shù)介紹，涵蓋結(jié)構(gòu)、流體、光學(xué)、高頻、低頻5大部分內(nèi)容。

CFX經(jīng)典的BFC氣膜冷卻模型新增了用戶自定義坐標(biāo)系用于定義氣膜孔位置，同時(shí)用戶可在CFX Pre中對氣膜孔位置進(jìn)行參數(shù)化定義和并行求解計(jì)算。可對流體域、固體域設(shè)置不同的時(shí)間尺度以加速葉片共軛傳熱收斂。

中，相關(guān)設(shè)置與 Fluent 動(dòng)網(wǎng)格+高鐵制動(dòng)盤制動(dòng)過程仿真(一) 一致，固體域所有網(wǎng)格選擇lc的udf。

，流體域抽取以及網(wǎng)格劃分操作比較繁瑣和耗時(shí)，尤其是對“Interface”的處理（封閉面與模型間存在漏洞，葉輪和蝸殼水體域共節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格失敗等等）； 而現(xiàn)如今，借助Fluent Meshing的“Fault-tolerent Meshing”工作流能夠大大的減低模型前處理和網(wǎng)格的難度，提高工作效率，所以忍不住趕緊整理分享，希望對大家的CFD仿真學(xué)習(xí)和工作帶來幫助。

因此選擇使用殼單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算采用OPtistruct求解器，因此將Hypermesh切換到OPtistruct求解器模塊下 ? 編輯 導(dǎo)入幾何模型后，提取該薄壁結(jié)構(gòu)的外表面（而不是抽取中面，因?yàn)樾枰ＷC結(jié)構(gòu)域邊界和流體域邊界能在空間中對上，減小后續(xù)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)映射的誤差），內(nèi)部加強(qiáng)筋則抽取其中面。