流体模拟.通用CFD软件-phenics生活小区通风学习资料

1、 CAD下建立模型
CAD模型要求：（1）三维实体模型；（2）在第一象限（或建立模型后移动到第一象限）；（3）STL格式输出。

建立如附件的CAD模型“三维实体总图（南区）.dwg”，输出“三维实体总图（南区）.stl”
2、打开PHOENICS-VR,进入phoenics;
Files;
Start new case;
Flair
(调入CAD模型,按下面操作)
OBJ
Object
New
New Object
Shape
STL File
浏览找到：三维实体总图（南区）.stl
OK
The size from Geometry file 改成 YES
Geometry scaling factor 输入：0.001 （备注：CAD是mm单位，phoenics是 m 单位）
OK
调整PHOENICS-VR窗口
（下面在PHOENICS下建立模型）
Menu
Geometry
Domain size 1128 , 994 , 200
APPLY
OK
鼠标选中建筑物模型（下面将建筑物移动到计算区域中间）
Position
X:282
Y:249
Reset
Fit to windows (适合窗口)
Nearest head on （正视窗口）
OK
下面建立边界条件
Obj
Object
New
New object
Type 里面选取 WIND
Attributes
Wind speed 4.5
Reference high 10
Wind direction 45
Profile type power law
Include open sky YES
Ok
Ok
(备注：以上操作主要设置了下面内容，东北风（45度）10米高的速度，选用了指数来流速度分布，天空的速度也是按指数来流速度计算出的，同时你也可以选取度面的粗糙度)
现在已经可以计算，不过在计算前先检查一下网格，缺省设置的网格太粗，需要加密。

Menu
Geometry
X-auto Y-auto Z-auto 鼠标点击改变成
X-Manual Y-Manual Z-Manual
X-direction
Free all
Ok
Y-direction
Free all
Ok
Z-direction
Free all
Ok
Number of cells 60 60 20
Apply
Ok
Sources
Gravitational forces off
Properties
The current domain material is 选择 gas 里面的 0号物性Ok
Numers
Total number of iterations 1500
Ouput
Monitor-cell location
Prob position
500 500 5 (设置监视点位置)
Top Menu
Ok
模型建立结束
Run
Solver
Ok
计算结束以后进入后处理
Run
Poster processor
VR-viewer
Ok
可以看速度、压力等矢量、标量图，画流线可以作出动画。

小区通风Phoenics仿真模拟实例
以下介绍主要的操作步骤：
1 模型的导入
PHOENICS与CAD导出的“STL”格式的文件有非常友好的接口
如图：
导入后小区图形为：侧视图：
小区俯视图：
2 网格划分图：
3 自然风边界条件设置：（wind是PHOENICS新增的功能，根据当地的气象数据进行设置，方便快捷)气象数据：10m高时速度为2.6m/s 东北风等参数设置。

4 求解计算完毕，置于后处理操作，取图
3m高处速度云图分布
6m高处速度云图分布
6m高处压力分布云图
30m高处速度分布云图
30m高处压力分布云图
5 建筑物表面pressure输出。

计算结束后，置于后处理操作：
选中小区中某一建筑物单体，右键选择surface Contour 如下图所示操作
那么选中的建筑物表面的pressure分布云图显示为：
再选中该建筑物，右键单击选择Dump surface values 如下图所示操作
那么在PHOENICS的工作文件夹d_privl下面会产生一个B58_Pressure.csv文件，打开查看即为该建筑物表面各点的Pressure值
1.简易模型如图：
2.边界条件：
3.关于Angled-in属性设置（风速值是任意取得，按照实际情况请重新设置）
4.速度矢量图：
5.流线图：
.PHOENICS界面入门
本文目的是帮助那些PHOENICS的初学者在不需要深入了解该软件的情况下可以进行一些简单的流动计算。

PHOENICS界面包括模型编辑界面，数值计算运行界面和计算结果查看界面三部分。

利用模型编辑界面来建立几何模型是最适合初学者的，因为它不仅简单易懂，而且还可以自动生成PHOENICS输入语言所编写的Q1文件而不用使用者学习PHOENICS输入语言。

当使用者对PHOENICS 有了一定的了解以后，可以利用PHOENICS输入语言直接编写Q1文件或利用FORTRAN语言更深入地编写一些模块。

计算结果查看界面可以将计算结果以形象易懂地方式表现出来，也可以利用PHOENICS中的图形处理模块将计算结果按我们想要的形式画出来，另外为了更好地观察计算结果和提取有用信息可将计算结果进行格式转换再用各种常用的图象处理软件处理，如TECPLOT，ORINGE，MATLAB等。

3.模型编辑界面的控制面板图一..
4.模型编辑界面的控制面板图二
5.计算结果查看界面的控制面板图
6.模型编辑界面和计算结果查看界面的通用界面图
7.PHOENICS入门简介（英文版）-1
正在读取此图片的详细信息，请稍候...。

简单说来CFD可分三步
，建模，求解，后处理。

建模包括绘制物理模型，网格化分，设定边界条件等。

绘制
物理模型(CAD),很简单多数商业软件都有专门的软件，也可以选择复杂的
Phoenics使用
Phoenics的安装
1.安装在c盘根目录下
2.安装Fortran，否则无法编译ground文件
建模
1.CAD建模：建成实体，保证实体上所有点都处在坐标轴的正轴上，“Union”所有的实体，
“stlout”命令输出实体，“创建二进制STL文件”选“否”
2.Sketchup建模：
1）利用proE转换：用sketchup保存为dxf文件，用proE打开，选择“零件”，保存为STL文件，选择“ASCII码”
注：导入文件名不可含空格；SketchUp里面的面需要是正的且各面能组成封闭的体；
各个封闭的体之间不能相互交叠
2）利用3Dmax转换：用sketchup保存为3ds文件，用3Dmax打开，导出为STL文件，选择“ASCII码”
3.导入：obj～CAD Interface～Import CAD geometry from STL File～选择STL文件～调整大
小～ok，成功导入
注：从CAD导入可设置放大因子为0.001，或者导入之后直接设置模型大小
计算模型参数设定
1.计算模型：计算室外风环境使用ke model或durbin model，durbin model优于ke model，
但计算容易不收敛，可以先用ke model算1000步，再用durbin model继续计算
2.入口设定：梯度风模型+湍流强度模型
注：加入湍流强度后计算收敛难度增大
1）选择userdefind（注意厚度要变成零）
2）设置属性：New-in，回车
3）Type设置原则：上北下南左西右东。

上下左右即每个作用面所作用的面。

分别为north，south，west，east
P U V W
Fixflu 0 0 0
Grnd grnd 0 0
风速，湍流强度设定在ground文件中设
设定userdefined后需在phoenics菜单设置，options→run version→earth→private
3.计算步数：最少1000+2000
4.松弛因子：取值越小则越容易收敛，但收敛速度变慢，（P取0.1，U、V、W取0.05时
计算步数至少3000）
网格划分
小技巧：在主要关注区域周边天空上建4个0.1*0.1*0.1的小实体，则主要区域网格可划分较密。

注：若网格总数较大时，计算会出错弹出，根据提示打开phoenics菜单file→open file for editing→result，可以看到提示NFDIM超出了限制，则打开phoenics菜单file→open file for editing→main改大NFDIM的值
计算
可将小箭头调至关注区域内以观察计算情况，如果计算发散（v>10倍入口风速）则当机立断中止计算。

调小松弛因子或检查设定。

计算可按任意键暂停（按了之后耐心等待），选endjob 可停止计算，在phoenics-menu里选initialisation中点restart for all variables继续计算
结果后处理
Tecplot的使用
.phi转.dat文件小工具tecexe md.exe使用方法：
1）运行tecexe md.exe
2）main data file type:0
Enter file name:***.phi回车
再次输入***.phi回车
Do you want the cell-corner values?: 1回车
Do you want the cell-center values?：0
（注：只要中心点的值）
用tecplot打开.dat文件
File→load data files
计算Ve
输入{V e}=（V10**2+V11**2+V12**2）**0.5，点computer
选择切面
1）点，点XY
2）点，选择z轴切面，设置切面高度，选择矢量图……
84.PHOENICS读取AUTOCAD 文件步骤：
1、在AUTOCAD下生成“三维实体”，X、Y、Z必需为正值。

2、在命令状态输入：STLOUT
3、SELECT OBJECT
4、不要保存成二进制
5、保存到\PHOENICS\D_PRIV1目录
6、进入PHOENICS程序，读取AUTOCAD文件
7、结束
我在用CAD画图之后，导出图形的时候，采用的是菜单里的EXPORT命令，结果就出现了我上面的错误。

后来经高人指点，采用命令形式
“command状态输入命令:
stlout
AutoCAD文件存为STL格式，注意选ASCII码，不要选BIN格式，同时注意单位转换问题，可以传入Phoenics 中。

”
经过这样的处理就好用了。

后来想想，可能是EXPORE命令导出的时候就是ASCII码。

60.对于大空间建筑如何保证流场的对称
Q:对于大空间建筑，左右两侧完全对称，如何保证流场的对称？
发现几个实例计算结果不对称，估计是何原因？
如只设一半建筑，请问对称面如何设置边界条件？
A:缺省边界不就是对称边界吗?设一般就行了
61.关于导入图形的问题
Q：用proE画的三维模型导入phoenics计算完成后，计算文件用save as a case 保存，将保存的文件烤到别的计算机上，打开后导入的模型显示不出来，而是一个方形体代替，请问如何解决这个问题？如果要重新导入的话太麻烦了吧！
A：CAD导入PHOENICS以后的文件保存在\phoenics\d_satlit\d_vrgeom\fromstl\
目录下面,所以你COPY Q1文件的时候也需要把相应的 .DA T文件COPY到新的计算机里面.
62.我用PHOENICS的体会与收获
我是用PHOENICS来做毕业论文，方向是两相射流方面的，由于资料少、例题不详细，加之一外是日语，所以学起来非常难，到现在两相流还没有搞定。

不过，经过这一段的应用与练习，还是有一点收获，想说出来供大家参考，也许对你能有一点帮助。

1.坐标系的选择
我觉得，如果你的模型很简单的话，最好用贴体坐标，因为贴体坐标计算的精度还是好些，收敛也快，运算量小。

如果你的模型是轴对称，如管道，轴对称射流等，最好用极坐标，这样运算量大大降低。

如果不是上述两种情况，那只能用直角坐标系了。

2.前处理问题
对于贴体坐标系，当然只有建贴体网格了，可以在PHOENICS提供的环境中直接建立，也可以利用专门的
软件生成后调入。

有一种软件叫AC3D不错，其界面如同3DMAX，只有不到2M大小，只是下载后不能输出，如果有注册版的话，还是不错的选择。

对于极坐标系，也可以用AC3D，但仍然存在不能输出的问题；在极坐标系下，要注意Ｘ方向代表角度。

最好用3DMAX软件做一个二维图形，然后挤压出一定的厚度，最后导出STL格式，就可以调用。

这里需要注意两个问题：一是导出时要选择ＡＳＣＩＩ码，另一个是在挤压成三维实体时，一定要在挤压方向给一定的段数。

这是我昨天刚刚实现的，现在感觉很爽。

对于直角坐标系来说，生成三维实体的方法很多，可以用PHOENICS模型文件，也可以用autoCAD，还可以用proE，当然也可以用3DMAX。

这几中方法我都试过，但是对比来看，还是用proE和3DMAX更好些。

PHOENICS的模型文件有限，有时不一定能给合出合适的模型，另外，它的模型很粗糙，如果要求模型较为精细的话，就不行了；autoCAD我试过，但没有成功，因为我的软件不能导出需要的格式。

据说很多人用这个；3DMAX制作非常简单，也很方便，只是相对于proE来说，3DMAX在准确度方面有些差。

尢其是进行布尔运算时，它常常出错。

还用，用3DMAX做的模型，常常不被承认。

所以，用proE更好些。

3. 关于后处理
后处理软件中，tecplot和origin不错，tecplot我用的不多，我最的最熟的是origin，这要看每个人的喜好了。

值得提出来的是，运算结果中往往数据量很大，如果用记事本打开一行一列地找就很费事了，有人贴出来俄罗斯人编的处理小程序，我自从用了它之后，效率大增。

用它可以把你想要的曲线保存成数据，再用origin 调出来，几条曲线画在一起，这样就可以看出对比的结果了。

就这些，是我的收获吧，都告诉大家了，可是我还苦呀，我的两相流和多相流还没有搞定，曾经有一段时间为此而头大大的，差点就把脑子搞坏掉了。

后来我一想，不能让脑子坏掉的，因为一坏掉的话，我就不能把我学到的东西告诉大家了，所以脑子就又好了。

相信以后我会把两相流和多相流搞定的，也希望大家相信我。

请记住，只要有信念，就没有学不会的。

好了，我要非常非常吃力地看我的英文资料了17.Pro/E与PHOENICS的传输
Pro/E 模型传到Phoenics的具体步骤如下： 1. 将建好的Pro/E零件实体图或装配实体图存成STL文件格式。

Pro/E中的步骤为：(1). 主菜单上File-Export-Model, 选STL格式，注意：STL菜单中format 选ASCII,不能选Binary格式。

最后取一个文件名。

还需要注意的是：单位问题，必须设置好单位，与Phoenics 统一。

2. Phoenics中调入STL文件在Object中的CAD interface 一栏选STL file , 调入刚存的Pro/E 文件。

需要主意的是Domin 的比列问题。