ANSYS FLUENT官方培训教程【完整版】.pdf

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1、ANSYSFLUENT培训教材第一节：CFD简介安世亚太科技（北京）有限公司APeraGlobalCompany©PERAChina什么是CFD?CFD是计算流体动力学（Computationalfluiddynamics）的缩写，是预测流体流动、传热传质、化学反应及其他相关物理现象的一门学科。CFD一般要通过数值方法求解以下的控制方程组–质量守恒方程–动量守恒方程–能量守恒方程–组分守恒方程–体积力–等等CFD分析一般应用在以下阶段:–概念设计–产品的详细设计–发现问题–改进设计CFD分析是物理试验的补充，但更节省费用和人力。APeraGlobalCo

2、mpany©PERAChinaCFD如何工作?ANSYSCFD求解器是基于有限体积法的–计算域离散化为一系列控制体积ControlVolume*–在这些控制体上求解质量、动量、能量、组分等的通用守恒方程Fluidregionofpipeflowisdiscretizedintoafinitesetofcontrolvolumes.UnsteadyConvectionDiffusionGenerationEquationVariableContinuity1Xmomentumu–偏微分方程组离散化为代数方程组YmomentumvZmomentumw–用数值方法

3、求解代数方程组以获取流场Energyh解*FLUENTcontrolvolumesarecell-centered(i.e.theycorresponddirectlywiththemesh)whileCFXcontrolvolumesarenode-centeredAPeraGlobalCompany©PERAChinaCFD模拟概览问题定义ProblemIdentification1.确定模拟的目的1.Definegoals2.确定计算域2.Identifydomain前处理和求解过程Pre-Processing3.创建代表计算域的几何实体3.Geom

4、etry4.设计并划分网格4.Mesh5.设置物理问题（物理模型、材料属5.Physics性、域属性、边界条件…）6.SolverSettings6.定义求解器（数值格式、收敛控制…）Solve7.求解并监控7.Computesolution后处理过程9.UpdateModel8.查看计算结果PostProcessing9.修订模型8.ExamineresultsAPeraGlobalCompany©PERAChina1.定义模拟目的ProblemIdentification1.Definegoals2.Identifydomain你希望得到什么样的结果（

5、例如，压降，流量），你如何使用这些结果？–你的模拟有哪些选择？•你的分析应该包括哪些物理模型（例如，湍流，压缩性，辐射）？•你需要做哪些假设和简化？•你能做哪些假设和简化（如对称、周期性）？•你需要自己定义模型吗？▪FLUENT使用UDF，CFX使用UserFORTRAN计算精度要求到什么级别？你希望多久能拿到结果？CFD是否是合适的工具？APeraGlobalCompany©PERAChina2.确定计算域ProblemIdentification1.Definegoals2.Identifydomain如何把一个完成的物理系统分割出来？计算域的起

6、始和结束位置DomainofInterestasPartofaLarger–在这些位置你能获得边界条件吗？System(notmodeled)–这些边界条件类型合适吗？–你能把边界延伸到有合适数据的位置吗？Domainofinterestisolatedandmeshed能简化为二维或者轴对称问题吗？forCFDsimulation.APeraGlobalCompany©PERAChina3.创建几何模型Pre-Processing3.Geometry4.Mesh5.Physics6.SolverSettings你如何得到流体域的几何模型？–使用现有的CA

7、D模型•从固体域中抽取出流体域？–直接创建流体几何模型你能简化几何吗？–去除可能引起复杂网格的不必要特征（倒角、焊点等）–使用对称或周期性？•流场和边界条件是否都是对称或周期性的？你需要切分模型以获得边界条件或者创建域Solidmodelofa吗？HeadlightAssemblyAPeraGlobalCompany©PERAChina4.设计和划分网格Pre-Processing3.Geometry计算域的各个部分都需要哪种程度的网格4.Meshing5.Physics密度？6.SolverSettings–网格必须能捕捉感兴趣的几何特征，以及关心变量

8、的梯度，如速度梯度、压力梯度、温度梯度