CFX的流场精确数值模拟教程
CFX流场分析_域设置_多相设置教程
草泥马的就没有人翻译ANSYS CFX 13.0 的多相流的具体设置方法么？让我手动翻译咩？！！！安世亚太的人都吃咩的？好吧，吐槽结束，我边翻译边学习吧。
对各位和自己有用的话，也不算白忙活。
1、第一个选项卡——basic settings基础设置来一张设置的总图。
两项流的设置在域设置里面。
创建完固体材料后，直接进域创建窗口。
-------------Morphology（形态）对话框Continuous fluid——连续流体Dispersed fluid——分散液Dispersed solid——分散固体Particle transport fluid——粒子运输液体Particle transport solid——粒子运输固体Poly dispersed fluid——波粒分散流体Droplets (phase change)——液滴(相变)===========我做的是沙子和水的仿真，所以用分散固体颗粒就行。
=================Mean diameter——平均直径！==========Minimum volume fraction——最小体积分数我这里没有，就不设置了。
==========Maximum packing——最大粒度。
应该是这麽翻译的。
==========Restitution coefficient——恢复系数这个不知道咋设置，就不设置了。
==========================至此，基础设置已经完成了。
——话说粒子浓度是在后面设置的么？2、第二个选项卡——fluid models流体模型Fluid models——流体模型选项卡Multiphase》homogeneous model——多相》均质模型》自由表面模型------------Heat transfer》homogeneous model——传热》均质模型-------------Turbulence》homogeneous model——湍流》均质模型--------------Combustion——燃烧--------------Thermal radiation——热辐射==========================================3、第三个选项卡——fluid specific models流体特定模型Fluid specific models——流体特定模型Kinetic theory——动力学理论Solid pressure model——固体压力模型Elastic modulus——弹性模量GidaspowSolid bulk viscosity——固体体积粘性Solid shear viscosity——固体剪切粘度====================================4、第四个选项卡——fluid pair models流体对模型Fluid pair——流体对Interphase transfer——相间转移Mass transfer——传质=============5、第五个选项卡——initialization初始化==========================边界条件中的翻译边界细节选项卡Mass and momentum——质量和动量Wall roughness——壁粗糙度==============出口边界选项卡Flow regime——液态——subsonic亚音速Mass and momentum——质量和动量Flow direction——流方向Turbulence——湍流===============混合比例Fluid valuesVolume fraction——体积分数这个不会设置啊不设置的时候会出现下面的错误警告。
基于CFX的离心泵内部流场三维数值模拟
文章编号：1006-8139（2013）02-001-04基于 CFX 的离心泵内部流场三维数值模拟彦 1，2 吴建华 1麻 （1.太原理工大学水利科学与工程学院 山西太原 030024；2.山西水利职业技术学院 山西太原 030027）摘 要：基于三维不可压缩流体的 Ｎ-Ｓ 方程和标准 k -ε 湍流模型，采用隐式修正 SIMPLE 算法，利用 CFX 软 件，对离心泵装置进行全流场三维数值模拟，共计算额定转速下 30～80 m 3/h 流量范围内 8 个工况点。
对比分析小流量 工况、设计工况和大流量工况下泵装置流态和压力分布，并分析叶片表面静压，揭示内部流动规律，所得结果对预测水力 性能，提高水泵效率及进一步结构优化具有重要的参考价值。
关键词：离心泵；叶片；内流场；数值模拟；CFX中图分类号：TV131 文献标识码：AThree-Dimensional Numerical Simulation of Internal Flow Field in Centrifugal Pump Based on CFXMA Yan ，WU Ji an-huaAbstract: Base d on thr ee -dimension N -S equations and the standard k -ε Turbulence model, adopting SIMPLE algor i thm, thi s paper simulates the whole flow domain in Pum p System by using CFX. The flow regime and the distribution of pressure in the pump are i nvestigated contrastively under these conditions: the small flow r ate condition, the design condition and the flow big rate condition based on the calculat i on of different operating conditions with the flow rates ran ge 30～80 m 3/h at the rated rotating speed, and analyz i ng blade pressure to find out the law of the inner flow of the centr i fugal pump. The result provides theoretical foundat i on for forecasting hydraulic performance and optim i zing centr i fugal pump structur e.key words: centr i fugal pump ；blade ；i nternal flow fi eld ；numer i cal simulation ；CFX离心泵因其流量小、扬程高、安装检修方便等特点在工、农业生产中有着广泛应用。
基于CFX的涡轮叶片流场及温度场的数值模拟
ｔ ｕｒ ｂｉ ｎｅ ｂｌ ａ ｄｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＣＦＸ Ｃ Ａ ０ Ｈｕ ｉ － ｌ ｉ ｎ ｇ，ＯＵ ｉｎ ｆ － ｐｉ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｗ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ Ａ Ｕ Ｃ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ３ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｉ ｓ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｕ ｓ ｅ ｆ ｕ ｌ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｍｕ ｈ ｉ － ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ
计算 机软件进行数值模 拟成为进行科学研究 的重要
手段 之 一 。
发 的第一个 通 过 Ｉ Ｓ Ｏ ９ ０ ０ １ 质 量认 证 的商业 软件 。其前 处理 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ Ｃ Ｆ Ｄ模块 在 生成 网格 时 ， 可对 边界层 网格 、
剧 烈 变 化 的流 场 区域 进 行加 密 处理 ， 极 大地 提 高 了数
ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｕ ｒ ｂｉ ｎｅ ． Ｔｈｅ ｌｏ ｆ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏ ｆ ｔ ｕ ｒ ｂｉ ｎｅ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄｉ ｅ ｄ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ３－Ｄ ｎ ｕｍｅ ｎｃ Ｍ ｓ ｉ －
基于CFX的地铁车头外流场数值模拟
第10卷第4期2010年12月南京工业职业技术学院学报Jour nal o fNan ji n g Institute o f I ndustry Techno logyV o.l 10,N o .4D ec .,2010收稿日期:2010 08 23作者简介:周立(1979 ),女,江苏泰兴人,南京工业职业技术学院讲师,工学硕士,研究方向:车辆工程。
基于CFX 的地铁车头外流场数值模拟周 立,张书慧(南京工业职业技术学院 机械工程学院,江苏 南京 210046)摘 要:提出了地铁列车车头外流场的计算模型,并运用列车空气动力学原理借助流体分析软件CFX 对计算模型进行了仿真计算,根据计算结果分析比较了各模型的外流场、压力场的分布,得出了具有良好气动性能的车头外形设计参数,为地铁列车外形设计提供了理论基础。
关键词:地铁列车;外流场;数值仿真;气动性能中图分类号:U 260.11+6 文献标识码:A 文章编号:1671 4644(2010)04 0024 04 一直以来,地铁车头的造型多采用造型简单的 四方 钝头型设计[1 2]。
但是,地铁作为在城市中运行的交通工具,及空气阻力对地铁运行速度的影响都与地铁车头的流线型程度有关,因此,有必要对地铁车体进行气动性能分析以优化其车体外形,减少空气阻力、气动噪声等对地铁及城市环境的影响。
数值模拟是目前研究列车气动性能的一种重要手段,国外在这方面已发展较为成熟,开发出了多种商用流体力学计算软件,我国在这一方面才刚刚起步[3 5]。
本文根据列车车辆气动设计指标及我国地铁B 型车车辆限界标准[6],结合地铁列车的运行特点,提出四种地铁列车模型,运用流体力学数值计算软件CFX 对这四个模型进行仿真计算,考察各车头外形轮廓参数对地铁列车气动性能的影响,以确定最佳外形轮廓参数。
1 计算模型1.1 车头模型本文考察的是列车车头的气动性能,因此省去带受电弓的动车采用两拖车直接连挂的简化方式,同时忽略车底转向架、车头灯、门把手、窗户等外部设备及细部特征。
cfx数值模拟教程kobesu
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。
CFX的流场精确数值模拟教程
基于C F X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3.8 定义求解控制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。
离心泵CFX流场分析教程
Introduction to CFX
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
WS5-1
April 28, 2009 Inventory #002599
3. Start CFX-Pre by double clicking Setup
4. When CFX-Pre opens, import the mesh by right-clicking on Mesh and selecting Import Mesh > ICEM CFD
5. Browse to pump.cfx5
Due to rotational periodicity a single blade passage will be modeled.
The initial flow-field will be solved without cavitation. It will be turned on later.
5. Switch to the Boundary Details tab
6. Specify Mass and Momentum using Entrainment, and enter a Relative Pressure of 600,000 [Pa]
7. Enable the Pressure Option and set it to Opening Pressure
WS5: Cavitating Centrifugal Pump
Inlet Boundary Condition
基于ANSYS CFX旋涡泵的数值模拟
不 同形状 的叶轮 ，通过 Ａ ＮＳ ＹＳ Ｃ Ｆ Ｘ对流 动区域进行 网格划分 ， 采 用基 于雷诺时均方程 的 Ｒ ＮＧ缸ｓ 湍流模型对不同叶片 形状 的旋涡泵 内部流 场进行 了数值模拟 。研究分析 了旋涡泵 内部压力场和速度场 的分布情况 ，提出了采 用全 圆弧转 弯叶
轮 的旋涡泵 效率比较高的观点 ，对优化旋涡泵 结构有一定的参考价值 。
轮 尺 寸不变 的前提 下 ，通过 改变 叶轮 叶片 的形状
（ 见图 ２ ） ， 来研 究其流 场 的 内部流 动和性 能 的变化
情 况 ，从 而找 到一 种相 对 更佳 的 叶片形 状来 改善
该 旋涡 泵 的性 能，提 高该 旋涡 泵 的效率 。
３ ． ２ ５
厂
—
ＡＥ Ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ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
４ ． ２ ５
旋转方向
Ｉ
Ｉ 、 ｌ
／
。
景 中的 Ｃ Ｆ Ｘ 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 Ｃ Ｆ Ｄ 技 术
陈瑞 光 （ １ ９ ７ ６ －） ， 男 ，工 程师 ，研 究 方 向：水 泵 设计 。
机 电技术
＝ ｐ ｇ Ｑ Ｈ／ （ Ｍｏ ￣ ）
２ ０ １ ３ 年１ Ｏ 月
式中 ，Ｃ Ｏ为叶轮 旋转 角速 度 ，ｃ ｏ ＝ ２ ｎ ｎ ／ ６ ０ ； Ｍ 为 叶 轮转矩， 当模拟 收敛 完成 后 可直接 由 Ａ ＮＳ ＹＳ Ｃ Ｆ Ｘ 中读 取 ；Ｐ 为清 水密 度 ，ｐ ＝ ９ ９ ８ ｋ ｇ ／ ｍ３ ；ｇ为重 力
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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→Function 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。