cfx数值模拟教程kobesu
Ansys CFX 专业教程
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
B-2
April 28, 2009 Inventory #002598
Turbo Pre and Post
CFX-Pre Turbo Mode
Training Manual
3. Physics Definition – Fluid properties – Steady State vs. Transient – Model Data
• Energy and Turbulence Models
– Boundary Templates:
• Pt inlet - Ps outlet • Pt inlet - mass flow outlet • Mass flow inlet – Ps outlet
• Turbo mode in ANSYS CFX-Pre is a specialist mode allowing users to set up turbo machinery simulations, such as compressors or turbines, in a simple manner.
– Interface Type:
• Stage, Frozen Rotor, Transient Rotor Stator
– Solver parameters
• Advection Scheme • Time Scale/Step controls
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
• Frozen rotor • Transient rotor stator • Stage • Periodic • None
ANSYS CFX 19.0从入门到精通
ANSYS CFX 19.0从入门到精通简介ANSYS CFX是一个流体力学分析软件，被广泛应用于各个领域，包括航空航天、汽车工程、能源行业等。
本文将从入门到精通介绍ANSYS CFX 19.0的基本概念、操作流程和高级功能。
目录1.安装和配置2.基本概念–流动模拟–网格生成3.操作流程–导入几何模型–网格划分和质量控制–设置物理模型和边界条件–求解和后处理4.高级功能–多相流模拟–燃烧模拟–高级后处理技术5.常见问题解答6.参考资料1. 安装和配置在开始学习ANSYS CFX之前，首先需要将软件安装到计算机上，并进行必要的配置。
以下是安装和配置的步骤：1.下载ANSYS CFX 19.0安装文件并运行安装程序。
根据提示完成安装过程。
2.配置许可证文件。
许可证文件是使用ANSYS CFX所必需的，可以通过ANSYS官方网站申请。
3.配置环境变量。
将ANSYS CFX的安装目录添加到系统环境变量中，以便可以在命令行中直接访问ANSYS CFX。
2. 基本概念在学习和使用ANSYS CFX之前，有几个基本概念需要了解。
2.1 流动模拟流动模拟是ANSYS CFX的核心功能之一。
它可以模拟流体在不同物理条件下的行为，包括速度场、压力场等。
流动模拟需要定义几何模型、物理模型和边界条件。
2.2 网格生成网格是流动模拟中重要的一部分，它将计算域划分为离散的小单元。
有效的网格划分可以减少计算误差并提高计算效率。
ANSYS CFX提供了多种网格生成工具，包括自动网格划分和手动网格划分。
3. 操作流程学习ANSYS CFX的操作流程可以让你更好地使用该软件进行流动模拟。
以下是ANSYS CFX的基本操作流程：3.1 导入几何模型首先需要导入几何模型，可以使用ANSYS DesignModeler 等工具创建几何模型，并将其导入到ANSYS CFX中。
导入几何模型后，可以对其进行进一步编辑和优化。
3.2 网格划分和质量控制在进行流动模拟之前，需要对计算域进行网格划分。
CFX软件说明
CFX发展历史CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，是英国AEA Technology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发，诞生在工业应用背景中的CFX一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求，并以其在这些方面的卓越成就，引领着CFD技术的不断发展。
目前，CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域，为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
1995 年，CFX 收购了旋转机械领域著名的加拿大ASC 公司，推出了专业的旋转机械设计与分析模块－CFX-Tascflow，CFX-Tascflow 一直占据着90% 以上的旋转机械CFD 市场份额。
同年，CFX 成功突破了CFD 领域的在算法上的又一大技术障碍，推出了全隐式多网格耦合算法，该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度，成为CFD 技术发展的重要里程碑。
CFX一直和许多工业和大型研究项目保持着广泛的合作，这种合作确保了CFX能够紧密结合工业应用的需要，同时也使得CFX 可以及时加入最先进的物理模型和数值算法。
作为CFX的前处理器，ICEM CFD优质的网格技术进一步确保CFX的模拟结果精确而可。
2003年，CFX加入了全球最大的CAE仿真软件ANSYS的大家庭中。
我们的用户将会得到包括从固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案。
软件特色CFX是全球第一个在复杂几何、网格、求解这三个CFD传统瓶颈问题上均获得重大突破的商业CFD软件。
借助于其独一无二的技术特点，领导着新一代高性能CFD商业软件的整体发展趋势。
>精确的数值方法和大多数CFD软件不同的是，CFX采用了基于有限元的有限体积法，在保证了有限体积法的守恒特性的基础上，吸收了有限元法的数值精确性。
■基于有限元的有限体积法，对六面体网格单元采用24点插值，而单纯的有限体积法仅采用6点插值。
ANSYS CFX对流传热数值模拟基础应用2010
1.光盘运行环境：
此光盘在ANSYS 12.0环境下运行
2.光盘内容：
文件夹CFXexample0中，包括
编号
文件名
文件说明
1
example0.prt
UG几何模型文件
2
example0.x_t
UG导出的Parasolid格式的几何模型文件
3
example0.prj
ICEM项目的主文件
4
example0.tin
Ogrid功能说明，长方体几何和网格文件
6
example311.*
Ogrid功能说明，圆柱几何和网格文件
7
hex.uns
ICEM项目非结构化六面体网格临时文件
CFX动画算例
共22个，其中第5个有2个分例0051和0052，第9个有3个分例0091、0092和0093，第11个有2个分例00111和00112，第14个有3个分例0141、0142和0143，第22个有2个分例0221和0222。
8
CFXexample0.cfx
CFX－Pre的case文件，保存了网格和设置参数
9
CFXexample0.def
CFX－Pre导出的问题定义（define）文件
10
CFXexample0_001.out
CFXexample0_001.res
CFX求解结果文件
11
CFXexample0_001.cst
CFX后处理状态文件
12
CFXexample0_001.can
CFX后处理动画状态文件
13
CFXexample0_001.wmv
CFX后处理动画文件
14
example0.prism_params
CFX进行流场仿真的基本步骤
CFX进行流场仿真的基本步骤CFX 进行流场仿真的基本步骤：一、前处理建立过程1、创建新题目File->New simulation->General2、导入网格（Import Mesh）File->Import mesh->wholecell2.cdb(选择ansys文件类型)3、定义模拟类型（Simulation Type）Simulation Type：steady state 点击OK4、创建计算域（Domain）●计算区域定义内部方程和希望求解的网格区域可以是流体或固体由一个或多个3D子域构成Material Selection 选择材料>可以定义多组份流>列出追踪粒子(如果可以)Defines Domain Models 定义区域模型>Reference Pressure 参考压力>Buoyant / Non Buoyant 浮力/ 无浮力（重力）>Domain motion: Stationary / Rotating 区域运动: 静止/ 旋转Defines Fluid/Solid Models 定义求解的流体/固体模型(内部方程和变量) >Heat Transfer 传热(流/固)>Turbulence Model 湍流模型(流)>Turbulent Wall Functions 湍流壁面函数(流)>Reaction or Combustion Model 燃烧或化学反应模型(流/固) >Thermal Radiation Model 热辐射模型(流/固)General options :Fuild models :Initialisation:5、指定边界条件（Boundary Condition）●5种常用的边界类型INLET: 只能流入区域OUTLET: 只能流出区域OPENING: 可以流入或流出区域WALL: 没有流动, 法向流速为0SYMMETRY: 镜像●Interfaces 交界面(GGI, Frame Change, Periodicity) 属于边界条件, 但在给定的区域外定义(下一节)6、给出初始条件（Initial Conditions）7、定义求解控制（Solver Control）●通过使用求解参数控制CFX-5 求解器求解过程, 需要设定的求解控制项Convergence Control （收敛控制）>maximum number of iterations （最大迭代步数）>timescale selection （步长）Advection Scheme （方程精度阶数相关）Convergence criteria （收敛标准）>MAX or RMS residual （残差）>conservation target （收敛目标）8、定义输出数据（Output File & Monitor Points）9、写入定义文件（.def File）并求解●Write Solver File 面板允许你指定输出的File name（文件名）选择将要执行的操作>Start the Solver Manager -启动Solver Manager>Start the Solver in batch -批处理求解>Write the .def file only -只输出.def 文件>Open the .def file in CFX-Post -在CFX-Post中打开.def 文件。
基于ANSYSICEMCFD和CFX数值仿真技术
基于ANSYSICEMCFD和CFX数值仿真技术发表时间：2009-5-17 作者: 许蕾*罗会信来源: 万方数据关键字: CAE ANSYS CFD CFX 数值仿真为了准确方便地计算和分析流体的传热和流动情况，以分析某浸入式水口浇钢温度场和流场为例介绍了一种基于ANSYS ICEM CFD和CFX数值仿真技术在连续铸钢过程中的应用。
该方法是利用ANSYS ICEM CFD进行流体数值仿真的前处理操作，然后将生成的网格导入到CFx中施加边界条件进行求解计算，这可以大大提高数值仿真效率。
此种方法对CAE 1r程分析人员具有很大的借鉴意义。
CFD(Computational Fluid Dynamics)是计算流体力学的简称，其核心就是基于现代计算流体力学的有限单元分析技术。
众所周知在计算流体力学中，其计算网格的质量好坏、边界条件的施加以及求解器的求解方法等都将直接影响流体数值仿真的精确程度。
目前市面上广泛使用的流体分析软件非常多，有的十分繁琐。
本文提供了一种使用流体软件ANSYS CFX与其前处理软件——ANSYS ICEM CFD 相结合数值仿真方法，可以大大提高工程分析的效率。
1 ANSYS ICEM CFD和CFX简介CFX是目前处于世界领先地位的CFD软件之一，广泛用于模拟各种流体流动、传热、燃烧和化学反应等问题。
CFX的前处理模块是ICEMCFD，它提供广泛的CAD 和CAE软件接口，可以快速生成多种形式的网格。
它在生成网格时，可实现边界层网格自动加密、流场变化剧烈区域网格局部加密、分离流模拟等，这大大提高了数值仿真的精度。
下面以计算浸入式水口浇钢温度场和流场为例来说明在ANSYS ICEM CFD和CFX中的数值仿真技术。
2 运用ICEM OFD建立CAE模型2.1 几何模型的导入及清理ICEM CFD提供了广泛的CAD软件接口，当几何实体模型建好以后可以通过ICEM CFD中的File／Import Geometry直接导入CATIA V4、STEP、IGES、UG、PROE等格式的CAD几何模型文件。
CFX_数值模拟简介_Xili
CFD数值模拟
CFD简介
数值模拟简介
CFD软件介绍 CFX技术路线
深刻地理解问题产生机理，指 导实验，节省所需人力、物力 和时间，并有助于整理实验结 果、总结规律。
CFD数值模拟
CFD简介 数值模拟简介 CFD软件介绍 CFX技术路线 网格技术
网格的合理设计和高质量网格生成时CFD计算的前提条件，是影响CFD计算结果的最主要 的决定性因素之一，是CFD工作中人工工作量最大的部分，也是制约CFD工作效率的 瓶颈问题之一。 网格生成要占整个CFD计算任务全部人力时间的70%～80%。 网格分为：结构化网格和非结构网格 结构网格 ：网格点之间邻接有序、规则、单元是二维的四边形，三维的六面体 优点：计算效率高、稳定性好、精度高、对计算机内存硬件资源要求低，同样的结 构比非结构网格数量少。 缺点： 网格结构性、有序性限制了对其复杂几何构型的适应能力，其网格生成较 困难，其人工的工作量比非结构网格要多。一般采用网格分区技术克服几何适应能 力差缺陷。 非结构网格：网格点之间邻接无序、不规则，单元有二维的三角形、四边形，三维 的四面体、三棱柱和金字塔等多种形状。 优点：几何适应能力强、其人工工作量少，容易控制网格的大小和节点的密度，无 需分块分区，减少了因子域间信息传递丧失精度。 缺点：单元寻址时间长、网格的数量相对较大，网格计算的工作量大，内存需求量 大，非结构网格的随机方向性不易捕捉正确的流动结构，这导致计算精度降低和稳 定性下降。 混合网格： 结合结构网格和非结构网格。 ICEM 混合网格生成。
CFX数值模拟
CFD简介
数值模拟简介
CFX软件介绍 CFX技术路线
几何造型
DesignModeler
CAD软件
网格划分
CFX-Mesh
cfx中文教程
Version 1.33/23/2007©2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.CFX 11.0ANSYS, Inc. ProprietaryInventory #002445TOC-1CFX前处理计算域讲座3Version 1.32007 ANSYS, Inc. All rights reserved.Inventory #002445TOC-2ANSYS, Inc. Proprietary计算域只包含有此次计算中使用的的网格流体计算域固体计算域旋转计算域静态计算域Version 1.3 Inventory #002445TOC-3Version 1.3Version 1.3•在ANSYS CFX 中, 用户在开始一个模拟前,必须为这个模拟指定一个参考压力. 它代表绝对压力数据,所有的相关压力都是基于此而衡量的•参考压力是用于避免四舍五入时产生的错误,也就是说当在一个流体区域内动压的差异与绝对压力的水平可以比较的时候. (实例见下页)relativereference absolute P P P +=在定义计算域时指定在定义边界条件时指定参考压力:边界条件•在结果文件中的压力值不包含静水压的贡献, 所以静水压的数值要在结果加上参考压力的值才是实际压力的值•如果流动是考虑浮力的并且参考压力设置为0Pa,静水压的贡献就会被考虑到结构之中•对于不考虑浮力的流体来说，静水压就不存在•当边界条件和初始条件被指定时，他们的值是相对于参考压力的值，除了当系统变量P 按照绝对压力的形势在CFX表达式中被使用(CEL)多孔区域•利用这个模型可以模拟这样的流动现象，即由于几何形状过于复杂，而无法进行网格划分的情况Images Courtesy of Babcock and Wilcox, USA多孔区域•各向同性损失模型–各向同性动量损失可以用线性或是二次阻力系数来指定，或是通过使用渗透性和损失系数来指定. 这个模型适用于各向同性多孔区域。
《CFD-Post模拟后处理专题课》讲义CFD-CFX模拟结果分析-Ansys-Fluent模拟处理
《CFD-Post 模拟后处理专题课》I 云图 I 矢量图 I 流线图 I 曲线图 I 散点图 l 数据报告 l 瞬态动 l 画高阶功能 lCFD-Post of simulation post-processing course目录CONTENTS软件简介软件启动与界面数据导入与视图操作创 建 位 置网 格 显 示体 渲 染文 本 设 置legend图例设置数据随时间的变化颗粒物Dpm模型流场涡量处理及分析（Q准则）自定义函数变量云图数据显示矢 量 图流线图与轨迹线图曲 线 图创 建 表 格软件自动化CCL基础课程小结课程简介瞬态动画效果展示模 拟 结 果 输 出多模型结果同时显示瞬态模拟动画处理3三维云图3-D 切片等值线图曲 线图网格显示点云显示创 建 线压力云图4模拟效果图展示目录CONTENTS基本操作篇软件实操篇案例操作篇高阶功能简介课程小结论1基础操作篇软件简介功能操作软件实操S e c t i o n 1.1 i n t r o d u c t i o n t o C F D -p o s t s o f t w a r e1.1节 CFD-Post 软件简介8l 软件介绍: CFD-post是一款功能强大的数据分析和可视化处理软件。
l 功能介绍:l 可以处理CFD/CFX 模拟结果显示云图、矢量图、流线图、x-y曲线图、散点图、自动出数据报告、Q准则、l 多种格式的的2-D和3-D面切片和3-D体绘图格式。
会自动输出后处理仿真报告，报告中还会包含网格、边界条件等信息，通量报告和积分计算。
三维云图3-D 切片等值线图曲 线 图9l 多结果对比：多个CFD模拟后处理文件同步对比。
l 渲 染：实现体渲染，高效显示空间分布。
l 函数功能：expression函数功能十分强大，可以自定义函数，自由输出特定模拟结果。
比如能输出压降、温度(速度)耗散等参数，可以配合FLUENT软件进行参数化及优化分析l 动画制作: 直接根据瞬时保存的数据进行动画制作;动画界面逼真。
(完整word版)CFX的流场精确数值模拟教程
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、 CFX数值计算的完整流程二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分2.1 导入几何模型2.2 修整模型2.3 创建实体2.4 创建PRAT2.5 设置全局参数2.6 划分网格2.7 检查网格质量并光顺网格2.8 导出网格－选择求解器2.9 导出网格三、CFX-Pre 设置过程3.1 基本步骤3.2 新建文件3.3 导入网格3.4 定义模拟类型3.5 创建计算域3.6 指定边界条件3.7 建立交界面3.9 定义输出控制3.10 写求解器输入文件3.11 定义运行3.12 计算过程四、 CFX-Post后处理4.1 计算泵的扬程和效率4.2 云图4.3 矢量图4.4 流线图2.1 导入几何模型在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面2.2 修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
CFX培训教材瞬态模拟课件
• 自由面流动 • 冲击波的运动 • 等.
• 详细分析关心的量
• 固有频率 ，如.斯特劳哈尔数(Strouhal Number) • 时均(Time-averaged)和/或 均方根(RMS)值 • 与时间相关的参数 (如. 冷却一个热的固体的时间要求, 污染物的扩散时间) • 谱数据 – 快速傅里叶变换(FFT)
• Tip: 监测一个表达式，在求解器
管理器中将创建一个瞬态记录
PPT学习交流
18
7.输出
• 与稳态输出不同的是，瞬 态输出在每个时间步都包 括
• Courant数信息显示在每 个时间步的开始处
• 通过检测RMS和MAX残差， 确保在时间步结束时达到 收敛
PPT学习交流
19
谢谢
PPT学习交流
20
ANSYS CFX 培训教材 第六节：瞬态模拟
PPT学习交流
1
原因
• 自然界几乎所有流动都是瞬态流动!
• 在以下假设下，可以认为流动是稳态的:
• 忽略非稳态波动
• 采用总/时均方法，忽略流动的波动性 (这也是为什么采用湍流模型模化湍流 的原因)
• 在CFD,首选稳态的计算方法
• 更小的计算代价 • 更易处理和分析
• 拾取关心的变量 • Start和Stop Iteration List：定义收集统计
开始和结束的时间
PPT学习交流
17
6.输出控制
• Monitor Points通常用于稳态模 拟
• Monitor Coefficient Loop
Convergence在时间步内为每个
迭代创建监测记录
• 用于观察关心量在时间步内是否在收敛 • 默认的仅仅显示时间步末的检测值
CFX的流场精确数值模拟教程(2020年九月整理).doc
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、 CFX数值计算的完整流程二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分2.1 导入几何模型2.2 修整模型2.3 创建实体2.4 创建PRAT2.5 设置全局参数2.6 划分网格2.7 检查网格质量并光顺网格2.8 导出网格－选择求解器2.9 导出网格三、CFX-Pre 设置过程3.1 基本步骤3.2 新建文件3.3 导入网格3.4 定义模拟类型3.5 创建计算域3.6 指定边界条件3.7 建立交界面3.9 定义输出控制3.10 写求解器输入文件3.11 定义运行3.12 计算过程四、 CFX-Post后处理4.1 计算泵的扬程和效率4.2 云图4.3 矢量图4.4 流线图2.1 导入几何模型在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面2.2 修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
CFX的流场精确数值模拟教程
CFX的流场精确数值模拟教程1.几何建模：在CFX中进行流场模拟前，需要进行几何建模。
可以使用CFX提供的几何建模工具创建二维或三维几何模型。
几何建模时需要考虑流场的复杂性，确保模型的几何形状与实际情况相符。
2. 网格生成：网格生成是流场模拟的关键步骤之一、CFX提供了多种网格生成工具，如ICEM CFD和Gambit等。
通过这些工具可以生成结构化或非结构化网格。
在生成网格时，需要根据流场的特点进行优化，以确保模拟结果的准确性。
3.材料和边界条件定义：在CFX中，需要为流场模拟定义材料属性和边界条件。
材料属性包括密度、粘度、热传导等参数。
边界条件包括入口条件、出口条件、壁面条件等。
这些参数的准确定义对于模拟结果的准确性至关重要。
4. 数值方法选择：CFX提供了多种数值方法，如有限体积法（Finite Volume Method）和有限元法（Finite Element Method）等。
在选择数值方法时，需要根据流场的特点和模拟需求进行合理选择。
5. 物理模型选择：CFX提供了多种物理模型，如雷诺平均Navier-Stokes方程、湍流模型、热传导模型等。
选择适当的物理模型可以更好地模拟流场的运动和传热。
6.数值求解：在CFX中，流场精确数值模拟的求解可以通过迭代求解的方法实现。
CFX提供了高效的求解器，可以自动选择迭代过程中的合适参数，以加速求解过程。
7.结果分析：CFX提供了丰富的后处理工具，可以对模拟结果进行可视化和分析。
通过这些工具可以对流场的运动和传热等细节进行深入研究。
通过以上步骤，可以在CFX中进行流场的精确数值模拟。
实施时需要注意的是，准确的边界条件和材料属性定义、合适的数值方法和物理模型选择，以及网格的合理生成等。
在进行模拟前，可以进行网格和求解参数的敏感性分析，以确保模拟结果的精确性和可靠性。
同时，可以与实验数据进行比对，验证模拟结果的准确性。
总之，CFX的流场精确数值模拟教程可以分为几何建模、网格生成、材料和边界条件定义、数值方法选择、物理模型选择、数值求解和结果分析等步骤。
CFX 基础教程
• 定义求解参数和输出选项
1-6
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
III. 求解过程
CFX-5 求解器 求解控制方程组
- 监视收敛过程
1-7
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
IV: 后处理
在后处理模块 CFX-Post中分析计算的结果
1-16
边界条件
完全确定问题必须有边界条件 边界条件必须可靠且连续 例如包括:
- 在壁面, 流体速度相对于壁面为零 - 进口总压或速度 - 出口静压或质量流量
1-17
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
CFX-5.7功能简介
稳态/瞬态流动 层流/湍流流动 单相/多相流动 (欧拉多相流，拉格朗日多相流) 不可压流动/可压缩流动 传热/流固共扼传热 浮力驱动流 非牛顿流 多组分流动
1-23
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
空冷换热器
空冷换热器中的速 度矢量和空气温度 分布
1-1
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
径流泵
径流泵叶片表面的 压力分布。 CFX-5的多重参考 坐标系功能在许多 种的旋转机械上都 有应用 。
1-2
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
CFX-5 Solver
---.def ---.res (binary) ---.out (ascii)
CFX 5.7 © 2004 ANSYS Inc.
CFX 5.7文件类型
.cfx –CFX-Pre产生的case文件 .pre – CFX-Pre session 文件 .def – CFX-Pre产生的包括物理问题及网格的定义文件，对求解器 来讲是输入文件。可以用 CFX-Post打开来检查网格。 .res – 求解器产生的结果文件，包括网格、计算结果和 .def 文件 中的其它信息 .out – 求解器产生的文本文件，记录了求解过程。
基于CFX的离心泵全流场数值模拟研究
盖之 间 的前 后 腔 体 的流 体 域 ， 计 算 模 型 巾 对离 心 泵进 出 口做足 够 的延伸 。
２ ． ２ 网格 生成
将 计算域模型 导入 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ Ｃ Ｆ Ｘ前 处 理 软 件 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ— Ｃ Ｆ Ｄ进行 网格 剖分 。 由于 叶轮采 用 扭 曲 叶 片 以 及蜗 壳 结 构 较 为 复 杂 ， 因 而 全局 采 用 适 应性 较强 的四面 体 网格 划分 技 术 ， 并 检 查 网格 质 量 ， 网 格质 量符 合计 算要 求 ， 全 流场计 算模 型 网格 如图 ３
４ ） 在０ ． ８ Ｑ 流 量 况 下 靠 近 隔舌 部 位 的 叶轮
～ 流道 出现 旋 涡 及 低 速 区 ， 随着 计 算 流 量 的 增 大这
栅 彻 螂 晰 粕
（ Ｓ 一 ） ， 解法采用 全隐式多网格耦 合求解技术 ，
壁 面求 解 采 用 Ｓ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｌ ｅ Ｗａ ｌ ｌ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ 。在 迭 代
心泵进行 全流场定 常数 值模拟计算 ， 对 比分 析数值模拟计算 和性 能试验测得 的流量一 扬程 、 流量一效率 及流量一 功， 牢等 特性 曲线 ； 对小 流量 、 设计 流量和大流量 ３ 种＿ ［ 况下 的数值模 拟计算获得 的中间截面流线 的结果进行分 析研 究 ， 揭 示了其
内部 流动的主要特征 ； 同时预测了泵的水力性能 ， 并与性 能试验结果进行 了对 比分析 ， 结果表明数值模拟 计算 预测 趋势 与
２ 数值模拟计算
２ ． １ 模型 建 立
靠、 操作维护方便等特点 ， 目前广泛应用于工农业
生 产 的各 个部 门。鉴 于通 过 实验 手段 测 量获 得 离 心 泵 内流 场 比较 困难 ， 以及 开展 实 验 研 究 需 要 高 额投 入 。与 之 相 反 的是 ： 内流 场 数 值模 拟 不 仅 成 本低 ， 而 且能 快捷 地 实现 多 方 案的分 析 比较 优化 ， 借 助 于后 处理 软 件 ， 还能 获 得离 心泵 外 特性 ， 以及 较 准确 的湍 流 详 实信 息 ， 如 涡量 、 湍动能 、 耗 散 率 等 。数 值 模 拟 已成 为 开 展 离 心 泵 研 究 的重 要 手 段， 并在 近 几 十年 中得 到快 速 发展 ， 离 心泵 内部 流 动 的数 值模 拟 也 从 最 初 的无 粘 性 流 动 ， 发 展 到 现 在 的 考 虑 粘 性 的 全 三 维 粘 性 流 动” ・ － ． 。本 文 采 用 对 泵类 适 用 较 好 的 商 用 软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ — Ｃ Ｆ Ｘ对 离 心
7_CFX-solver
软件界面介绍
工作空间属性设置（控制显示内容和方式） 监控新的数据 版面布置切换 工作窗口罗列 载入版面布置文件 停止正在进行的计算 继续开始计算 存储备份文件 编辑/修改运行题目的参数文件 编辑/修改已运行完毕题目的参数文件 显示均方残差 显示最大残差 关闭工作空间
基本功能 计算过程
定义运行过程（Define Run） 监视计算过程（Monitor） 停止及重启计算过程（Stop & Restart） 完成计算并启动后处理程序
软件界面说明
计算过程
定义运行过程 监视计算过程 停止/重启 启动后处理
计算过程
定义运行过程 监视计算过程 停止/重启 启动后处理
监控动量/质量变量 监控传热变量 监控紊流变量 输出文件
软件界面介绍
链接到Solver Manager 帮助文档
主帮助文档（包含 CFX所有帮助信息）
关于Solver Manager 帮助的使用方法
软件界面介绍
定义题目运行（def文件/初始值文件/串（并）行/高级设置） 监控正在进行的计算过程（batch模式或SolverManager关闭） 显示已计算完成的过程 直接编辑定义文件（有限制地修改部分参数） CFX结果文件转换为其它格式 将计算结果插值到另一题目中 启动CFX-Post，显示题目计算结果 工作空间列表
计算过程
定义运行过程 监视计算过程 停止/重启 启动后处理
计算过程
定义运行过程 监视计算过程 停止/重启 启动后处理
计算过程
定义运行过程 监视计算过程 停止/重启 启动后处理
CFX-Solver
基本功能 计算过程
定义运行过程（Define Run） 监视计算过程（Monitor） 停止及重启计算过程（Stop & Restart） 完成计算并启动后处理程序
基于CFX和Workbench的数值仿真技术
基于CFX和Workbench的数值仿真技术
李丽丹;李声
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2010(036)005
【摘要】为分析超音速风洞中飞行器模型支撑机构工作可靠性,利用Ansys CFX和Workbench软件,研究了此结构的强度和刚度.首先在CFX中进行外流场分析,再将得到的固体表面温度和压力导入Workbench中进行热结构耦合分析,从而实现了流热固耦合仿真分析,得到结构应力和变形.该方法涉及流场、温度场和应力场,可以大大提高数值仿真效率,对于CAE工程分析人员具有很大的借鉴意义.
【总页数】3页(P79-80,83)
【作者】李丽丹;李声
【作者单位】中科院光电技术研究所,四川,成都,610209;中科院光电技术研究所,四川,成都,610209
【正文语种】中文
【中图分类】V249;TP391.9
【相关文献】
1.基于ANSYS ICEM CFD和ICFX数值仿真技术 [J], 许蕾;罗会信
2.基于ANSYS ICEM CFD和CFX数值仿真技术 [J], 许蕾;罗会信
3.基于UG和Ansys-Workbench下的协同仿真技术及实现 [J], 熊运星
4.基于CFX与Workbench耦合的轴流泵的内外特性 [J], 董兴华;郭艳磊;毕祯;黎义斌;程效锐
5.基于CFX的煤矿瓦斯抽采主系统管道泄漏数值模拟 [J], 蔡继涛;张志晶;王杰峰;吕伟;张卫东
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟
随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、CFX数值计算的完整流程
二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分
导入几何模型
修整模型
创建实体
创建PRAT
设置全局参数
划分网格
检查网格质量并光顺网格
导出网格－选择求解器
导出网格
三、CFX-Pre 设置过程
基本步骤
新建文件
导入网格
定义模拟类型
创建计算域
指定边界条件
建立交界面
定义求解控制
定义输出控制
写求解器输入文件
定义运行
计算过程
四、CFX-Post后处理
计算泵的扬程和效率
云图
矢量图
流线图
导入几何模型
在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面
修整模型
单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边，yellow = 单边，red = 双边，blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面
2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
图5 创建实体界面
创建PRAT
创建PART，是为了设置边界时使用，在模型树中，右键点击Part，在出现菜单中选择Create Part。
以此创建各个部件的part，如图6所示。
图6 创建PART界面
设置全局参数
在mesh选项卡中，单击Global Mesh Setup，并设置Max element，如图7所示。
图7 设置全局参数界面
划分网格
对各个部件进行网格划分，单击Compute Mesh图标，选择网格类型和算法，然后划分网格。
具体如图8所示。
图8 网格划分界面
检查网格质量并光顺网格
在Mesh→Edit Mesh界面中，依次单击图9所示图标，检查网格质量并光顺网格。
图9 网格质量检查和光顺
导出网格－选择求解器
网格质量达到要求后，选择Output→Solver Setup，设置如图10所示。
图10 选择求解器界面
导出网格
选择Output，将网格文件保存成.CFX5格式，详细设置如图11所示。
图11 导出网格界面
3 CFX-Pre 设置过程
基本步骤
新建文件→导入网格（Import Mesh）→ 定义模拟类型（Simulation Type）→ 创建计算域（Domain）→ 指定边界条件（Boundary Condition）→ 指定交界面（Domain Interface）→ 给出初始条件（Initial Conditions）→ 定义求解控制（Solver Control）→ 定义输出数据（Output File & Monitor Points）→ 写入定义文件（.def File）并求解。
新建文件
打开CFX-Pre界面，在工具栏中单击“新建文件”，弹出New Case 对话框，选择General，详见图12。
图12 新建文件界面
导入网格
选择File→Import→mesh，弹出Import mesh 对话框，选择相应网格文件即可。
图13 导入网格界面
定义模拟类型
如图14所示，单击Analysis Type 图标，在Option中选择Steady state 或者transient。
图14 定义模拟类型界面
创建计算域
单击domain图标，在弹出的Insert Domain中输入计算域名称，离心泵计算分为4个计算区域。
在Basic Settings中选择材料，参考压力，是否转动，在Fluid Models页面中设置湍流模型和热传递，详见图15。
图15 创建计算域界面
指定边界条件
单击Boundary 图标，选择计算域，在Basic Settings中选择边界类型和位置，在Boundary Details中设置相应物理量值。
离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量出口或者流量进口压力出口。
图16 指定边界条件界面
建立交界面
单击Domain Interface图标，创建交界面，离心泵模拟中有三对交界面，进口和叶轮，叶轮和蜗壳、蜗壳和出口延长段，前两对交界面类型一般选择Frozen Rotor。
详细信息如图17所示。
图17 设置交界面
定义求解控制
单击Sovle Control，在Basic Settings中对差分格式，收敛精度等进行设置。
详见图18。
定义输出控制
单击Output control，可以设置监控点，详见图19，离心泵一般设置进出口压力监测。
图19 输出控制界面
写求解器输入文件
单击Define run 按钮，弹出如图20所示对话框，定义文件名称，单击Save。
启动CFX-Solve。
图20 求解器输入文件界面
定义运行
在Define Run对话中，可以添加初始值文件，单击Start Run，开始计算。
图
21 定义运行界面
计算过程
图22 计算过程界面
4 CFX-Post后处理
当计算收敛后，进行后处理计算外特性和分析流动特性。
计算泵的扬程和效率
选择Calculate→Functio n calculation，计算泵的进出口全压和叶轮的扭矩，带入公示计算泵的扬程和水力效率，如图23所示。
图23 函数计算界面
云图
单击contour图标，绘制云图，在Geometry页面中设置位置和变量。
如图24所示
图24 云图界面
矢量图单击vector图标，绘制矢量图。
如图25所示。
图25 矢量图界面流线图
单击Streamline图标，绘制流线图。
如图26所示。
图26 流线图界面。