ansys12-fluent09瞬态问题

《ansys12-fluent09瞬态问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ANSYSFLUENT培训教材第九节：瞬态问题安世亚太科技（北京）有限公司APeraGlobalCompany©PERAChina动机�自然界几乎所有流动都是瞬态的–下列情况可以近似为稳态:•忽略瞬态的脉动•引入整体的时间平均来消除瞬态影响�CFD中使用稳态方法的好处是–更少的计算资源–更容易后处理和分析�许多应用要求使用瞬态求解:–气动（飞机、机车等）–涡脱落–旋转机械–动静干涉，失速，喘振,–多相流–自由液面，气泡动力学–变形域–内燃机燃烧，投放–瞬态换热–瞬态加热或冷却–…...APeraGlobalCompany©PERAChina瞬态流动的

2、根源�自然发生的瞬态流动–由于流体中不稳定性的增长或者非平衡的初场引发的瞬态流动–例如：自然对流，湍流涡，流动波（重力波、激波）�强迫瞬态流动–时间平均的边界条件，源项引起的瞬态流动–例子：喷嘴的脉冲，旋转机械的动静干涉Kelvin-HelmholtzCloudInstabilityBuoyantBoxFallingIntoaPoolofWaterAPeraGlobalCompany©PERAChina瞬态CFD分析�模拟指定时间内的瞬态流场–可以通过以下方法求解:•稳态解–流场不再随时间变化•时间周期解–流场形态随时间脉动重复出现–目标可以简化为分

3、析预定时间间隔的流动•自由表面流•移动的激波•等等�抽取关心的变量–特征频率（如：斯德鲁哈尔数）–时间平均或/RMS值–时间相关的参数（如，热固体的冷却时间，污染物的停留时间）–特殊数据（快速傅立叶变换）APeraGlobalCompany©PERAChina瞬态流动模拟流程�激活瞬态求解器�设置物理模型和边界条件–允许设置瞬态边界条件–UDF或分布文件�指定初场–最好用有物理意义的初场，如稳态流场�求解器设置，监测设置�设置动画和数据输出选择�选择时间步和最大迭代次数�设定时间步数�计算APeraGlobalCompany©PERAChina激活瞬

4、态求解器�在General菜单下选择Transient按钮:�开始执行迭代前，需要设置附加的控制–求解器设置–动画–数据输出/自动保存选项APeraGlobalCompany©PERAChina选择瞬态时间步长�在RunCalculation菜单中设置时间步长，∆t–∆t必须小到能解析和时间相关的特征。确定每个时间步的最大迭代步内能收敛–时间步大致可按照下面公式估计:–也可以选择能解析流动特征的时间步（在指定脉动周期的情况下）�指定零时间步时迭代，求解器会仅仅在当前时间步下收敛�对许多瞬态流动，PISO格式有助于加速收敛APeraGlobalComp

5、any©PERAChina瞬态模型选择�自适应时间步长–基于局部截断误差自动调整时间步长–可以通过UDF指定�时间平均的统计–在使用LES时需要使用�在使用密度基求解器时，Courant数定义了:–密度基显式求解器的全局时间步长–密度基隐式求解器的伪时间步长•真实时间步长仍然必须在迭代面板中定义APeraGlobalCompany©PERAChina瞬态流动模型–动画�必须在计算前设置动画–动画帧在计算中写出并存储APeraGlobalCompany©PERAChina创建动画的其他方法�另外一个创建动画的方法是利用ExecuteCommands�可

6、以通过文本命令或宏定义在预定的迭代步或时间间隔，执行哪些操作�这种方法在创建高质量的动画结果时有用–定义生成动画帧（云图、矢量图等）并存储文件的命令.–利用第三方软件把这些文件链接成动画文件(AVI,MPG,GIF,等)APeraGlobalCompany©PERAChina执行迭代�最通常的时间推进格式是迭代格式–求解器在当前时间步收敛然后推进到下一个时间步–当MaxIterations/TimeStep达到时，或者收敛标准满足时，时间推进到下一步–各时间步依次收敛直至达到总时间步�必须定义初始化–设置流体域的初始质量和流场的初始状态�非迭代时间推

7、进法(NITA)可以用于更快速的计算时间APeraGlobalCompany©PERAChina收敛行为�瞬态计算的残差图不一定能说明收敛�下图显示了简单问题的瞬态计算残差图�时间步长的选择应该使得在一个时间步内残差下降三个量级–这将确保瞬态行为被解析APeraGlobalCompany©PERAChina瞬态模拟的技巧�压力-速度耦合采用PISO格式，比标准SIMPLE格式更易收敛�选择合适的时间步长以至每个时间步长内能收敛三个量级�每个时间步的迭代次数大约20次，减少时间步长比增加每步的迭代次数要好。�记住对瞬态问题，精确的初场和边界条件一样重要

8、，初场一定要符合真实物理条件�在计算前定义希望得到的动画APeraGlobalCompany©PERAChi