ansys_CFX稳态仿真

稳态仿真

流体力学仿真CFD（computational fluid dynamics）可分为稳态仿真（输入量恒定）和瞬态仿真（输入量随时间变化），其中瞬态仿真是在稳态仿真的基础上进行的，稳态仿真为瞬态仿真的初值。这里我们首先进行稳态仿真，具体步骤为：

一、软件启动

1、单击开始---程序---Ansys14.0---Workbench（双击启动）；

2、双击屏幕左侧控制树中的CFX（因为我们的网格由外部导入，所以选择component systems中的cfx），此时在主窗口中显示CFX流程模块。

流程模块

双击控制树中的

cfx

二、CFX-Pre

1、双击流程模块中set up栏，进入CFX的前处理模块；

2、首先导入mesh：左键单击File---Import---Mesh---文件project.cfx5，注意导入时单位为mm。如下图：

单击file

单位选mm

选中cfx5文件，注意文件

类型为ICEM CFD

3、定义血液：（1）控制树中的materials右键单击

---Insert---material，输入名称blood（任定），（2）特性参数material properties设定中equation of state选value，摩尔质量molar mass（1.0千克每摩尔）、密度density （1.1克/立方厘米）；比热容specific heat capacity选项的选择value，比热容specific heat capacity（4000焦耳/千克）；transport properties选择动态粘度dynamic viscosity（选择value），值为0.0004Pa S；（3）单击ok运行。如下图：

特性参数material properties

摩尔质量

比热容

动态粘度

4、定义计算域条件：analysis type默认为稳态不用设定，直接设定default domain。（1）双击控制树中的default domain图标，启动参数设置栏；（2）在基本设定basic settings中，在fluid1的material选择设定好的血液blood，其他值不变；在fluid models中热传递heat transfer （选择 none），湍流形式turbulence（选择稳流laminar）注：稳流与湍流的划分依据雷诺系数（/2000/4000/）；在初始化initialization中选择domain initialization，在velocity type选择cartesian坐标系，并设定xyz坐标为都为0米每秒，静态压选项选择automatic with value相对值 relative pressure定为0帕；（4）单击ok。

basic settings

选择blood

Fluid models

热传递none

类型选择稳流

Fluid models

选cartesian

初值选择0

5、边界条件设定：（1）以设定输入边界为例，右键单

击控制树中的default domain图标---insert---boundary，后输入所要设定的边界名称（任定，如inlet）；（2）在basic settings中的boundary type选择inlet（注：这里的inlet 为系统设定的一种输入端口名称），location设定选取inlet （注：这里为在网格划分时对端口的命名，任定）；（3）在boundary details中选择mass flow rate 数值为

0.00106905kg/s（此值为临床测定）；（4）单击ok完成，这时在inlet端口出现输入单向箭头；

（5）同上依次设定outlet 和wall，注意在outlet设定中boundary type一般选择为opening，在mass and momentum类型选择entrainment设

定数值为49mm Hg。

Boundary details

选择mass flow rate，数值为0.00106905kg/s

在outlet设定中，选择entrainment，数值49 mm Hg

6、计算器参数设置：solution units和output control 如无特殊要求，一般默认，只设置solver control。（1）双击控制树中的solver control；（2）在basic settings中设置中最大步长数max .iteration选择1000步（根据需要），收敛标准中选择残差收敛RMS,其中的residual target定为为1.e-4（注意：此值为经典收敛参数，不建议随意更改），其他一般选择默认；（3）单击ok。

最大计算步数

收敛参数

7、关闭cfx-pre模块；

三、CFX-Solver计算

（1）双击workbench环境solution栏；（2）默认为稳态仿真，可以直接单击start run，开始进行运算；（3）若无出现报错，在运行结束后弹出对话框后，单击ok，退出计算器。

四、CFX-post

双击workbench环境results栏，启动后处理模块。根据需要，结果处理方式有很多种，简单介绍streamline和contour两种方法。

（1）单击工具栏中的streamline图标，命名输出结果名称（任意），后在左侧参数设置栏的geometry设置中，start from为inlet，流线条数#of points可设定为100条；color 设置中range设定为local，单击apply运行。

（2）单击工具栏中的contour图标，任意命名，后在左侧参数设置栏的geometry设置中位置location设定为wall，variable选择压强（查看压强），range设定为local，单击apply运行。

开始设定为inlet

显示条数可定为100

Rage定为local

wall

压强

五、保存退出

在workbench界面保存、退出。