第四章 FLOW-3D V9.3网格与边界条件
flow-3d应用简介--中文
VOF——Volume of fraction；
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FLOW-3D® 的应用领域
航天工业
低重力状态下推进器内燃料的运动模式
液体在通过 Laval Nozzle 时产生的气穴（ Cavitation ）现象
船舶
船只举升以及水波流动之模拟
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Flow-3D基本介绍—功能特点
1.3 Flow-3D的功能特点
FLOW-3D是一套全功能的软件，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。
完全整合的图像式使用界面让使用者可以快速的完成从仿真专案
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Nested block enhances resolution around sphere.
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Flow-3D基本介绍—功能特点
采用FAVORTM 技术，使得矩形网格也能描述复杂的几何外型，从而可以 高效率并且精确的定义几何外型 ； （Fractional Area / Volume Obstacle Representation)
喷墨
利用薄膜振动产生墨珠 15
利用压力产生墨珠
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FLOW-3D® 计算结果演示
1.4 计算结果演示
球体自由落体过程
球体在水中平移的运动过程
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FLOW-3D® 计算结果演示
1.4 计算结果演示
水波流动过程
FAVOR 传统的 FDM
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。
第四章,边界条件PPT讲解
计算流体与传热传质
压力边界条件
压力边界条件要求输入表压
（ gauge pressure）:
p p p absolute
gauge
operating
工作压力（Operating pressure）设置 :
Define Operating Conditions
适合压力边界条件设置的条件:
给定曲线分布的进口
用 UDF’s 定义边界条件. 曲线可以是空间变化，也可以 随时间变化.
读入: 从其它 CFD 软件模拟结果中读 入 产生一个格式文件，具有位置 及边界条件的信息。
可以处理曲线分布边界条件命令: Define Profiles
用 ‘hooks’把曲线加到边界条件中.
速度进口：Velocity Inlets
进口速度知道时，给定该条件 默认是均匀速度
针对不可压缩流动问题. 总(滞止)量（温度、压力 等）不定. 总(滞止)量不定用以调 节速度分布 如果用于可压缩流动，得 到的解不符合物理意义.
避免把速度进口放的太靠近障碍物.
计算流体与传热传质
Mass flux through boundary varies depending on interior solution and specified flow direction.
压力进口的地方可能会有流出情况出现. 流动方向由求解结果决定. Exhaust static pressure is defined by value specified for gauge total pressure wherever outflow occurs.
流体或固体材料 动坐标或滑移网格 源项 固定值 多孔介质区域 湍流（层流）
FLOW D使用简介
GB），请先确认硬盘空间足够。 分析网格数量与内存大小有关，请先确
认内存足够（建议最小内存 = 2 GB）。
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 所有的CFD软件，关于自由液面的定义，均Follow此一准则。
FAVO R
传统的 FDM
新功能简介
全新的操作管理方式 Navigator
模拟设定 全新的restart逻辑计算 加强模型设定
后处理功能更新 能够直接以载入 STL图档（显示几何），包括了GMO功能
自动更新功能 求解器
执行过程中可以随意调整计算采用的数值方式 新的物理模型:
Note: The inactive part of the mold is not shown here just to illustrate the effect of deactivating cells.
Die casting, filling time 56 msec （压铸, 充型时间 0.056 sec） • full die volume:
功能: 所有在 Numerics tab 内的数值选项，都可以在执行过成中随时调整。不 需要把整个执行中断再重新设定; 在执行任何分析前，可以先设定 restart data – 为了安全起见; 设定过程中与时间（time）相关的选项可以重新设定; 新的设定可以存入 simulation 的 prepin 档; 分析过程中，如果觉得更改的设定不算好，可以随时切换成原始设定; 所有的变更调整都自动纪录在 log 档中.
CFD分析基础-边界条件和湍流
设置边界条件
各区域在前处理过程中划分完成 为特定的域设置边界条件:
Define Boundary Conditions...
在Zone列表中选择域的名称. 在 zone type列表中选择边界类型 点击 Set...按钮进行边界条件的设置
亦可在图形界面中采用鼠标右键来选择边界 进行设置.
注: 在有回流产生的情况下，采用压力出口条件代替出流条 件可能更加有利于求解问题的收敛.
出流 （Outflow）条件的限制
出流条件不能应用于:
可压缩流动. 在采用压力入口的情况下 (通常可用速度入口代替): 密度会改变的非定常流动.
outflow condition ill-posed
在求解过程中或部分区域中出现. 假设方向垂直于边界. 可以减少收敛的难度. 当逆流发生时，设定的静压值作为总压计算.
压力出口条件（pressure outlet） (2)
不可压缩流动:
输入静压定义出口边界条件 其它所有边界参数通过内部流动计算获得. 如果局部超音速，则忽略静压输入. 所有边界参数通过内部流动计算获得.
设定各出口的流量权重: mi=FRWi/FRWi.
各出口静压根据流动的分布不同而不 同.
velocity inlet
FRW1
也可以采用压力出口条件设定.
FRW2
velocity-inlet (v,T0) or pressure-inlet (p0,T0)
pressure-outlet (ps)1 pressure-outlet (ps)2
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。
xflow边界条件
xflow边界条件摘要：1.Xflow 边界条件简介2.Xflow 边界条件的分类3.Xflow 边界条件的设置方法4.Xflow 边界条件的应用实例5.总结正文：一、Xflow 边界条件简介Xflow 是一种基于网格的计算流体动力学（CFD）软件，广泛应用于工程、科学和医学等领域。
在Xflow 中，边界条件是模拟流体流动过程中，用来定义流场边界上物理量的方法。
合理的边界条件设置对于获得准确的仿真结果至关重要。
二、Xflow 边界条件的分类Xflow 边界条件主要分为以下几类：1.第一类边界条件：也称为Dirichlet 边界条件，用于给定流场边界上的速度、压力等物理量。
在Xflow 中，可以通过指定节点组或面组的方式设置第一类边界条件。
2.第二类边界条件：也称为Neumann 边界条件，用于给定流场边界上的速度矢量或压力分布。
在Xflow 中，可以通过设置边界条件类型为“Neumann”来实现第二类边界条件。
3.第三类边界条件：也称为Robin 边界条件，用于在流场边界上实现质量传输。
在Xflow 中，可以通过设置边界条件类型为“Robin”来实现第三类边界条件。
4.混合边界条件：在实际问题中，流场边界上可能同时存在多种物理现象，此时需要使用混合边界条件。
在Xflow 中，可以通过组合不同类型的边界条件来实现混合边界条件。
三、Xflow 边界条件的设置方法在Xflow 中设置边界条件主要分为以下几个步骤：1.创建边界条件：在网格模型中，选择需要设置边界条件的边界，右键单击并选择“Create Boundary Condition”创建一个新的边界条件。
2.选择边界条件类型：根据需要设置的边界条件类型，在弹出的对话框中选择相应的选项。
3.设置边界条件参数：根据所选边界条件类型，设置相应的参数，如速度、压力等。
4.应用边界条件：设置完成后，单击“Apply”按钮将边界条件应用到所选边界上。
四、Xflow 边界条件的应用实例假设有一个简单的二维流场问题，需要模拟一个圆形管道内流体的流动。
FLOW-3D另类学习
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物理选项中操作界面物理选项中操作界面
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流体选项界面流体选项界面
流体选项界面流体选项界面
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产品充填产品充填
过程中热传过程中热传过程中热传过程中热传
过程中热传过程中热传过程中热传过程中热传
导入图标导入图标 分裂块图标分裂块图标
分裂块图标分裂块图标 渲染渲染
渲染渲染
模型设置模块界面模型设置模块界面
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充填完成充填完成
充填完成充填完成
自动划分网格图标自动划分网格图标
自动划分网格图标自动划分网格图标 刷新刷新
刷新刷新
STL导入图标导入图标
网格块网格块
网格块网格块
网格和几何选项界面网格和几何选项界面
网格和几何选项界面网格和几何选项界面
主菜单栏主菜单栏
主菜单栏主菜单栏 后处理显示模块后处理显示模块
模型运算模块模型运算模块 后处理显示模块后处理显示模块
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产品压铸时产品压铸时
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。
flow3dHydraulics教程
flow3dHydraulics教程Flow3d 9.3.2 Hydraulics Tutorial⽔⼒教程本练习的⽬的是模拟⽔从⽔库通过薄壁堰流进下游⽔池。
图1 ⽔流模拟在设计中，模拟的第⼀步是需要完全了解要分析的问题。
⽤流体⼒学知识，分析⼯程中哪些参数重要，怎样简化问题，可能出现什么问题，以及希望得到什么样的结果。
确定液体流动特性，如黏性、表⾯张⼒及能量作⽤⼤⼩的常⽤⽅法，是计算⽆量纲参数，如雷诺数、邦德数、韦伯数。
这⾥U是特征速度，L是特征长度，g是重⼒加速度，ρ是密度，σ是表⾯张⼒系数。
对本问题，⽔从18cm⾼堰流过，⽔流在堰底的速度可近似按⾃由落体运动分析得出：Velocity = sqrt(2*980*18) = 187.8 cm/s流体的雷诺数为：Re = 30cm x 187.8cm/s / 10-2cm^2/s = 5.6 x 105雷诺数⼤，意味着与贯性⼒相⽐，黏性⼒不可忽略。
因此，我们不需要精细的⽹格求解壁黏性剪切层。
当然，由于流态的紊乱，液体内部有很多黏性剪切⼒，因此，需要在模型中指定黏性参数。
邦德数按下式求得：Bo = 980cm/s^2 * 1 gm/cc * (30cm)^2/(73gm/s^2) = 1.2 x 104韦伯数按下式求得：We = 30cm * (187.8 cm/s)^2 * 1gm/cc / (73gm/s^2) = 1.45 x 104再者，⼤的邦德数和⼤的韦伯数表明，与重⼒和惯性⼒相⽐，表⾯张⼒可忽略。
模型是这种情况时，不考虑表⾯张⼒。
问题的⼤⼩（模型运⾏的时间）可以利⽤堰中⼼顺⽔流平⾯的对称特性进⾏简化。
因此，我们仅仅需要模拟整个范围的⼀部分（即堰的后半部分），就可也得到堰的全部信息。
我们已经对问题进⾏了简化，下⾯是如何建⽴这些条件，如何确定⼏何条件，利⽤flow3d求解问题。
建模总体参数点击“Model Setup”表的“General”表，“General”是确定整个问题的参数，如结束时间、结束条件、界⾯追踪，流体模式，液体的数量，提⽰选项，单位及精度。
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
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。
CFD分析基础 边界条件和湍流
出流 （Outflow）条件的限制
出流条件不能应用于:
可压缩流动. 在采用压力入口的情况下 (通常可用速度入口代替): 密度会改变的非定常流动.
outflow condition ill-posed
outflow condition not obeyed
outflow condition obeyed
周期性条件:例子
4 tangential inleቤተ መጻሕፍቲ ባይዱs
p > 0:
computational domain
Rotationally periodic boundaries Translationally periodic boundaries
flow direction
Streamlines in a 2D tube heat exchanger
为何采用湍流模式模拟湍流?
直接数值模拟只适合于模拟简单的低雷诺数流动. 作为可行的方法, 改而求解雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 方程:
其中
Uk
Ui xk
p xi
2Ui
x jx j
Rij x j
Rij uiu j
(雷诺应力)
vacuum
压力入口条件（pressure inlet）
定义总压、温度和其它标量.
ptotal
pstatic
1 2
v2
incompressible flows
ptotal
pstatic (1
k 1 M 2 )k /(k1) 2
compressible flows
超音速/初始表压:
第四章 FLOW-3D V9.3网格与边界条件
网格-坐标系统
z
笛卡儿坐标
z
圆柱坐标
(x,y,z) y
(r,,z) z
x
x
r
y
FLOW SCIENCE
网格基本设定
均匀网格
非均匀网格
FLOW SCIENCE
网格-范例
FLOW SCIENCE
网格-坐标系统和固定点
通过约束轴可分为几个部分。 预处理减少相邻单元变化。 默认网格是2 维：通过单位厚度或30度 角表示1单元。
Swirling Flow in a tank
Flow Over heat Exchanger
FLOW SCIENCE
Periodic
周期边界总是用于对。 周期边界允许方位角速度;流动可 以漩涡。 可用于减少周期模拟问题的大小。
Flow Out
Flow In
FLOW SCIENCE
Velocity
如果FAVOR的结果 合理，按下此按键
FLOW SCIENCE
网格菜单-视图模式
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。
FLOW SCIENCE
网格菜单- 更新
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。
速度边界可以不变或由时间决 定。 结构是统一越过整个边界。 使用挡板或几何阻塞边界部件。
多段填充速度
Ｘ方向速度
Ｙ方向速度
Ｚ方向速度
分段填充时间
FLOW SCIENCE
Pressure
压力边界可以固定或由时 间决定。 结构是统一越过整个边界。
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FLOW SCIENCE
建立网格
建立网格
显示网格
隐藏网格
按鼠标右建
切换成圆柱座标
增加网格区块 网格区块资讯
FLOW SCIENCE
网格选项
新增网格区块. 删除网格区块. 自动切割网格. 调整网格区块. 网格资讯 网格区块尺寸调整. 移动网格区块. 复制网格区块. 分割网格区块.
按鼠标右建
自动调整网格区块至几何图档大小.
FLOW SCIENCE
Outflow
为波浪有益的固定液体。 不允许流入，因此，没有表面的高 度设置。 降低到继续条件的稳定状态。
波浪生 成边界
外流边 界
FLOW SCIENCE
Wave Boundary
允许用户指定线性波浪进入领域。 使用速度边界条件。 模型基于线性波浪理论。 只有沿着X和Y的界限。 在名单中用文本编辑器输入如下： ① 波幅。 ② 波期或波长。 ③ 相移（度）。 ④ 平均液高度。
隐藏网格. 显示网格. 仅显示单一网格区块. 显示所有网格区块.
FLOW SCIENCE
Mesh adjustment
以鼠标调整网 格大小
步距大小可调整不 同的数值
FLOW SCIENCE
Auto Mesh & Mesh Info
直接输入网格总数量，程序会自 动切割X, Y, Z的网格数量。
取边界长度的百分比作 为切割。 例如：X长度为10,此位 置输入0.1时，X方向会 切割为100格。
固定 点1
固定 点2
固定 点3
固定 点4
x
单元总数 是17
在点2的单元大小
在点3的单元大小
FLOW SCIENCE
网格-增加固定点
在X,Y或Z任一个方向(你 想要的)按鼠标右键就会出显 Add,再点击就会出显Add Mesh Points窗口.
输入增加固定 点的位置值
FLOW SCIENCE
网格-固定点范例
如果FAVOR的结果 合理，按下此按键
FLOW SCIENCE
网格菜单-视图模式
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。
FLOW SCIENCE
网格菜单- 更新
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。
FLOW SCIENCE
Multi-Block Meshes
Connected 接续式网格区块
Nested 巢式网格区块
FLOW SCIENCE
Multi-Block Meshes 应用
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
z x
FLOW SCIENCE
Wave Boundary
FLOW SCIENCE
FLOW SCIENCE
边界-边界和块选择
边界选项栏包含的 界限是为每一个边 界和在该区块的边 界适用于网格块的 选择设பைடு நூலகம்按钮。选 择一个边界打开边 界修改对话框，其 中载有该边界的设 置选项。例如，在' Ｘmin'边界选择打 开一个对该边界的 配置对话框。
FLOW SCIENCE
边界-设置面板
程式会根据指定的条件，在 X,Y,Z 三方向进行网格切割
真实网格数量
FLOW SCIENCE
Auto Mesh（小技巧）
建议使用：以总数量 设定做网格定义。
虽然程序接受X,Y,Z方向以不同的网格大小做切割，但是当网 格的Aspect Ratio太高时，容易发生计算不收敛。而以总网格数 量定义时，切割的网格大小比例一律相同，在计算上比较没有 收敛的问题。
边界设置面板是为边界类型的选择适用于选 定的边界，并设置与该边界类型相关的属性。
FLOW SCIENCE
Symmetry
没有跨边界流出，没有剪应力。 当对称性（S）的几何体存在为减少模拟 的时间请用对称性。
FLOW SCIENCE
Wall
没有跨边界流出。 加热（指定温度或电源）。 粘性应力（指定粘度）。
Swirling Flow in a tank
Flow Over heat Exchanger
FLOW SCIENCE
Periodic
周期边界总是用于对。 周期边界允许方位角速度;流动可 以漩涡。 可用于减少周期模拟问题的大小。
Flow Out
Flow In
FLOW SCIENCE
Velocity
速度边界可以不变或由时间决 定。 结构是统一越过整个边界。 使用挡板或几何阻塞边界部件。
多段填充速度
Ｘ方向速度
Ｙ方向速度
Ｚ方向速度
分段填充时间
FLOW SCIENCE
Pressure
压力边界可以固定或由时 间决定。 结构是统一越过整个边界。
多段压力
FLOW SCIENCE
Fluid Height
FLOW SCIENCE
网格-如何运作
网格块覆盖几何，以涵盖流区。
网格块确定流体领域的整体程度。 为了特定区域个别网格块可以放置在更好的地 方（流体细节）。网格块可以链接或流体领域的 复杂的嵌套网格，使它更有效率，并解决更重要 的领域。 网格的定义决定了如何准确地描述几何。 FAVORize按钮显示如何解决几何的准确性。
在X坐标方向 单元总数是25 在点1和2之间 是7个单元 固定点4的单 元大小是0.2
固定 点1
0.0
固定 点2
0.5
固定 点3
固定 点4
x
在点3和4之间 是10个单元
1.5
2.0
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网格-多块，链接
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。
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Multi-Block Meshes 设定重点
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。
第四章、FLOW-3D 网格与边界条件
FLOW-3D® v9.3
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网格与边界条件
定义图形网格
设置边界条件
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在FLOW-3D®创建一个模拟
为了创建模拟在模型设置面板由各种不同 的标栏组成。
GLOBAL – 模拟类型. PHYSICS –模型仿真需要的物理参数. FLUIDS –流体性质的模式选择. MESHING & GEOMETRY –流域定义. BOUNDARIES –网格边界：进料口，出 口，墙壁. INITIAL –初始流体流动区域内设置. OUTPUT –情节控制空间数据，选择数 据，历史数据等. NUMERICS –时间步长，压力求解，隐 显选项等.
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Continuative
流动变量（速度，压力等）都是 在边界不变。 （零梯度）。 流动可能只能在一开始进入零速 度。 应放在远离流程更重要的领域。
假设u, T, µ, 和压力 并不会改变流动方 向。即:
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Periodic
流动可以移动或旋转周期。 流动条件造成一边界进入对 面的边界一样。
请参考在线手册（ v9.3版本）里的变 量名单细节。
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Wave Boundary
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）有关的通风方程： m e s h
h
T = 1/ (ω)
重力(g) 平底
b o u n d a r y
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检视切割的网格状况- FAVOR
FAVORize
Open:打开的体积不 是固体占用的体积。 Solid:打开的体积是 固体占用体积。
利用 FAVOR检视 网格切割的 状况。
如果觉得 切割的不够 好，可以再 调整网格数 量，然后再 以FAVOR检 视
FAVOR视 图在模拟里 显示几何的 象征。
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非结构化内存分配
内存保存
生成单元数 量：约23万 自动分配的网格 仅为热量和流体 流动的模拟所需 的单元
网格部分封锁
UMA
部分分配给内存网格
分配给内存 单元的数量： 约57万
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非结构化内存分配
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网格选项
网格树
按Ctrl +右键点击网 格块就会出显选项
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网格-坐标系统
z
笛卡儿坐标
z
圆柱坐标
(x,y,z) y
(r,,z) z
x
x
r
y
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网格基本设定
均匀网格
非均匀网格
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网格-范例
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网格-坐标系统和固定点
通过约束轴可分为几个部分。 预处理减少相邻单元变化。 默认网格是2 维：通过单位厚度或30度 角表示1单元。