04、FLOW-3D-V11网格划分
flow3d8.2网格划分-mesh
网格设置详细过程:
第一步,打开STLviewer ,打开你想模拟的实体文件(不包括砂箱)
然后,依次进入project------new-------meshing & geometry
点击几何实体(geometry)按钮,选择左下方添加按钮(ADD),跳出新的对话窗口
选择后,点击添加按钮,会跳出一个新的对话框
由于采用CGS单位,设置单位转换比
率0.1(mm要转为cm)
选择最下面的实体形式:固体、空腔、充填(如是金属液选此项)点OK退出。
选择SOLIDDATABASE,选择铸型材料
接下来就是网格划分,此时需要参照第一步得到的坐标(由于单位制的原因,第一步的坐标要除以10),以下为网格划分在x轴方向上的操作过程:
1)
ADD point增加控制点(增加控制点的目的可以通过修改控制点之间的网格大小,从而使得铸件部分和砂箱部分疏密有间以减少计算量)
在定位栏输入控制点x坐标(一般是铸件x方向的最大最小值),在添加控制点时要注意坐标的输入次序,即最小点坐标在最上面,最大点坐标在最下面,依次向下递增。
如图
按同样方法划分y、z方向。
网格划分就完成了。
FLOW3D-网格
FLOW3D-网格正交网格非正交网格均匀矩形网格变间距矩形网格FAVOR网格贴体网格无结构网格多块网格(好像是矩形自适应网格)(常识性东西略去)结构网格矩形单元的缺点是表面通常是离散的梯形,会引起流体损失和其他不需要的效果(FAVOR没有流体损失)有两种方法可以更好的表示曲线障碍物,贴体网格或对包含障碍物的网格进行剪切,FAVOR就是后者的一种。
矩形网格和贴体网格比较六面体单元需要3*(I+1)*(J+1)*(K+1)的数组定义每个节点坐标,远大于矩形网格的I+J+K,而且还需要保存如面积、体积等三维数组,在并行计算中需要内存的增加不可忽视。
单元的变形(不是矩形)可以引起精度降低,因为计算不在单元的中心上,但是可以用局部加密解决。
另外一个缺点是作用力和流量必须转换到单元表面的切向和法向上,通常需要相邻单元的信息(26个面、边和相邻六面体的交点),而纯矩形网格中只需要六个相邻单元的公共面。
而且不是每个结构化的矩形网格都可以转为贴体网格,For example, attempts to deform a straight section into an L-shape results in collapsed or inverted elements in the inside corner. 解决这种问题的方法是使用多块网格或使用非结构化网格。
无结构网格优点是可以较好的拟合边界,代价是网格生成过程不能完全自动化,比结构网格需要保存更多的信息,并且单元类型和大小的改变可能引起计算错误。
常用的无结构网格是四面体单元,比六面体单元更容易生成,但是通常精度较差,如一维流动中由于四面体网格没有平行的面因而不易计算。
总之,网格的选择与以下几个因素有关:生成网格的难易、内存需求、数值精度、和复杂形状的拟合程度、局部加密的难易。
(后面是夸FAVOR的矩形网格的,略)极其方便、迅速的修改网格。
Flow3D培训教程
Flow3D培训教程FLOW-3D V9.3.2 水利教程上海飞熠软件技术有限公司目录1. 为何选择Flow-3D软件, ............................................................ 2 2. Flow-3D软件界面 (2)3. Flow-3D分析流程 (2)3.1 运行FLOW-3D (2)3.2 几何体的设置 (2)3.3 General设置 (2)3.4 Physics设置 (2)3.5 Fluids设置 (3)3.6 Meshing _Geometry设置 (3)3.7 Boundary设置 (3)3.8 Initial设置 (4)3.9 Output设置 (4)3.10 Numerics设置 (4)3.11 计算 ..................................................................... ... 4 案例1 渠道流动状况 ....................................................................4 案例2 波浪运动 ..................................................................... ... 6 案例3 卷气量分析 ......................................................................7 案例4 球从半空中掉下 (7)案例5 强制球在水面移动 ................................................................ 8 案例6 开闸泄流 ..................................................................... ... 9 案例7 搅拌不同密度流体 (11)3.1 为何选择Flow-3D软件,网格可以自由分割,不需要与几何文档建立关联, FAVOR可以描述非常复杂的流场运动模式,TruVOF与自由液面模型描述,多网格区块建立技术能够大幅度地提高计算效率,运动物体GMO碰撞模型设置简单方便。
01、FLOW_3D V11介绍详解
数值模拟操作流程
• Start: Simulation • Import of CAD data •Generation of simulation geometry
• Definition of initial and boundary conditions • Entry of material data •Simulation calculation
FLOW-3D v11 Foundry Training
22
附加功能: History Probes
• History Probes 测量 & 记录基于所选的物理模型的数据输出
– 单元流体分数-F – 速度- u, v, w – 压力- p – 固定点- x,y,z – 更多
• Probes 是零体积
• Model Setup
– 建立 prepin 前处理文档 – 几何建立和参数设置 – 网格划分和边界条件 – 初始条件 – 物理模型和数值选项 – 输出选项
• Analyze
– 指定结果显示(图片、曲线、文本等)
• Display
– 1D, 2D, 3D 显示
FLOW-3D v11: Foundry Training
Complement
FLOW-3D v11 Foundry Training
17
Stereolithography (.stl) 格式文件
• Stereolithography 格式定义
– 每个三角形被称谓小平面 – 小平面: 3 顶点和1单位法向向量 – 平面间必须只有一个边相连 – 必须形成一个完全封闭的壳体 – 最佳:每个文件都是一个壳体
FLOW-3D 铸造工程介绍
图形用户界面 Tony
FlowScienceFLOW-3D11.2破解安装激活图文教程(附下载)
FlowScienceFLOW-3D11.2破解安装激活图⽂教程(附下载)FLOW-3D 11.2破解版是由Flow Science带来的⼀款给长专业的流体模拟软件。
FLOW-3D采⽤了我们创新的⽹格划分⽅法FAVOR,通过将⼏何图形直接嵌⼊⽹格中,可显着改善问题设置,允许快速进⾏参数化调整,⽽⽆需其他CFD软件所需的劳动密集型⽹格划分。
⼯程师花费时间在设计概念上进⾏可视化,优化和协作,同时减少运⾏时间并获得更准确的结果。
新版FLOW-3D v11.2.0继续简化⼯程师的仿真⼯作流程,使他们能够更快地设置仿真,避免常见错误,识别并输⼊缺失数据,并对后处理结果进⾏快速⽣成关键和有⽤的信息。
这⾥带来的是FLOW-3D 11.2 update2最新安装包,内含ssq团队的补丁⽂件,可以完美激活FLOW-3D 破解版 11.2 update2,具体参考本⽂教程!FLOW-3D(流体⼒学分析软件) v11.2 安装免费版(附安装教程)类型:3D制作类⼤⼩:428.2MB语⾔:英⽂软件时间:2017-05-11查看详情FLOW-3D 11.2破解激活教程:1.如果你之前安装过 FLOW-3D,⼀定要卸载Flow-3D许可证服务器2.安装软件之前,选配置Flow-3D11.2的许可证服务器,将_SolidSQUAD_⽬录内的 SSQ_UniversalLicenseServer_Core_20170718和SSQ_UniversalLicenseServer_Module_FlowScience_20170718复制到c盘根⽬录并解压,只要是因为权限问题,所以我们复制过去再操作3.将SSQ_UniversalLicenseServer_Core_20170718⽂件夹内的SolidSQUAD_License_Servers复制到根⽬录4.将SSQ_UniversalLicenseServer_Module_FlowScience_20170718⽬录内的Vendors⽂件夹复制到SolidSQUAD_License_Servers⽬录内5.运⾏C:\SolidSQUAD_License_Servers⽬录内的install_or_update.bat,激活授权服务器6.下⾯开始安装软件,运⾏安装包FLOW-3D_v11.2_Update2.exe7.点next继续8.选择接受协议,点next9.确认安装⽬录C:\flow3d\v11.2,点next10.取消安装许可证服务器11.输⼊C:\SolidSQUAD_License_Servers\Licenses\lmgrd_SSQ.lic12.安装中,耐⼼等待13.安装完成14.安装完成后,解压FLOW.SCIENCE.FLOW-3D.v11.2u2.WIN64-SSQ.7z⽂件,将⾥⾯的v11.2复制到安装⽬录并覆盖,默认安装⽬录在C:\flow3d\v11.215.破解完成,所有功能都可以免费使⽤了16.新建⼀个,操作试试吧使⽤帮助仿真管理器该模拟管理器是⼀个标签FLOW-3D,它主要⽤于组织模拟,运⾏仿真,并在运⾏模拟显⽰状态信息。
flow-3d控制方程_解释说明
flow-3d控制方程解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在介绍Flow-3D控制方程的相关知识,包括其基本概念、流体力学基础以及其在流体模拟中的应用。
Flow-3D是一种数值流体力学软件,经过多年的发展和改进,已广泛应用于各个工程领域。
1.2 文章结构文章主要由五个部分组成。
引言部分对文章进行了总体概述,并说明了各部分内容的安排。
接下来是流体力学基础知识部分,介绍了控制方程的概念和Navier-Stokes方程的基本原理,以及流体流动特性相关的背景知识。
然后是Flow-3D简介部分,详细介绍了该软件的概况、功能和应用领域,以及在计算模型和网格划分方法上的特点。
在主要内容中,我们将重点讨论Flow-3D控制方程模型与求解方法,包括其基本模型、数值求解方法和模拟结果验证与误差分析。
最后,在结论与展望部分对全文进行总结,并对未来研究方向进行展望。
1.3 目的本文旨在通过对Flow-3D控制方程的解释和说明,使读者对该软件有更深入的了解。
通过介绍流体力学基础知识和Flow-3D的详细信息,读者将能够更好地理解和应用该软件进行流体模拟,并为相关工程和科研项目提供支持。
此外,本文还旨在促进对Flow-3D控制方程模型与求解方法的研究和探索,以提高流体模拟的准确性和可靠性。
2. 流体力学基础知识:2.1 控制方程概述流体力学是研究流动物质运动的科学。
在流体力学中,控制方程是描述流体运动的基本公式。
它们由基本原理和守恒定律导出,可以用来描述流体中质量、动量和能量随时间和空间的变化规律。
2.2 Navier-Stokes 方程Navier-Stokes 方程是描述不可压缩流体运动的基本方程之一。
它结合了质量守恒方程和动量守恒方程,并考虑了粘性效应。
Navier-Stokes 方程可以表示为:∂ρ/∂t + ∇·(ρv) = 0∂(ρv)/∂t + ∇·(ρvv+P) = μ∇^2v其中,ρ为流体的密度,t为时间,v为速度场,P为压力,μ为黏度。
flow 3d 入门教程
指定入水口速度和温度,从上图可以看出从X负方向入水,速度根据熔汤种类而 不同。
熔汤初始温度和速度
大气压强
输出时间步距
以充填百分比为输出基准
收敛级数,对计算时间,分析结果都有影响
预览网格划分是否足够细密,入水口方向是否正确,
开始进行分析计算
以上为简单的使用flow3d的步骤,供大家初学入门用, 很多并不完善,在此抛砖引玉,希望大家能积极参与, 共同钻研探论,目前国内没有相关的资料。望大家发 扬共产主义精神,有资料大家共享,共同钻研探讨, 一起进步。 联系方式: QQ:496381263
黏性
能量方程模壁切应力重力方向来自卷气设置缺陷设置
紊流模型
能量方程设置,考虑熔汤与模壁之间的热传导
设置重力的方向,根据实际压铸的入水口方向来确定重力方向,单位CGS
设置缺陷产生的速率
加入熔汤的材质,铝合金或者镁合金等。注意单位为CGS
点击flowVu进入网格划分界面,如下:
将模型转为xy平面显示,在图形区画出图示矩形框包围产品,然后弹出网格总数输入框, 输入总数即可自动划分网格,删除block1即可。
设置分析结束条件
导入STL模型,方式:mesh-geometry-add-browse-选择STL文件-OK-ADD跳出 另外界面,如下:
设置转换比例,一般产品单位为MM, 此处转为cm
此处设为可充填型腔
加入模壁材料:solids database-load-ok-选择CGS单位。 做压铸分析好像就炭钢一种材料,其他都是砂型铸造用。谁手中有更 多材料库的,可以分享么?
软件界面
新建一个分析项目
新建一个分析项目
打开一个已有的项目
有哪位拥有更多的资料,中英文均可,研究后 与大家共享成果,互相交流。哪位有详细的熔 汤压铸工艺参数的请告知。 QQ:496381263,注明flow3d,欢迎和各位同行 交流,谢谢!
Flow-3D介绍
专业流体软件Flow-3D介绍一、Flow-3D软件介绍Flow-3D软件是由美国Flow Science公司研发的三维计算流体动力学和传热分析软件,自1985年正式推出商业版之后,就以其功能强大、简单易用、工程应用性强的特点,逐渐在CFD(计算流体动力学)和传热学领域得到越来越广泛的应用。
目前Flow-3D软件已被广泛应用于水力学、金属铸造业、镀膜、航空航天工业、船舶行业、消费产品、微喷墨头、微机电系统等领域,它对实际工程问题的精确模拟与计算结果的准确性都受到用户的高度赞许。
该软件所具有的功能特点如下:(1)Flow-3D是一套全功能的软件,具有完全整合的图像式使用界面,其功能包括导入几何模型、生成网格、定义边界条件、计算求解和计算结果后处理,也就是说一个软件就能使用者快速地完成从仿真专案设定到结果输出的过程,而不需要其他前后处理软件。
(2)Flow-3D生成网格的技术利用其自带的划分网格的工具,采用可自行定义固定格点的矩形网格区块生成网格,不仅易于生成网格,而且建立的网格与几何图档不存在关连性,因此网格不受几何结构变化的限制。
如图所示。
图1 Flow-3D生成网格技术(3)Flow-3D提供的多网格区块建立技术,使得在对复杂模型生成网格时,在不影响其他计算区域网格数量的前提下,对计算区域的局部网格加密。
多网格区块可采用连接式(Linked)或巢式(Nested)网格区块进行网格建立。
图2 多网格区块建立技术(4)Flow-3D独有的FA VOR TM技术(Fractional Area / V olume Obstacle Representation),使其所采用的矩形网格也能描述复杂的几何外型,从而可以高效率并且精确地定义几何外型。
图3 FAVOR技术与传统FDM技术的对比(5)Flow-3D采用的独特的计算方法TruVOF®,是经过对VOF技术的进一步改进,能够准确地追踪自由液面的变化情况,使其能够精确地模拟具有自由界面的流动问题,可精确计算动态自由液面的交界聚合与飞溅流动,尤其适合高速高频流动状态的计算模拟。
FLOW 3D 操作简介
t=5.001 y=5.000E-01 (ix=2 to 81 kz=2 to 51)
09:59:08 7-20-1999tpon
hydr3d: version 7.5.n
win32 1999
Flow over step: P-VOF Method
Two-fluid VOF models are best applied to dispersed two-phase flow. Simulations with well separated phases should use one fluid TruVOF®
VOF(Volume of Fluid)
1975 年,Dr. Hirt & Dr. Nichols 发表 VOF 技术 1. 定义流体的液面动作状态 2. 追踪流体液面流动时的变化 3. 定义流体流动时的边界条件设定 目前所有的 CFD软件,几乎都是利用VOF来追踪自由液面的位置
Volume-of-Fluid (VOF) Method
Three components of VOF:
F = Fluid fraction
Special advection handing to accurately track sharp interface
Boundary conditions at free surface (a normal pressure and no shear stress)
如何用矩形网格描述复杂的形体?
FAVOR ®
利用 FAVOR 技术,使曲面造 型的 Model 也能够顺利的以矩 形网格加以描述,使分析模型 不会失真。
STL 图档
FLOW-3D 网格图档
FAVOR 对网格数量的影响
Moldflow网格划分及修复
实体个数统计
单元边信息
• 自由边是指一个三角形或3D单元的某一边没有与 其它单元共用。在表面网格(Fusion)及3D网格自 由边应为0
• 交叠边是指两个三角形单元或3D单元所共有的一 条边,在表面网格(Fusion)只存在交叠边。
• 非交叠边是指由两个以上的三角形或3D单元共有 一条边。在表面网格(Fusion)非交叠边必须为0。
问题网格!但导入的复杂模型一般都有很多 问题,Moldflow提供的网格修补工具对复杂 模型修补困难,工作量极大! 2. 强烈建议采用其它CAE前处理软件进行网格 处理(如HyperMesh等专业前处理软件), 可先修补模型再划网格
导入的IGES模型(或其它模型)
•某些信息会丢失(点、线、面) 等
单元定向及交叉信息
• 单元的交叉及重叠均是不容许的
三角形单元纵横比信息
• 三角形单元纵横比是指三角形单元的长高两个方向的极限尺寸之 比。
• 纵横比对分析计算结果影响很大。一般在中面网格或表面网格分 析中,纵横比推荐极大值不超过20,在3D网格中,纵横比推荐 极大值极小值分别为50和5,平均应该为15左右。
• 自动修补
• 自动修补对表面模型很有效,能自动搜索并处理模型网格中 存在的单元交叉及单元重叠问题,同时可以改进单元的纵横 比。
• 自动修补可多次使用,但不能期待该功能可以处理所有问题
• 处理纵横比(Fix Aspect Ratio)可以有效降低网格的最大 纵横比,并接近所给出的目标值
• 全部合并(Global Merge)可以合并所有间距小于合并容差 的节点
• 创建一维单元(Crate beams):通过存在两节点来创建一维 单元(一维单元在冷却系统、浇注系统中广泛使用)。
FLOW3D对网格划分一点资料知识分享
F L O W3D对网格划分一点资料/viewthread.php?tid=753294一建立一个新项目,会出现建模界面1设置全局参数(setting global parameters)建模界面包括8个按钮,其中每一个都将被用来设置你的参数。
第一个按钮是全局参数设置按钮,它允许用户设置一些高级选项,比如现在是否有液相界面、模型中有几种流体、流体是否为可压缩流体等等。
终止运算的方法有三种。
默认的方法为结束(设定)时间到达后终止(实际时间将在该模型中计算);第二种方法是砂箱充满后终止;第三种方法为流体完全凝固后终止,此方法对金属铸造的应用尤为有用。
为了使砂箱充满后终止,选择Fill Fraction radio按钮并设置Finish Fraction为1.0(充满)。
结束时间也应当被设置,但是应注意结束时间要设置的足够长以避免砂箱未充满之前计算已经结束。
在知道了入口的开口面积以及充型速度之后结束时间大致可以估计出来。
当流动被确认以后,比如在房间中空气的流动没有任何的流体界面。
在本例中,存在一个由水和空气构成的突变界面(sharp interface)所以要选择free surface or sharp surface radio按钮。
将激活interface—tracking算法(参见theory manual部分的“流体界面以及自由表面【fluid interface and free surface】”)。
在这个例子中因为工作流体(working fluid)为水(空气被视为是被动的不占主要地位的),他将被视为不可压缩的,在界面中选择不可压缩流体(incompressible)按钮。
只有一种流体被用来建模,所以在这里选择One fluid radio按钮,当两种流体的密度相差很多的时候,比较恰当的是将密度比较小的流体视为空(恒定的压力---没有流动速度)。
如果将其视为两种流体将引起空气中动力学平衡的的求解问题。
04、FLOW_3D V11网格划分
overfilling来自F > 1.0overemptying
F < 0.0
对流体积误差
流体体积和体积误差对时间与空间累积,然后以体积大小与体积误差百分比的形式,保存在仿 真操作界面与flsgrf结果档中.
正的体积误差代表流体体积被移除; 负的则代表外加流体体积至网格单元中.
对流体积误差
一般而言, 整个模拟的体积误差应该控制在: < 1% 不过充填阶段出现暂时较大的体积误差是可以被接受的, 例如在浇注的的 初期由于金属体积的比例很少且可能浇道出现喷溅的现象,都可能导致较 大误差. 产生较大的体积误差通常是因为: •不佳的网格解析度 •不良的压力收敛
1.大部分的时间都可以收敛 2. 快速收敛 3. 收敛失败后,下一时刻还有机会恢复收敛
iterations at a given time step (or cycle) solver message output
t --cycle iter ----- ---22 33 42 51 dtstbl/code ----------delt ---vl -epsi ---cpu --clock -----
time step counter
failure
Chapter2_FLOW-3D几何模型导入及网格划分
• 三角面缺失严重的图问题无法利用 pyADMesh 修 补
pyADMesh显示
打开file C:\class\demo_files\ Spillway_Missing_tri.STL
• 内定的选项
– – – – Close gaps Add triangles to fill holes Fix unit normal directions Fix unit normal values
• 如何决定 sub-component 要加入到现有的或新的component?
• 相同的材料与运动性质设成同一个 component!
Blue – dam structure, smooth surface Orange – topography, rough surface Dark Blue – north gate, moving
•屏幕适合尺寸视图
Unit 单位
• FLOW-3D 采用单位为 – SI(m, Kg, …) – CGS(cm, g, …) – ENGINEERING(英制) • 由于大部分铸件绘图单位为 mm,因此在 FLOW-3D 导入几何时建议将单位转换至 CGS 制。 • 1 mm = 0.1 cm,因此单位转换时 Global magnitude 必须填入 0.1。
注意图形导入顺序
• 如果两个subcomponents/components有重迭部分,重迭 区域的性质以先加载的图形为主
Solid
Subcomponent/Component 1
Solid
Subcomponent/Component 2
Solid
Subcomponent/Component 1
Solid
MOLDFLOW中网格划分及处理_计算机软件及应用_IT计算机_专业资料
Fill hole 补洞
创建三角形单元来填补 网格上所存在的洞孔或是缝 隙缺陷
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
网格处理工具
Smooth Nodes 平滑节点
将与选定节点有关联 的单元重新划分网格,得 到更加均匀的网格分布
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
网格处理工具
Auto Repair 自动修补 自动搜索并处理模型网格中存在的单元 交叉和单元重叠的问题,同时可以改进单元 的纵横比。在使用一次该功能后,连续再次 使用该功能
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
网格处理工具
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
网格统计信息
Edge details:单元边的信息
Free edges:自由边,指一个三角形或3D单元的某一边没有与 其他单元共用 Manifold edges:交叠边,是指由两个三角形或3D单元所共用 的一条边 Non-manifold edges:非交叠边,非交叠边是指由两个以上三 角形或3D单元所共用的一条边
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
Moldflow的基本思想
直观上,物体被划分成“网格” (mesh)
单元(element)
节点(node)
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
Moldflow的网格类型
中面网格(Midplane)
表面网格(Fusion) 实体网格(3D)
模具CAD/CAM/CAE ——MOLDFLOW应用
第四章 FLOW-3D 网格与边界条件
Connected 接续式网格区块
Nested 巢式网格区块
部分 重叠
网格区块可同时存在 Nested 及 Connected 格 式
发生『部分重叠』,这 样的网格区块无法使用
网格区块数量越少越好;每增加一个网格区块,至少 会增加一个需要计算叠代的边界。不必要的网格区块 会增加叠代可能造成的数值误差以及增加分析时间。 网格区块之间的 Aspect Ratio(网格尺寸)尽量采用 1.0 ~ 2.0 之间。 避免在流场紊乱(压力梯度较大)的位置建立网格区 块,网格区块连接的位置尽量位於流场平缓的区域。 在网格区块的连接位置,以 Fixed Point 确认网格区块 的连接,这样可以减少网格区块连接位置的体积误差 量。
1.5
2.0
Z
块#1
块#2
边界类型自动设 置为网格块
Block #3
网格块之间必须完全链接。
块#1的最大X= 块#2的最小X
X
Z
固定点 #4
固定点 #3
固定点 #2 固定点 #1 固定点 #1 固定点 #2 固定点 #3 固定点 #4
X
嵌套: 推荐- 外面块的网格线与里面块的 范围相配。
链接: 要求-完全匹 配的网格线
波假定来自平底水 库以外的计算范围 不规则三维 计算范围
波速(c)
平均水面 波辐(A) 波长(λ) 波长(λ)和波周期(T)有关)
重力(g) 平底
b o u n d a r y
z x
Outline-显示 略图。
Fixed Points-显 示略图和固定 点。 All –显示略图 ,固定点和所有 的网格线。
网格/更新(CTRL+U)选项是修改一个网格块长度 或单元数量后的更新。
FLOW3D对网格划分一点资料
/viewthread.php?tid=753294一建立一个新项目,会出现建模界面1设置全局参数(setting global parameters)建模界面包括8个按钮,其中每一个都将被用来设置你的参数。
第一个按钮是全局参数设置按钮,它允许用户设置一些高级选项,比如现在是否有液相界面、模型中有几种流体、流体是否为可压缩流体等等。
终止运算的方法有三种。
默认的方法为结束(设定)时间到达后终止(实际时间将在该模型中计算);第二种方法是砂箱充满后终止;第三种方法为流体完全凝固后终止,此方法对金属铸造的应用尤为有用。
为了使砂箱充满后终止,选择Fill Fraction radio按钮并设置Finish Fraction为1.0(充满)。
结束时间也应当被设置,但是应注意结束时间要设置的足够长以避免砂箱未充满之前计算已经结束。
在知道了入口的开口面积以及充型速度之后结束时间大致可以估计出来。
当流动被确认以后,比如在房间中空气的流动没有任何的流体界面。
在本例中,存在一个由水和空气构成的突变界面(sharp interface)所以要选择free surface or sharp surface radio 按钮。
将激活interface—tracking算法(参见theory manual部分的“流体界面以及自由表面【fluid interface and free surface】”)。
在这个例子中因为工作流体(working fluid)为水(空气被视为是被动的不占主要地位的),他将被视为不可压缩的,在界面中选择不可压缩流体(incompressible)按钮。
只有一种流体被用来建模,所以在这里选择One fluid radio按钮,当两种流体的密度相差很多的时候,比较恰当的是将密度比较小的流体视为空(恒定的压力---没有流动速度)。
如果将其视为两种流体将引起空气中动力学平衡的的求解问题。
这种情况适用于界面比较平并且移动速度比较慢的情况,但是如果空气和水以相差很大的速度移动(界面平衡被破坏),这种做法就不精确了,这是由于在一个计算单元中只有一个速度域进行了计算,并且在给定的计算单元里两种流体的速度相差巨大的时候,两种流体的计算将是不切实际且不对应物理模型的。
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Conforming to open volume
l
对于凝固分析和冷却管分析非常 有效的
l l l
1 个相符网格(conform to open) 1 个常规网格 两者混合使用
total, fluid and solid sub-domain cell counts: 22,975,551 468,893 1,878,694 simulation time comparison: - single fine mesh: 24 hours - two mesh blocks: 6 hours with no loss of accuracy!
Conforming to blocked volume
overlap length
Linked Mesh Blocks
• 减少计算域范围 • 每个网格块都有其网格单元尺寸
• 建议不要超过五个
可能出现大的插值误差
最佳
Nested Mesh Blocks
• 减少网格数量
• 增加局部解析度
2
1
1
较大块的长度应该是较小块的偶数倍,避免拉长单元 当网格块边界未对齐时,应该添加网格面使得边界对齐
1.大部分的时间都可以收敛 2. 快速收敛 3. 收敛失败后,下一时刻还有机会恢复收敛
iterations at a given time step (or cycle) solver message output
t --cycle iter ----- ---22 33 42 51 dtstbl/code ----------delt ---vl -epsi ---cpu --clock -----
小结
l l l l l l l
尽量维持网格块间的比值为2:1. 在流场复杂区域,尽量保证XYZ单元尺寸比值为1:1:1 相符网格所用的激活网格数量可以在预处理时查看
相符网格内不能与GMO和多孔介质物体使用
尽可能采用 linked 取代nested 不要过多网格块,建议不要超过五个 网格边界处尽量放置在远离复杂流场和复制几何的区域
1
3
1.25
1
2 1 1
对于网格划分,最佳参数推荐值(续)
嵌套式网格区块 嵌套网格区块必须完全被放置在其它区块的内部 利用网格面,强制将不同网格块的边界面对齐 内嵌网格块所有的边应该与外部网格块对齐,若不对齐,可以利用网格 面强制对齐 网格面应该在内嵌和外部网格内或边界面处 不要把内嵌网格边界放置在流场复杂处 连接式网格区块 连接式网格块间必须共享一个边界面,允许有重叠或交叉的情况 利用网格面,强制将不同网格块的边界面对齐 不要把连接式网格边界放置在流场复杂处
数值选项
提供的数值选项 常出现的问题 错误信息诊断
U in 1 U in t
n 1 n 1 P i 1 P i x
概要
压力求解器 - 数值选项 - 收敛控制 - 数值选项 - 体积守恒 - 体积误差
VOF自由 液面求解器
隐式选项
- 显式/隐式 近似 - 时间步长稳定性控制 - 隐式求解器
adiabatic boundary
网格划分
overlap length
8/23/2017
1
FAVOR 检查
l
l
l
用于帮助判断几何是否被解析出 来 不同颜色表示不同的问题类型 Slice 可以用于查看内部的特征
FAVOR 检查
网格类型
l
笛卡尔坐标系
l l
常规网格 相符网格(Conforming …)
Incremental Solution Steps时间步长
数值解在每一时刻都只是近似解,越小的时间步长和越严格的收敛条件可以让 数值解更准确
time
corrector step predictor step n n+1
Dt
true solution numerical solution
收敛区域: 初始猜测的数值必须 在这个范围内,在校 正步骤才能有效修正
压力迭代失败恢复
有时可能因为时间步长太大或流场变化太剧烈,压力迭代无法收敛到所设定的收敛条件。这时候 如何在接下来的时刻能够得到一组收敛答案,是数值计算中很重要的一环。
recovery
no recovery
如果迭代失败,不过结果在落在收敛 区内,可能再经过几个时间步长, 结果会恢复到合理范围。
如果迭代失败且结果在落在收敛区外 ,模拟可能无法恢复且会导致一些不 合物理现象的结果。
对于网格划分,最佳参数推荐值
•针对一个网格区块 •尽量保持单元间距是均等的 •对于一个单元而言,最大尺寸比 : •最佳结果: 1:1:1 长宽比(x:y:z) •任一两方向的单元间距比值不要超过 3:1 或1:3 •对于相邻单元而言,最大尺寸比: •最佳结果: 1:1 (x:x, y:y, or z:z) •任一一个方向上的相邻单元比值不要超过1:1.25 或1.25 :1 •在重点区域内利用网格面强制增加单元 •是明智的选择- 但过度增加网格面可能会导致数值收敛问题 •针对复合网格区块内 (嵌套式或连接式) •对于复合网格而言,网格大小比值最好为整数倍数 •非整数倍数情况,将会导致不断增加的内插值错误 •最佳结果: 1:1 至 2:1 •不要超过 2:1
- 压力迭代失败 - 对流通量失败 - 诊断输出
诊断
Hale Waihona Puke 数值设定用户界面每个选项都有默认值; 尽可能使用默认值.
压力迭代
不可压缩流体方程中压力必须利用隐式法求解,以维持数值解的稳定性. 因此,每一时刻内的压力都必须迭代求解. FLOW-3D提供三种迭代方式. 每 个方法都有其优缺点. 一个理想的迭代法应该有几个特点:
3.85E-03 7.99E-03 1.21E-02 1.62E-02
22 4.99E-04/cz 2.79E-04 3.29E+01 3.4E-01 5.3E+01 17:24:16 23 4.57E-04/cz 4.57E-04 6.81E+01 2.1E-01 7.1E+01 17:24:34 20 4.54E-04/cz 4.54E-04 1.03E+02 2.1E-01 8.6E+01 17:24:49 23 4.53E-04/cz 4.53E-04 1.38E+02 2.1E-01 1.0E+02 17:25:04