FLOW-3D水利工程详细案例教程

初始条件--Initial
①展开Initial的Global，设置pressure： Hydrostatic pressure in Z； ②fluid Initialization：Use fluid elevation； ③Initial fluid elevation：10。
添加初始水位
单位系统和时间控制--General
物理模型--Physics
流体材料--Fluids
运动属性--Moving object
①
② ③ ④
①展开component2的 component properties； ②设置type of moving object为 Prescribed motion； ③单击moving object properties右边的Edit，弹出对 话框； ④设置运动速度：z velocity： 0.05。
单位系统与时间控制--General
物理模型--Physics
流体材料--Fluids
② ① ①单击Fluid1； ②单击第一排菜单栏的 Materials，单击Fluids Database...，弹出对话框； ③选中66号流体water； ④单击Load fluid 1。 ③ ④
边界条件--Boundary
案例4 开闸放水
建模--Geometry
建模 subcomponent1到3属于component1 subcomponent4属于component2
①subcomponent1
①subcomponent2
②subcomponent4 ①subcomponent3
网格划分--Mesh
①新建mesh block1； ②右键mesh block1，单击 adjust mesh block: ③X -0.5 1.5 ④Y 0 1 ⑤Z 0 2 ⑥size of cells：0.02
① ③ ①单击BC按钮； ②Mesh block1的x Min右边的按 钮（默认为S），弹出对话框； ③选择边界条件Specified pressure，设置Fluid fraction：1 （表示fluid1，0表示void或者 fluid2），Fluid elevation：0.6 （设置坐标值），Pressure：0； ④单击OK。其余设置为Wall。
网格划分
①右键Mesh-Cartesian，单击 Add a mesh block,产生Mesh block 1; ②右键Mesh block 1，单击 Adjust mesh block，设置: X direction 0 3 Y direction 0 1 Z direction 0 1 ③右键Mesh block 1，单击Auto mesh...，设置size：0.05。
初始条件--Initial
① ①展开Global，设置初始水位 0.5； ②添加流体区add fluid region， 设置limiter： x high：0，z high：1.5； ②
输出设置--Output
数值选项--Numerics
案例5 泥沙冲刷
建模--Geometry
①component1包含subcomponent1和 subcomponent2； ②component2包含subcomponent3； ③component3是沉积的泥沙，包含 subcomponent4，component type：packed sediment。
④
⑤
①同理，建立Mesh block3; ②右键Mesh block 3，单击 Adjust mesh block，设置: X direction 3 8 Y direction 3 4 Z direction 0 1 ③右键Mesh block 3，单击 Auto mesh...，设置size： 0.05。 ④由于网格不对齐，右键X direction，单击Add，弹出 对话框。 ⑤输入New mesh plane：4， 单击OK； ⑥边界网格由不对齐变为对 齐。
①
②
①单击Analyze，弹出对话 框； ②选中flsgrf.exercise_1，结 果文件为前缀名flsgrf，单击 OK；
查看结果--Analyze
②
③ ① ④ ①选择数据格式 restart or Selected； ②选择显示变量； ③选择时间段； ④选择solid volume； ⑤勾选所有的网格； ⑥单击render。 ⑥
②
④
边界条件--Boundary
①Mesh block2全为wall，即w。
边界条件--Boundary
①单击Mesh block2的X Max右边的按 钮，弹出对话框； ②选择Specified pressure，设置fluid fraction：1，fluid elevation：0.5， pressure：0； ③单击OK； ④其余为wall。
初始条件--Initial
④ ①
③
② ⑤
①展开Initial的Global； ②设置pressure为Hydrostatic pressure in Z； ③设置Fluid initialization为Use fluid elevation； 设置initial fluid elevation：0.5。 ④ 单击眼睛按钮（favor查看），弹出对话框； ⑤勾选fluid1，单击render，就可以看到初初始 的液面。
案例3 大坝泄流
上游水深＝85m 下游水深＝10m
建模-Geometry
① ②
③ ①在Meshing & Geometry菜单下； ②单击STL按钮，弹出对话框； ③单击Add，找到路径下面的 dam.stl； ④单击OK。 ③ ④
网格划分--Mesh
单位系统与时间控制--Geometry
物理模型--Physics
Flow-3D水利上机培训教程
上海飞熠软件技术有限公司
标准的分析流程
Meshing & Geometry 研究对象图档导入 建立网格 General Physics Fluids Meshing&Geometry 选择单位系统 选择物理模型 选择流体材料 建立边界条件 给定初始条件 Preprocess Simulation Run Simulation Analyze + Display 预处理 计算 查看结果
边界条件--Boundary
①X Min：pressure，fluid fraction：1，fluid elevation： 1.5；pressure：0； ②X Max：pressure，fluid fraction：1，fluid elevation： 0.5，pressure：0； ③Z Min：wall ④Z Max：pressure，fluid fraction：10，pressure：0；
① ③ ①右键Initial，选择Add a fluid region，产生 fluid region1； ②设置limiters，X High：0，Z High：85， fraction of fluid：1； ③可以用眼睛按钮Favor查看水位
②
输出设置--Output
数值选项--Numerics
④ ⑤
新建模拟文档Simulation
⑥ ① ⑤ ② ⑤
③
1. ④
①右键Hydraulics，弹出菜单； ②选择Add New Simulation…，弹 出对话框 ③输入Simulation名字exercise 1； ④选上前面的勾√，单击OK； ⑤工作目录Hydraulics下面显示模 拟文档exercise 1，文件为 Prepin.exercise_1，前缀名prepin。 ⑥ 单击exercise 1，Navigator右边 Model Setup被激活。
输出设置--Output
③ ① ②
①设置restart data的间隔时间：1； ②勾选Hydraulic data； ③设置Selected data interval：0.5，同时勾 选fluid velocity，Hydraulic data，pressure。
数值选项--Numerics
计算--simulate
① ③ ②
①计算界面； ②Pause表示暂停，Resume表示继续计算， terminate表示中断计算； ④ ③Warning & Errors里面有提醒和出错信 息； ④active cell表示有效网格，为flow-3D的计 算网格，决定所需要的物理内存。
查看结果--Analyze
初始条件--Initial
subcomponent1
subcomponent2
subcomponent3
subcomponent4
Component3泥沙属性设置
网格划分--Mesh
单位系统和时间控制--General
物理模型--Physics
sediment设置
流体材料--Fluids
边界条件--Boundary
⑤
Biblioteka Baidu
修改边界条件--Boundary
①选中Mesh block1的X Min，修改p为wave； ②弹出对话框，选中Wave，设置fluid elevation为 0.5，； ③选中stokes，弹出对话框具体设置见下页； ④其余边界条件不变。
Stokes wave
①设置Wave height：0.1； ②设置Mean fluid depth：0.5，这里不 是坐标，是高度值； ③设置周期Wave period：1。
案例1 渠道流动情况
前期准备工作
设置工作目录路径

①单击Preference，弹出 下拉菜单； ②选择Default Workspace Location…，弹出对话 框； ③设置文件夹保存路径， 如E:\flowfiles\； ④单击OK；
④
新建工作文件夹Workspace
⑥ ① ② ③ ①新建Hydraulics文件夹， Navigator菜单，在Portfolio 右键空白区域，弹出菜单； ②选择new Workspace，弹 出对话框； ③输入Workspace文件夹名 字Hydraulics； ④选上前面的勾√； ⑤单击OK； ⑥Portfolio下面显示 Hydraulics。
⑥ ④
⑤
①同理，建立Mesh block 2; ②右键Mesh block 2，单击 Adjust mesh block，设置: X direction 3 4 Y direction 0 3 Z direction 0 1 ③右键Mesh block 1，单击 Auto mesh...，设置size： 0.06。 ④由于网格不对齐，右键Y direction，单击Add，弹出 对话框。 ⑤输入New mesh plane：1， 单击OK； ⑥边界网格由不对齐变为对 齐。
①用户可以选择步长的控制方法，对于初学 者，建议使用Stability and covergence和 Stability，步长会自适应； ②设置Initial time step：0.01； ③设置Minimum time step：1e-7。
计算--simulate
② ①
①回到Navigator，选中exercise1； ②单击第一排菜单simulate的Run simulation；
⑤
显示结果--Display
案例2 波浪运动
新建Simulation--拷贝复制
① ⑥ ② ④ ③ ①选中exercise1，右键弹出对话框； ②选中Add Simulation Copy...，弹出对 话框； ③输入exercise2； ④如果下面还有stl等文件也要勾选上； ⑤单击OK； ⑥exercise1下面显示exercise2。
流体材料--Fluids
边界条件--Boundary
①Z Min：wall； ②Z Max：Pressure，fluid fraction：0（表示空 气），pressure：0； ③X Min：pressure，fluid fraction：1，fluid elevation：85，pressure：0； ④X Max：pressure，fluid fraction：1，fluid elevation：10，pressure：0。