cfd_fea耦合培训教程

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CFD_FEA耦合计算分析发动机排气歧管热负荷

CFD_FEA耦合计算分析发动机排气歧管热负荷

歧管有限元模 型,使用有限元分析软件 A A U B Q S计算 了热应 力, 最后采用疲劳分析软件 MS .A IU CF TG E进行了疲劳分析 。
1 计 算过 程
首先使用 A LB O T软件 , V O S 计算出排气歧管 内流场的进
出 口边 界条件 , 然后使用 A L FR V - IE软件 , 算排 气歧 管瞬态 计 内流场( 曲轴转角 0 o~7 0 , 2o)得到排气歧管内壁面瞬态ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ边
被 广 泛 采用 。
’ 图 1 排气歧管 内流场计算网格
本文以某汽油机排气歧管为研究对象 , 使用流固耦合方法 ,
计算了排气歧管温度场。再以此为边界条件 , 通过建立 的排气
3 内流场 CF D计 算 结果
图 2和 图 3为 曲轴转角 7 0 范 围内 , 2。 进行时 间平 均得 到 的排气歧管 内壁面的平 均对 流换热 系数 和温度 。
E u p n Ma u a t n e h oo y No1 2 1 q i me t n f cr gT c n lg .0, 0 0 i
CFD

F A耦合计算分析发动机排气歧管热负荷 E
杨 晓 , 郭 涛
( 上汽通用五菱汽车股份有限公司 技术 中心 , 广西 柳 州 55 0 ) 4 0 7
气, 使内燃机无法正常工作。 因此对发动机排气歧 管热负荷 的 分析研究是至关重要 的。 在 国内, 对发动机其他 主要受热零件 如气 缸盖 , 活塞等 ,
模型。排气歧管 内流场计算的边 界条件: 工况为发 动机额定工
况, 曲轴转角为 0 7 0 。要准确确定排气歧管 内流场进 出 。~ 2 。
摘 要: 为了在开发设计过程 申 预测排 气歧管的热 负 , 荷 栗用了计算流体力学一 有限元分析耦 合计算分析 方法。首先用计算流体力学 ( F 软件计算了排 气歧 管的瞬态 内流场, C D) 得到 了排 气歧管 内壁面的热边界 条件; 再以此为边界务件 , 用有 限元软件 计算 了排 气歧 使 管的温度场, 并以此 温度场为边界条件 , 算了其热应力 ; 计 最后进 行疲劳分析 , 得到安全 系 为 1 1 可以进行 工程 开发。 数 . , 7

流固耦合声学分析介绍

流固耦合声学分析介绍

流固耦合声学分析介绍流固耦合声学分析是一种结合了流体动力学和固体动力学的分析方法,用于研究流体和固体之间的相互作用以及声波的传播和辐射。

在许多工程和科学领域中,流固耦合声学分析被广泛应用于汽车、航空航天、船舶、建筑、声学设备等领域。

流固耦合声学分析的基本原理是通过数学模型和计算方法将流体动力学和固体动力学耦合在一起。

在此分析中,首先需要确定流体流动的初始条件,包括流体的速度、压力和密度分布。

然后需要确定固体结构的几何形状和材料力学性质,并考虑外部声源或振动源对固体的激励。

接下来,通过求解流体动力学方程和固体动力学方程的耦合方程组,可以获得流场和固场的解,并计算声波的传播和辐射情况。

流固耦合声学分析的主要应用之一是预测机械结构在流体流动中的响应和振动情况。

例如,可以通过该方法研究汽车外壳在行驶过程中的空气动力学效应以及引擎振动对车身的影响。

通过模拟流固耦合声学分析,可以优化汽车外壳的设计,降低噪声和振动水平,提高乘坐舒适性。

同样,该分析方法还可以用于研究飞机机翼、船体、建筑等结构在流体流动中的响应和振动情况,以提高它们的性能和安全性。

流固耦合声学分析还可以用于预测声波的传播和辐射。

例如,在航空航天领域中,可以通过该方法研究喷气发动机尾迹噪声的传播和辐射特性,改进发动机设计,降低噪声水平。

在建筑领域,可以使用流固耦合声学分析预测建筑结构的隔声性能,改善室内声环境。

在声学设备领域,可以通过该分析方法优化扬声器和音箱的设计,改善音质和音量的性能。

流固耦合声学分析主要依靠计算流体力学(CFD)和有限元分析(FEA)等计算方法来求解耦合方程组。

这些计算方法通常需要使用计算机辅助工程软件,如ANSYS、ABAQUS等。

这些软件提供了丰富的数学模型、求解算法和后处理工具,可以帮助工程师和科学家快速、准确地进行流固耦合声学分析。

然而,流固耦合声学分析也面临一些挑战和限制。

首先,由于流场和固场的方程组是非线性的,求解过程具有一定的复杂性和计算量。

飞行器CFD仿真分析专题培训

飞行器CFD仿真分析专题培训

飞行器CFD仿真分析专题培训应群里兄弟对飞行器的热爱本部组织举行飞行器空气动力学流体CFD专题培训,这是飞机设计中密不可少,鉴于目前关于此培训市场上没有,而专题的针对型培训价格昂贵,所以组织此培训来满足大家的需求。

培训老师:张永立,原ANSYS中国西部大区流体技术经理,10年以上CFD 工程仿真经验。

课程分三大节,主要内容是飞行器CFD仿真分析,包括模型处理、网格划分、计算设置与求解、后处理等内容。

课程时间为8月11日到8月15日,晚上8点开始。

通过这次培训可以让初学者基本掌握Fluent飞行器外流场气动分析的基本知识,为后续高级课程打好基础。

为了确保培训效果,提供培训讲解视频。

第一大节课:1.CFD理论基础简介2.CFD仿真分析流程及要点说明3.演示案例1:FLUENT翼型外流场绕流流体动力学分析(2D)a)DesignModeler几何建模b)Meshing网格划分c)FLUENT物理前处理设置d)FLUENT求解及监控e)CFD-Post计算结果后处理第二大节课:1.FLUENT物理前处理设置技术详解a)材料定义b)计算区域/计算模型定义c)边界条件定义2.FLUENT求解技术讲解a)求解器类型b)初始条件c)数据监控/收敛准则3.CFD-POST结果后处理技术详解4.演示案例2:FLUENT翼身结构外流场气动分析a)导入已有网格b)定义计算模型和边界条件c)求解监控和收敛准则d)初始化与求解e)后处理(气动载荷分布、载荷积分、力矩计算、翼型升阻力特性处理等)第三大节课:1.提高飞行器气动分析精度的主要途径2.ICEM CFD结构化网格讲解d)ICEM CFD基本介绍e)六面体网格block的操作理念f)六面体网格划分操作讲解3.案例演示3:弹体外流场气动分析d)ICEM CFD结构化网格划分和导出e)FLUENT物理前处理设置f)FLUENT求解及监控g)CFD-Post计算结果后处理航空飞行器设计群328873332 328873332。

CFD数值模拟(含Fluent)学习及培训课件

CFD数值模拟(含Fluent)学习及培训课件

而正常运转时可看作定常流动。
❖ 雷诺数
Re uL uL
对于圆形管内的流动,特征长度L取圆管直径d;对于异形管内
的流动,特征长度取水力直径dH。
dH
4
A S
❖ 层流( Re 232)0与湍流( Re 8000 ~ 12000)
当 2320 Re 8000 时,流动处于层流和湍流间的过渡区。
计算流体动力学(CFD)培训资料
-CFD原理及Fluent
XXXX有限公司
2021年02月05日
报告大纲
计算流体动力学(CFD)软件原理与应用
Fluent软件的基本用法 相关模拟案例 公XX司工业程绩的CFD模拟
CFD概述
计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流 体流动和热传导等相关物理现象的系统所作的分析.其可 以看作是在流动基本方程 (质量守恒方程、动量守恒方 程、能量守恒方程)控制下对流动的数值模拟。通过这 种数值模拟, 可以得到极复杂问题的流场内各个位置的基 本物理量 (如速度、压力、浓度等) 的分布, 以及这些物 理量随时间的变化情况。
CFD商用软件
国内外有许多用于计算流体力学模拟计算的通用 软件, 比较著名的有:
英国CHAM公司推出的Phoenics; 英国帝国学院开发的Star-CD 软件; 英国AEA Technology公司推出的ANSYS CFX 软件; 美国Fluent公司推出的Fluent系列, 现称为ANSYS
分离式解法
❖特点
➢ 非原始变量法没能得到广泛应用。 ➢ 解压力泊松方程法对应的是MAC方法和分布法。 ➢ 人为压缩法要求时间步长必须很小,限制了它的广泛

ICEM-CFD基础教程入门

ICEM-CFD基础教程入门
– 面网格可以单独保存
• 对不完整的几何体有容错能力
2023/10/21
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
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特性: 六面体网格划分
• 强大的六面体网格生成能力 • 自顶向下或自底向上分块方法 • 复杂模型网格的快速生成 • 快速重复操作
– 弹性分块适合相似几何模型 – 对几何尺寸改变后的几何模型自动重划分网格
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模型树
• 设定窗口显示的图形 • 包含5个主要项目; Geometry几何, Mesh网格,
Properties属性, Parts部分 and Subsets子集 • 单击模型树分枝上的眼镜图标控制可见与否
– 红 X 图标表示 这一分枝(包含所有子分枝) 不显示
– 整个眼镜图标表示这一分枝下所有可显示项均可见

• Tri (STL-like):
– 生成三角面面网格 – 没有内部点
2023/10/21
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
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特性: 混合网格
• 棱柱层
– 在四面体网格中提高边界层计算结果
• 六面体和四面体区域交界处采用棱锥体 网格
2023/10/21
ICEMCFD/AI*Environment 5.0
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视图操作
1 使用键盘: H – 主视图
Shift X - +X视图 Shift Y - +Y视图
Shift Z - +Z视图
2 单击视图中坐标图标
3 View > View Control
例如: 单击 Y 轴 使Y 轴 垂直屏幕
保存视图
2023/10/21
ICEMCFD/AI*EnvironmenEMCFD/AI*Environment 5.0

FloEF教材D培训讲义(全套)

FloEF教材D培训讲义(全套)
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EFD培训讲义
• Lecture 1 - EFD介绍 • Lecture 2 - 向导 • Lecture 3 - 边界条件&初始条件 • Lecture 4 - 目标设定&其它条件 • Lecture 5 - 项目建立 • Lecture 6 - 计算域&求解 • Lecture 7 - 获取结果 • Lecture 8 – 计算网格
• 导热 • 材料 • 初始温度
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Surface-to-surface Radiation
• 求解包括固体间换热的情况。 • 固体温度很高且/或气体稀疏。 • 与对流换热相比,固体表面之间的辐射换热更
为显著。
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Satellite exposure to sun radiation
Trajectory
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• 使用滑条, 你可以选择八个等级之中的任何一个 – The first level :能最快给出结果,但是精度不高. – The eighth level:能给出最准确的结果,但是需要 比较长的时间计算收敛.
• 几何分辨率(Geometry Resolution)选项: 也可以 影响初始网格。可以在 Initial Mesh对话框中修改, 或 者在 Local Initial Mesh 对话框中修改局部几何分辨 率。
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NIKA GmbH 8
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Step6: 初始与环境条件
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对于 External分析
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• 在参数定义(Parameter Definition)可以手 工设置初始(环境)条件,或者是采用其他项 目的结果作为当前项目的初始(环境)条件: – 选择 User Defined:手动设置 – 选择 Transferred :采用其他计算的结果

北航CFD讲义第19课

北航CFD讲义第19课

第五讲高分辨率格式初步目的为什么那么重视高分辨率格式?是为了提高捕获激波和间断面的质量对于光滑流动,无论是中心差分格式,还是矢通量分裂格式,其结果都是令人满意的,彼此之间无优劣之分。

对于含激波这样强间断的流动,格式的优劣就显现出来了。

中心差分是频散格式,求解过程中,激波前后会产生强烈的数值振荡。

加入人工粘性,能够抑制数值振荡但是过大的耗散使激波变得很宽(5个网格点左右),从而降低了激波的分辩率。

矢通量分裂格式是耗散格式,可以消除激波前后的数值振荡,但由于精度较低(一阶)、耗散较大使得激波的梯度被抹平,激波宽度仍然较大(3个网格点左右)。

与中心差分格式不同,矢通量分裂格式属于迎风格式,与后面要讲的高分辩率格式属同类,它为什么分辩率不高呢?解释如下:迁移方程u t au x0结合式(11-2),(11-3),式(11-1)成为:(11-1)a a a式中,(11 -2)-a |a| 02(11-3)经过整理,可将迎风格式写成如下形式,物理解。

实际上a 0的点在实际流动中就是音速点。

一维Euler 方程扰动 传播速度为u a 和u a (这里a 表示音速)而音速点恰恰是激波区 不可避免的!utuxu x 0(11 -4)迎风格式 (与矢通量格式相当)为n 1uin n uiui 1 xn nui 1 u ix(11-5)1uiuitn n ■ ui 1ui 1xa2 x 2n ui 12u 「u 「1 x 2(11-6)从上式可见,当a0时,二阶耗散消失了,这时差分格式会得到非.预备知识(一)激波管(黎曼问题)状态L7*状态R膈膜初始状态(t 0)初始条件为:膈膜左侧: u U L ,P PL ,L , 当x X 。

, t 0 膈膜右侧: u U R ,P PR ,R ,当xX 。

,t 0假定:P LP R , LR ,而U LUR膈膜破裂之后,t 0,将会发生什么?膈膜的初 始位置膨胀波接触间断激波流动状态(t 0)接触间断:p 3 p 2, u 3 u 2,激波管内流场情况(膈膜破裂之后 6.1mseQ初始条件为:P L 105 N/m 2,3L 1.0Kg/m , u L 0m/sP R 104N/m 2,R 0.125Kg/m 3,u R 0m/sx (m)m( 度 密1.Q00.502.505(13 7.5Q 1D.QQx (m)0.00x (m)0.002.50 5.00 7.50 10 .DOx (m)0 o 0& 5 o **<■x (m)1.G0熵o.e ox (m)2*50 乳阳 7.50 ID.GO1.②区:设P2p P , ---- 1,根据Rankine-Hugoniot 条件(简称R-H 条件)有:1P 上f2R f PPP 111 1a f PU2<1 P 1 2 a R 1 1P2P P R f P2.③区根据间断面的定义,可得P3P2U3P P R f u2f P1P R LP LP3P f P而P满足下列关系式:1'2P1 2 a LP L 2PP RV1x1P 1 a R可用牛顿迭代法从上式中求出P,于是②区和③区的气流状态完全确定。

ICEM_CFD_基础教程_A1-入门!2002

ICEM_CFD_基础教程_A1-入门!2002

ICEM_CFD_基础教程_A1-入门!2002ICEMCFD/AI*Environment5.0参与者•你的名字–背景•CFD? FEA?•熟悉 ICEM CFD 和其门件它–CAD 门门•用分格的何的源来划网几体来–用分析的门件来–你个教门门门门程的期待ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,192门程要概•第1天•第3天––ICEMCFD 5.0介门六面格高门特征体网•门例5•主要特征回门–•四面格修门体网ICEMCFD布局•门例6•门例 1–添加柱格门棱网–划体网分四面格•门例7•门例 2–*附加门门;用门门趣,•门例 3•第2天•第4天––划体网分六面格门门门建适门型的工程以此门基门门行操作当•门述及步门•门例 3•门例 4ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,193ICEMCFD 1990 -2004•控制据数•ICEM: 整合门算工程及制造•Armin Wolf, 门门 ICEM Engineering–Mulcad•2000 年被ANSYS 收门– Ansys 网划格分工具•ICEMCFD/AI*Environment 2004–CFD–FEA–FSI (CFD + FEA)–CFX–WorkbenchICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,194不同门用•FEA 版本–前后门理包括加门, 门束和性门门门属, 与 FEA 求解器例如ANSYS, ABAQUS, LS-DYNA 和NASTRAN门同工作.•CFD 版本–前后门理但不包括加门, 门束和性门门门~包含柱格生成工具属棱网. 门100多门 CFD求解器门出格网.•FSI–FEA 和 CFD 特性的门合•Workbench–Workbench中高门格分模门网划ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,195ICEMCFD/AI*Environment?什门是ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,196ICEMCFD /AI*Environment ?特性集成化用门界面••广泛的CAD支持•中面抽取/延伸•几何门建/修门/门化强大的格工具网•–从CAD模型、门格的网CAD模型、格模型生成四面格网体网–面格网, patch 依门, patch 不依门,映射, 门构/非门构–六面格雕塑体网, 非门构, 门构, 四门形格拉伸网网格门门••六面格雕塑非门体网构/门构门界件条••门出支持100多门求解器后门理•… 其…它•ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,197CAD 广泛的支持•三门门体–IGES–ACIS–Parasolid–DWG/DXFSolidWorksSolidWorks–GEMS•小平面;三角面,据数Pro/EngineerPro/Engineer –STL–VRML–NASTRAN, PATRAN,ANSYS, LS-DYNASolid EdgeSolid EdgeI-DEASI-DEASUnigraphicsUnigraphics CATIACATIAICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,198特性: 四面格分体网划•自门分面格和格划网体网•跨越门丁•门分面格而不分格独划网划体网–面格可以门保存网独•门不完整的何有容门能力几体ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,199: 特性六面格分体网划强大的六面格生成能力体网•自门向下或自底向上分门方法•门门模型格的快速生成网•快速重门操作•门性分门适合相似何模型几–门何尺寸改门后的何模型自门重分格几几划网–ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1910: 特性面格网•Patch dependent•Quad Dominant;四门形门主,: –允门三角形门渡几个–适用于门门面格分生成全四门形格门网划网量低门•All Tri;全三角形,:–允门全部生成三角形格网–如果何模型好~用其生成面格有效几网率•Tri (STL-like):–生成三角面面格网–没内有部点ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1911: 特性混合格网•棱柱门–在四面格中提高门界门门算门果体网•六面和四面域交界门采用门门体体区棱体格网ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1912特性: 后门理–Visual3Function IconsView TriadVariable &Color KeyModel Tree( Branch for Result)ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1913ICEMCFD 5.0布局& 工具ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1914用门界面布局功能门门门撤门/恢门工具门门数据门入面板模型门直方门口窗消息口窗ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1915主菜门Help Menu帮助Edit MenuSettings 门门 Menu门置Info Menu信息View MenuFile MenuICEMCFD/AI*Environment 5.0门门文件12,6,1916功能门门Geometry几何门建/修改何几, 门建门点Mesh网格门置格尺寸网, 门门生成面格网, 四面体,六面体, 棱体网柱格Block门初始化门, 分割/修改门, 生成门化格构网Edit Mesh门门格网门门 , 平滑, 门化, 粗化, 合并, 移门Properties属性门定密度, 门氏门性模量, 泊松比 ; FEA 网格,.ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1917功能门门Constraints门束门定门束; FEA 网格,Loads加门门定门强、门力和度 ; 温FEA 网格,SolveOptions求解门门门置求解参数, 控制门量, 运行门门和门果文件Output门出门置门界件门多门求解器门出格条并网PostProcessing后门理可门化门果: 切面, 流门, 门画, 门分及其他.ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1918鼠门使用•‘门门’ 门门模式(门门拖门并)–左:旋门–中:平移–右:放大(上-下) / 2-D 旋门(向一门) •门门模式 (门门)–左:门门 (门门或拖门门框)–中:门用操作–右:放门门弃ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1919门门管理器•前后门系•门门门体•通门门门门体Part;部分,•改门subsets;子集,–门便的限制据门示数–更易于使用•消门特定的门体在门门模式, 按取消F9 切门到门门模F9式; 再按 F9 F9切门回来门门全部多门形门门可门部分ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1920门门门门门;点、门、面、、格,门体体网, 可以使用门门: –a –门门全部–v –所有可门–m –切门门门和多门形门门域模式~在如下门模式门切门框区两: –门门完全门于域中的门区体–包括部分门于域中的门区体–p –多门形门门–P –通门part;部分,门门–S –通门subset;子集,门门–x –取消–..–? 门门列表, 在消息口中门示窗在门门模式下, 按 F9 切门到门门模式; 再按 F9 切门回来F9F9 ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1921门门操作使用门门:1 H –主门门 Shift X - +X门门 Shift Y - +Y门门Shift Z - +Z门门门门门门中坐门门门2View > View Control例如: 门门 Y 门使Y 门垂直屏3幕保存门门ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1922模型门•门定口门示的门形窗•包含5个主要门目; Geometry几何, Mesh网格, Properties属性, Parts部分 and Subsets子集•门门模型门分枝上的眼门门门控制可门否与–门 X 门门表示门一分枝(包含所有子分枝) 不门示–整眼门门门表示门一分枝下所有可门示门均可门个–半眼门门门表示门一分枝下部分子分枝门示~部分个不门示ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1923模型门•右门门示门中的分枝门出子菜门控制门一分枝门示•门门勾门或取消相门的门示门门•门多分支允门通门门门取门双门ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1924: Parts模型门•Parts 分枝包含加门的文件中所有的parts 列表•门于活门的parts 所有的格门元和何门型门示在门形网几将窗口–除非“Subsets” ;子集,激活 (门下一门,•Create Part;门建,: 右门门出门门:–Create Part by Selection;通门门门,–Create Part near Position;附近位置,–Create Part in Region ;在域,区内•Delete Empty Parts: 门除有分配何和格的没几网空 partsICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1925帮助门门器•超门接文档•门门门门展门相门主门的分枝ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1926文件和目门门构rProject Di•所有的文件位于 Project工作目门下–打门 project 建立工作目门–同门打门project 门置文件 (.prj)•主要文件门型:.prj–Tetin 文件(.tin)–几网参数何及格–Domain 文件(.uns) –网格文件–Attribute 文件(.fbc)–网参数格和门界–Parameter 文件(.par)–参数.tin.blk.uns.fbc.rpl.par.jrfICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1927TETIN : “TETra INput”TETra 文件; 门入, Tetin 文件是ICEM CFD自有何文件可以门几入到所有 ICEM CFD 划网分格模门•指定门体(点, 门, 面) 到何据门几数:–聚合门到体Parts•指定格尺寸网任门:–模型格网参数(全局)ICEM CFD GUI 或通门–门门格独体网参数CAD 接口•定门体–门点门果: Tetin 文件ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1928ICEMCFD/AI*Environment 工作流程典型 ICEMCFD/AI*Environment工作流程: Create a new project ;门建新的工程,Import/Create geometry;门入/门建何,几Build topology ;门建拓扑,Mesh model (Possibly Hex Blocking);格模型,网Check/edit mesh ;门门/门门格,网Set properties;门置性,属Apply constraints;添加门束,Apply loads ;添加门门,Solve ;求解,Postprocess;后门理,工作流程ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1929新工程12ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1930/门入门入何几•如果何是其几它CAD或neutral 格式门门“File > Import Geometry > . . . “ 门门相门的CAD File (ICEM 自门门建*.tin 文件)•如果何几已门门ICEM 格式(*.tin), choose “File > Geometry > Open Geometry . . . “ 门门 .tin 文件Import OpenCAD 文*.tin 文件件ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1931工具述概•门入修改何几•在 AI*Environment/ICEMCFD 5.0门建门门几何Delete GeometryCreate/Modify Geometry门除何几Repair/Transform 门建/修改何几•Points 点•Points 点修门/移门•Curves 门•Curves 门•Surfaces 面•Surfaces 面•Bodies 体•Bodies 体•All Types 所有门型ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1932工具述概•拓扑修门后mesh门门门所有可用工具~用来准门和生成格网Extrude MeshMerge Mesh拉伸格网Mesh GenerationMesh SizeControls 生成格网Shell, Tet, Prism, Hexa (old gui) 格尺寸控制网面、四面、柱、六面;体棱体体老界面,Create ElementsCreate Connectors门建门元门建门接ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1933工具•门门格门量网–门量直方门–平滑/改门格网–门门门门•移门格网–门像, 平移, 旋门•更多…Check Mesh门门格网Smooth MeshTransform MeshQuality Histogram平滑格网移门格网ICEMCFD/AI*Environment 5.0 门量直方门12,6,1934门置参数•门置参数: 主菜门 > Settings•7个运基本门门控制程序作:–General 通用: 门理器和文本门门器–Solver 求解器: 门门求解器–Display 门示: 门形门置–Selection 门门: 门形门门参数–Memory 内存: 门不同程序门置存内–Remote 门程: 配置门程机器–Speed 速度: 门整门示速度•Reset 重置: 门定所有门参数缺省门我门建门打门,Settings => Selection =>Auto Pick modeSettings => Selection =>Auto Pick modeICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1935算例 1Mount ProjectICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1936Mount , 门例目门•打门 project Mount•File > Import Geo > ACIS=>tetin 包括门和面–门建新门和点••门建新Parts门建门点•门置格尺寸网•划网分格•ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1937Mount , 门例门入•在mount 目门下门建新工程“Project1.prj”•File > Import > Acis–门入mount.sat 文件.•门示从SAT 文件门入的门和面•门出口门示窗34 面•模型门包含partsICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1938自门曲门和点•门建新门和点–Geometry > Repair geometry > topology–采用缺省门置•基于公差–探门门隙和门失的面•自门门色门: 门完整体, 曲门门隙小于公差ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1939Mount , 门例工具•花一些门门熟悉用门界面–3 鼠门门•定位模型–门门门及门于活门门门门状•门及使用找–帮助–门量工具–View > View Control>Edit/Save Views•门示 (模型门) –右门 Curves 或surfaces–改门门示门门–门门眼门门门打门或门门surface门示ICEMCFD/AI*Environment 5.0 12,6,1940Mount , parts门例新•Parts (模型门中)–右门 Parts–门建新 part•名称,BASE–移门表面到新part.–门建一另个part•名称,HOLES–移门孔表面到part•模型门其它注意事门, –门色匹配–通门change color改门Part门色ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1941Mount , 门例划网分格•网参数格–左门 Mesh => SurfaceParamsActivate –门门所有Surface–门置selectElement Sizes to 0.25modeMax Deviation to 0.0625–Apply•门门模式下门门操作–a for “全部”–v for “可门”–p for “多门形”•使用鼠门门门/取消门门曲面或曲门ICEMCFD/AI*Environment 5.012,6,1942Mount , project门例保存。

CFD湍流模型使用技巧培训

CFD湍流模型使用技巧培训

CFD湍流模型使用技巧培训在CFD湍流模型的使用中,有一些技巧和注意事项可以帮助提高模型的准确性和可靠性。

以下是一些常用的技巧和培训建议:1.合适的网格划分:合适的网格划分是保证模拟结果准确性的重要因素。

网格划分应该同时考虑到流场的几何复杂度和计算效率。

过于精细的网格可能会导致计算资源的浪费,而过于粗糙的网格可能会导致结果的不准确。

在进行CFD模拟之前,应该对流场进行合理的划分。

2.选取合适的湍流模型:CFD湍流模型有多种选择,如RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations,雷诺平均Navier-Stokes方程)、LES(Large-Eddy Simulation,大涡模拟)和DNS (Direct Numerical Simulation,直接数值模拟)等。

合适的湍流模型应根据不同的应用场景进行选择。

3.校验与验证:在进行CFD模拟之前,应对模型进行校验与验证,以确保模型的正确性和可靠性。

校验是指将数值模拟结果与已知解析解或实验数据进行对比,验证是指将数值模拟结果与实验数据进行对比。

校验与验证的目的是评估CFD模型对实际问题的适用性和准确性。

4.选择适当的求解器和边界条件:在CFD模拟中,选择适当的求解器和边界条件是保证计算准确性的关键。

求解器的选择应根据问题的独特性进行判断,边界条件的设定应符合实际情况。

5.参数敏感性分析:对CFD模拟中的参数进行敏感性分析可以帮助确定哪些参数对结果产生重要影响,帮助优化模型并减少计算量。

6.计算后处理和结果分析:CFD模拟的结果通常比较复杂,需要进行计算后处理和结果分析,以获得有效的工程信息。

计算后处理和结果分析是进行可视化和定量分析的过程,可以通过软件工具来实现。

总之,CFD湍流模型的使用需要系统的培训和掌握一定的技巧。

合适的网格划分、适当的湍流模型选择、校验与验证、适当的求解器和边界条件的选择、参数敏感性分析以及计算后处理和结果分析都是CFD湍流模拟中需要注意的方面。

cfdfea耦合培训教程

cfdfea耦合培训教程

cfdfea耦合培训教程CFDFEA(计算流体力学和有限元分析)是一种集成了计算机科学、数学、物理学和工程学的多学科领域。

它被广泛应用于工程和科学领域的各种问题的建模、分析和优化。

但是,要深入了解CFDFEA相当复杂,需要对其内部机制和运作方式有全面的了解,并且需要熟练掌握相关软件。

为了帮助那些想深入学习CFDFEA技术的人,现在有许多CFDFEA耦合培训教程和课程可供学习。

本文将介绍CFDFEA耦合培训教程,包括其定义、领域、流程和受众。

定义CFDFEA耦合培训教程是一种通过在CFD和FEA培训教育中结合引进新的技术、新的开发和优化,来解决现成的流体和固体模拟复杂问题的方法。

他们在教育、工程和科学领域中被广泛运用,为学生和从业者提供了无数知识和技能,以应对复杂的问题。

领域CFDFEA耦合培训教程主要应用于以下领域:1.航空航天2. 汽车工业3. 医疗设备4. 地震和结构工程5. 冶金学6. 污泥处理7. 石油和天然气开采8. 电力和核电站这些领域需要CFDFEA技术来解决复杂的固体和流体问题,包括温度变化、水流、模具启闭和负荷等方面的问题。

流程CFDFEA耦合培训教程通常分为两个方面:1.基础知识这个阶段通常包括CFD和FEA的概述,软件介绍和流程说明,以及CFD和FEA模拟的物理和数学概念。

基础知识模块也可能涵盖网络分析、模型构建和结果解析等方面的细节,并提供基本级别的代码开发。

2.进阶课程在此阶段,学生将了解自适应网格、多相流、非牛顿流动、结构优化等比较深入的知识。

该部分也提高了学生的程序开发技能和软件应用能力。

在这方面很多课程进行实战操作,学生能够通过实例练习,从而学习如何从头开始构建和分析CFD和FEA模型。

对于CFDFEA耦合培训教程或课程的选择应取决于学生希望学习的领域和他们的基础知识。

对于初学者来说,应选择一门覆盖程度较广的基础课程,而对于那些已经掌握CFD和FEA 的基础知识的人来说,可以选择一些特定领域和深入课程。

cfd与人体热反应模型的耦合系统及耦合方法与流程

cfd与人体热反应模型的耦合系统及耦合方法与流程

cfd与人体热反应模型的耦合系统及耦合方法与流程包括以下步骤:
1.建立人体热反应模型:通过人体-服装-环境参数计算人体各部
位皮肤温度。

2.设置环境工况:根据所述人体各部位皮肤温度计算所得温度值
作为数值假人的边界值,以在CFD中设置环境工况并按所述边界值运行,进而获取所述数值假人与环境的换热量。

3.迭代计算:将换热量回代到所述人体热反应模型中,以计算得
到皮肤温度值;重复迭代计算过程,以得到不同时间人体热交换与热生理反应的变化情况。

cfd气动课程设计

cfd气动课程设计

cfd气动课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握计算流体力学(CFD)中气动学的基本概念、原理和方法。

通过本课程的学习,学生将能够:1.知识目标:理解流体力学的基本原理,掌握CFD的基本理论和方法,了解气动力学的应用领域。

2.技能目标:学会使用CFD软件进行气动问题的模拟和分析,具备一定的数值计算和结果分析能力。

3.情感态度价值观目标:培养学生的创新意识和团队合作精神,提高学生解决实际问题的能力,培养对流体力学和CFD领域的兴趣和热情。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.流体力学基础:包括流体力学的定义、基本方程、流体的性质等。

2.计算流体力学(CFD)概述:介绍CFD的基本概念、方法和应用领域。

3.气动力学基本理论:包括动力学方程、连续性方程、能量方程等。

4.气动问题模拟和分析:学习使用CFD软件进行气动问题的模拟和分析,包括网格划分、边界条件设置、求解器设置等。

5.结果分析和应用:学习如何分析CFD模拟结果,并将结果应用于实际问题的解决。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握流体力学和CFD的基本原理和方法。

2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解气动力学的应用领域和解决实际问题的能力。

3.实验法:通过实验操作,使学生掌握CFD软件的使用和气动问题的模拟分析。

4.讨论法:通过小组讨论和课堂讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将使用以下教学资源:1.教材:选用《计算流体力学导论》作为主要教材,辅助以相关参考书籍。

2.多媒体资料:提供相关的教学PPT、视频等资料,以丰富学生的学习体验。

3.实验设备:配置高性能计算机和CFD软件,供学生进行气动问题的模拟和分析。

4.在线资源:提供在线学习平台和相关论坛,方便学生交流和获取更多学习资源。

cfd_fea耦合培训教程

cfd_fea耦合培训教程

CFD_FEA 耦合计算培训教程目的目的CFD分析和有限元分析相互提供 更精确的边界条件Figure No.2基础介绍分析流程 CFD SimulationIterative loop Data processing使用 CFD进行流场分析 将CFD得到的温度场和换热系数映射 为做有限元分析的边界条件(瞬态计 算程序自动进行时间平均) 有限元进行结构的温度场和热应力分 析 可将有限元得到的壁面温度场转换为 CFD的边界条件进行第二次迭代FEA SimulationData processingFEA SimulationFigure No.3CFD 环境 第一步 CFD计算 CFD计算Figure No.4不激活这个选项 FE和CFD网格单位的转 化对应第一步计算CFD的时 候,建议此时不指定有限元网格 只需指定输出频率 Frequency即可。

生成保存结果的 htcc文件Figure No. 5CFD计算完之后会在Case目录下产生一个htcc文件,如下图,htcc文件中记 录了每个输出频率上的近壁面温度和HTCFigure No.6第二步 有限元模型的生成1有限元结构计算中的实体网格 将网格外表面抽取出来2 (Hypermesh中使用face命令CFD计算中的流体网格 结构网格抽取出面网格,用 来做mapping.将表面单元抽取出来,得到流 固耦合连接面单元)3流固耦合层的面网格(cube_surf)用来做 CFD->FEM间mapping,这个网格可以为 四边形单元或三角形单元(该面网格与 CFD网格的密度和单元类型可不同)该面网格输出前,节点/单元应顺序编号 Figure No.7第三步 Mapping1 转化矩阵的生产把上一步得到有限元模型导入到FIRE中,由于有限元建模时模型的定 位坐标位置并不一定与CFD模型的坐标位置一致,如右图所示,在这种情 况下不能直接进行mapping,因此,我们需要引入转化矩阵,其将有限元 模型和cfd模型的空间位置关联起来,为下一步mapping做准备。

ABAQUSCFD及流固耦合教程课件

ABAQUSCFD及流固耦合教程课件

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temperature
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2 abaqus流固耦合简介
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2 abaqus流固耦合简介
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4、流热耦合操作与实例
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4、流热耦合操作与实例
实例题目:单芯片的电路板流热耦合分析[1] 分析对象:芯片与周围介质 分析平台:ABAQUS 6.12 分析类型:双向流热耦合 分析目标:了解芯片传导换热的状况
[1]Conjugate heat transfer analysis of a component-mounted electronic circuit board. Abaqus Example Problems Manual 6.1.Abaqus 6.12 Documentation.
需要设定的区域:
进口和出口、壁面、远场及其他抽象区域
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1 abaqus/CFD模块简介
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1 abaqus/CFD模块简介
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1 abaqus/CFD模块简介
1.2 abaqus/cfd的介绍 采用基于混合有限体积和有限元元的计算方法 只能采用非可压缩流、基于压力的求解器 可选择层流和湍流 从6.10版开始引入 前后处理及求解都可以在软件中完成

cfd教学大纲

cfd教学大纲

cfd教学大纲CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)是一门涉及流体流动和传热问题的学科,通过数值计算方法对流体力学方程进行离散化求解,以模拟和预测流体流动的行为。

CFD在工程领域有着广泛的应用,包括航空航天、汽车工程、能源系统等。

为了提高CFD教学的质量和效果,制定一份合理的CFD教学大纲显得尤为重要。

首先,CFD教学大纲应明确教学目标和内容。

教学目标可以包括培养学生对CFD基本理论的理解和应用能力,使学生能够熟练掌握CFD软件的使用方法,以及培养学生解决实际工程问题的能力。

教学内容可以包括CFD基本原理、数值方法、网格生成、模型建立和结果分析等方面的内容。

其次,CFD教学大纲应合理安排教学进度和教学方法。

由于CFD涉及的内容较多且复杂,教学进度的安排应合理分配教学时间,使学生有足够的时间理解和掌握每个知识点。

教学方法可以采用理论讲解、实例分析和实践操作相结合的方式,通过理论讲解使学生了解CFD的基本原理,通过实例分析使学生掌握CFD的应用方法,通过实践操作使学生熟练掌握CFD软件的使用。

第三,CFD教学大纲应注重培养学生的实践能力。

CFD是一门应用型学科,学生只有通过实践操作才能真正理解和掌握CFD的应用方法。

因此,教学大纲可以设置一定数量的实践操作环节,让学生亲自操作CFD软件进行流体模拟,以提高学生的实践能力和解决实际工程问题的能力。

此外,CFD教学大纲还应注重培养学生的团队合作能力和创新能力。

在实际工程中,CFD往往需要多个专业的人员共同合作,才能解决复杂的流体力学问题。

因此,教学大纲可以设置一定数量的团队项目,让学生在团队中合作完成CFD模拟项目,以培养学生的团队合作能力。

同时,教学大纲还可以设置一定数量的创新项目,让学生在CFD的基础上进行创新研究,以培养学生的创新能力。

最后,CFD教学大纲还应注重学生的综合评价。

通过考试、作业和项目等方式对学生的学习情况进行综合评价,以及时发现和解决学生的学习问题。

Fluent 流固耦合基础教程

Fluent 流固耦合基础教程
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图6 面区域 wall_mov_end 1 和 wall_mov_end2 也设置为动网格区域,跟 fluid_dyn 类似,具体的 网格变形由 Fluent 自动处理。这是由于我们的梁是两端铰接的,因此端面上的网格变化不 大。对于其他的情况,比如悬臂梁,这两个面上的点应该跟据梁的运动用 UDF 来控制,不 能交给 Fluent 自动处理。 具体设置参数如图 7 所示。
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图4
图5 流体为不可压缩流体,求解器采用一次隐式瞬态算法。LES 的动网格计算上 Fluent 不支持二
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次格式,这就需要时间步设定要小一些。时间步长和求解器参数的选取也是个复杂的问题, 这里也不展开讨论了。在这个算例中,我们取较大的步长,以加快计算速度。具体参数如下: Time step size: 0.0005 s Solver settings: unsteady / pressure-based / 1st order implicit Viscous model: LES / Smagorinsky-Lilly / no dynamic stress Solution settings: velocity-pressure coupling: SIMPLE Relaxation factor: pressure 0.3 / momentum 0.7 / density 1.0 / body force 1.0 Discretization: pressure standard / momentumn bounded central difference 在不加入流固耦合的情况下,计算结果收敛很好,稳定以后每个时间步上的循环(iteration) 为两步。每个时间步循环终止时的残差为: continuity x-velocity y-velocity z-velocity 4.2946e-04 8.3873e-06 8.1793e-06 1.3922e-04 流体模型解算成功之后就需要考虑动网格和固体变形的问题了。梁表面流体网格节点的运动 需要利用 UDF(User Defined Function)来控制。这将在下面的章节里说明。这里首先设置动 网格的参数。 动网格区域 fluid_dyn 应该被设置为 Deforming,采用的网格控制方法为 Smoothing,但是对 于复杂结构,可能需要 Remeshing。具体选项的含义请参见 Fluent 帮助文档中的用户手册第 11 章(Modeling Flows Using Sliding and Deforming Meshes)。这里只说明大体思路。这个区 域 的 网 格 将 会 随 着 这 个 区 域 的 边 界 ( 梁 表 面 wall_mov_beam ) 变 化 。 我 们 只 要 控 制 wall_mov_beam,则 Fluent 可以自动计算出这个区域内的流体网格的新位置。参数设置如图 6 所示。

流固耦合共享拓扑

流固耦合共享拓扑

流固耦合共享拓扑
流固耦合共享拓扑是指在计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEA)中,使用相同的几何模型和网格,对流体和固体进行耦合分析的一种方法。

该方法可以用于研究流体对固体的冲击、振动和变形效应。

在流固耦合共享拓扑中,流体和固体的模型网格是共享的,也就是说,它们使用同一个网格进行计算。

流体和固体的物理参数、边界条件和求解算法也是共享的。

这种共享的拓扑结构可以在流体和固体之间建立起紧密的耦合关系。

使用流固耦合共享拓扑进行分析时,流体和固体的耦合效应可以相互影响。

例如,流体的远场流动可以使固体振动,并在固体表面产生压力分布,而固体的变形则会改变流体的流动模式。

通过对耦合过程进行求解和迭代,可以得到流体和固体之间的相互作用。

流固耦合共享拓扑广泛应用于工程和科学领域,例如飞行器设计、汽车碰撞分析、建筑结构仿真等。

它可以帮助工程师和科学家更好地理解流体和固体之间的相互作用,优化产品设计和改进工程性能。

fluent热流耦合

fluent热流耦合

fluent热流耦合Fluent热流耦合是一种常见的数值模拟方法,用于研究流体力学和传热学问题。

它是基于计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEA)的耦合方法,通过将流体力学和传热学方程进行求解,可以得到流体和固体的温度、速度和压力等相关参数。

本文将介绍Fluent热流耦合的原理、应用和优缺点。

一、热流耦合原理Fluent热流耦合是将流体力学和传热学方程进行耦合求解的一种方法。

在该方法中,首先需要建立流体域和固体域的几何模型,并设定边界条件和初始条件。

然后,通过求解Navier-Stokes方程和能量方程,得到流体域中的速度场、压力场和温度场。

同时,通过求解传热学方程,得到固体域中的温度场。

最后,通过迭代计算,将流体域和固体域的温度场进行耦合,直到收敛为止。

二、热流耦合的应用Fluent热流耦合广泛应用于工程领域的流体力学和传热学问题的数值模拟中。

例如,在汽车工程中,可以利用该方法研究发动机的冷却系统,优化散热器的设计,提高散热效率。

在航空航天领域,可以利用该方法模拟飞行器的气动加热和冷却效应,预测热应力分布,指导结构设计。

在能源工程中,可以利用该方法研究燃烧过程的传热机理,优化锅炉和换热器的设计,提高能源利用效率。

三、热流耦合的优缺点Fluent热流耦合方法具有以下优点:1. 可以更准确地预测流体和固体的温度、速度和压力等参数,提高模拟结果的精度。

2. 可以考虑流体和固体之间的热传导、对流和辐射等多种传热方式,综合考虑不同的热传导机制。

3. 可以通过改变流体和固体的边界条件和初始条件,研究不同工况下的热流耦合效应,优化系统设计。

4. 可以通过对流体和固体的热流耦合过程进行可视化,直观地观察流体和固体的温度分布和热传递情况。

然而,Fluent热流耦合方法也存在一些缺点:1. 计算复杂度较高,需要较长的计算时间和大量的计算资源。

2. 对模型的几何形状和边界条件要求较高,不适用于所有的流体力学和传热学问题。

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1
结构的有限元体网格如图所示,通常, 有限元结构网格的单元密度比CFD网格 疏,单元类型通常为四面体单元:
2
在进行热场计算中,有限元体网格的 单元类型为DC3D8或DC3D10;面网 格为DS3或DS4。
定义体单元属性solid section; 定义面单元属性shell section,厚度为 0.001mm
在每个输出频率上生成的.inp文件只是在空间上进行了平均,如果用户想把计算得 到近壁面的T,HTC赋给有限元软件,那么用户要手动的进行时间平均(算术平均)。

Figure No. 23
2 (Hypermesh中使用face命令
将表面单元抽取出来,得到流 固耦合连接面单元)
3
流固耦合层的面网格(cube_surf)用来做 CFD->FEM间mapping,这个网格可以为 四边形单元或三角形单元(该面网格与 CFD网格的密度和单元类型可不同)
该面网格输出前,节点/单元应顺序编号 Figure No.
转化矩阵的生成步骤:
1 准备一个.dat文件,这个文件作为模板存放在AVL的安装目录下面 AVL\FIRE\v2009\modules\fem_interface,如下图所示:用户需要据两个 模型的实际位置关系修改这个文件,然后把它放在case文件夹下
注: 用户可以先在cfdwm里面使用modify这个工具,尝试修改 模型位置,使两个模型处于同一个位置上,然后把相应的 参数填入上述文件中(上述文件中的参数和modify中是对应的)
3
*MATERIAL, NAME=Material-steel *CONDUCTIVITY,TYPE=ISO //导热 51.08 ,20.0 35.7 ,600.0 *SPECIFIC HEAT //比热 0.0048 ,0.0 *DENSITY //密度 7.8500E-09,0.0 *ELASTIC, TYPE = ISOTROPIC//弹性模 量 202000.0 ,0.28 ,20.0 200000.0 ,0.28 ,100.0 189000.0 ,0.28 ,300.0 167000.0 ,0.28 ,400.0 *EXPANSION, TYPE = ISO //热膨胀系数 1.2660E-05, 20.0 Figure No. 16 1.2660E-05, 200.0 :
Figure No. 13
Mapping到有限元软 件上的近壁面温度

Mapping到有限元软 件上的HTC


两个模型间的距离
Figure No. 14
生程的.inp文件才是在有限元计算中输入,作为其边界条件的文件,当选择映射到单元上时, Abaqus格式的热边界文件使用*film的形式,得到各个面网格上的温度与换热系数,如下图所示:
CFD_FEA 耦合计算培训教程
目的
目的
CFD分析和有限元分析相互提供 更精确的边界条件
Figure No.
2
基础介绍
分析流程
CFD Simulation
Iterative loop Data processing

使用 CFD进行流场分析
将CFD得到的温度场和换热系数映射 为做有限元分析的边界条件(瞬态计 算程序自动进行时间平均) 有限元进行结构的温度场和热应力分 析

FEA Simulation
Data processing
可将有限元得到的壁面温度场转换为 CFD的边界条件进行第二次迭代

FEA Simulation
Figure No.
3
CFD 环境 第一步 CFD计算
Figure No.
4
不激活这个选项 FE和CFD网格单位的转 化对应
第一步计算CFD的时 候,建议此时不指定有限元网格 只需指定输出频率 Frequency即可。
Figure No. 18
1 0
11
提交ABAQUS计算,得到结构的热场计算结果
Figure No. 19
1 2
可将结构体网格节点温度输出为rpt文件,将流固耦合层的节点温度取出,作为第二次 CFD计算的边界,并导入fire中:
Figure No. 20
第五步 FEM-CFD 计算
有限元软件计算完成之后, 可以把得到的较为准确的壁面 温度作为CFD计算的边界条件, 再进行CFD的计算,其得到的 T,HTC可以再次赋给有限元软件。 上述过程模拟计算的精度得到 了提高,但由于计算时间的考 虑,一般工程上只做一个循环。
Figure No.
8

2 用命令行生成转化矩阵文件
注:-fem_input=后面要给处.dat文件的名称,-fem_output=后面要给出矩阵文件的名称。
Figure No. 9
计算结束后,会在case文件夹下生成矩阵文件(.mtx),如下图所示:其中矩阵文件的名字是 用户在前面输入命令行时自己定义的。

Figure No. 10
2
Mapping:
程序自动将CFD计算得到近壁面的温度和HTC在时间上平均和空间上进行 映射,赋给有限元软件作为边界条件。
Figure No. 11

保存之后开始计算,输入mapping的命令如下图所示:
Figure No. 12
检查mapping结果
在mapping结束后会生成如上图所示的几个文件,其中三个.fl3文件是是用户用来检查 mapping结果的三维结果文件,这一步不是必需的,但为了确保mapping正确,推荐大家先 检查一下结果,具体做法如下所示: 用有限元网格生成一个New case,然后把生成的fl3文件 拷贝到这个case的文件夹下面,但要注意,要把fl3得名字改成 和这个case的名字一样。然后从3dresults中把结果调入进来。
7
第三步 Mapping
1 转化矩阵的生产
把上一步得到有限元模型导入到FIRE中,由于有限元建模时模型的定 位坐标位置并不一定与CFD模型的坐标位置一致,如右图所示,在这种情 况下不能直接进行mapping,因此,我们需要引入转化矩阵,其将有限元 模型和cfd模型的空间位置关联起来,为下一步mapping做准备。如果有限 元和CFD模型的空间位置完全相同,这步可以跳过不做。
生成保存结果的 htcc文件
Figure No. 5
CFD计算完之后会在Case目录下产生一个htcc文件,如下图,htcc文件中记 录了每个输出频率上的近壁面温度和HTC

Figure No.
6
第二步 有限元模型的生成
1
有限元结构计算中的实体网格
将网格外表面抽取出来
CFD计算中的流体网格 结构网格抽取出面网格,用 来做mapping.
6
手工方式在inp文件中加入MPC: *Equation //mpc 命令 2 //id号 set_node3d, 11, -1. //节点集,自由度,系数 set_node2d, 11, 1. //节点集,自由度,系数
Figure No. 17
定义计算步,热载边界与输出控制:
7
有限元热场计算步在前处理中定义, *STEP *HEAT TRANSFER, END = PERIOD 1.0 ,1.0 ,1.0000E-05,1.0 流固层的热载边界定义: 该例子中,管道内部CFD映射出的热边界在面网格上,在step计算步中,通过Include方 式将边界条件文件关联起来,或者将其中内容拷贝至inp文件内。 *FILM, OP=NEW 21184, FPOS, 82.328, 0.794E-01 21183, FPOS, 82.466, 0.802E-01 ……
5
将映射到面网格上的热边界条件与结构体网格通 过MPC连接: 1,定义面网格的节点集(set_node2d) 2,定义体网格内部的节点集(set_node3d) 注意:两节点集中的节点顺序要对应! 3,定义体网格外部表面(surface_outer)
MPC
注意:表面定义时使用基于单元的面
4,通过MPC方式连接面网格和体单元节点间的温 度自由度dof11(在inp文face_outer),施加30度均匀热场: *SFILM surface_outer,F,30.,0.02 同时定义计算结果的输出控制: *OUTPUT, FIELD *NODE OUTPUT, VARIABLE = ALL *ELEMENT OUTPUT, VARIABLE = ALL
单元编号 面单元法向 温度 换热系数
注:对于不同的有限元模型,在mapping 之后得 到的边界条件的文件也有所不同, 比如Abaqus模型,得到是一个.inp文件, 而Nastran 模型得到是两个.dat文件。
Figure No. 15
第四部 有限元软件的计算
4
有限元热场计算中,定义材料特性(随温 度变化),应包括以下方面(Hypermesh 中为material命令)
激活input FE->CFD,并把 上一步有限元计算得到的壁面 温度文件导入。
Figure No. 21
开始进行cfd的计算,从fla文件中可知,这次cfd计算的壁面边界条件来自于有 限元计算得到壁面温度。
另外在计算完成之后,会按照如下的输出频率生成一些.inp文件,如下图所示:
Figure No. 22
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