CFX培训教材09CEL语言
ANSYS CFX培训教材ANSYS CFX
第九节：CEL语言
安世亚太科技（北京）有限公司
CEL
CEL -CFX Expression Language
允许使用者在CFX Pre和CFD Post中创建方程(可以是求解变量/系统变量
–CFX-Pre CFD-Post
的函数)
例如:
CEL 规则
语法规则与通常的算术相同:
+(加) -(减去)*(乘) /(除)^(求幂)
变量和表达式区分大小写(如: t 和T)
对于加和减运算，表达式必须在量纲上致(例如: 1.0 [mm] + 0.45 [yds] O K)对于加和减运算表达式必须在量纲上一致:10[mm]+045[yds]
–不能出现量纲不一致的情况
:a^(1/2)+10^05
可以采用分数和十进制数的求幂(例如: a^(1/2) + 1.0^0.5)
无需说明表达式单位–是表达式计算的结果(例如: a [kg m^-3] * b [m s^-1]计算的单位结果是[kg m^-2 s^-1]
一些常量在表达式中也是可以使用的:
– e Constant: 2.7182818
–g 重力加速度: 9.806 [m s^-2]
–pi Constant: 3.1415927
–R 通用气体常数: 8314.5 [m^2 s^-2 K^-1]
内部函数
一些数学函数和算子也可以在CEL中使用
–用户定制的函数可以通过使用Fortran语言创建
Function Operand’s Dimensions [x]Operand’s Values Result’s Dimensions
sin(x) Angle Any Dimensionless
cos(x) Angle Any Dimensionless
tan(x) ***Angle Any Dimensionless
≤ x ≤ 1Angle
asin(x) Dimensionless -1
≤ x ≤ 1 Angle
acos(x) Dimensionless -1
atan(x) Dimensionless Any Angle
()y g
exp(x) Dimensionless Any Dimensionless
x Dimensionless
<
loge(x) Dimensionless 0
<
x Dimensionless
log10(x) Dimensionless 0
abs(x) Any Any [x]
sqrt(x) Any 0 ≤ x [x]0.5
sqrt(x)Any0x[x]^05
if(test, res1, res2)*Any Any Any (res1 and res2 must have the same dimensions) min(x,y) **** Any Any [x]
max(x,y) **** Any Any [x]
step(x) * Dimensionless Any Dimensionless
*if函数包含一个test, 和两个输出结果。当test为true是时，返回第一个输出结果res1. 如果test为false, 返回res2. 如(x>1[m], 1, 0), 当x大于1 [m]的时候，设置体分数为1，如果x小于1[m]，设置体分数为0，如果x=1，结果为(res1+res2)/2
**当x为负数时，step(x)=0；x为正时，step(x)= 1；x=0时，step(x)= 0.5
*** note that tan(x) is undefined for nπ/2 where n=1, 3, 5 .. .
(),,
**** both x and y must have the same dimensions.
求解变量
表达式中可以包含求解器变量x Direction 1 in Reference Coordinate Frame Direction 2in Reference Coordinate Frame 下列为部分可用的系统变量:
–当创建表达式时，右键点击显示所有系统变量列表
y Direction 2 in Reference Coordinate Frame z Direction 3 in Reference Coordinate Frame r Radial spatial location, r = (x^2+y^2)^0.5theta Angle, arctan(y/x)t Time
Velocity in the x coordinate direction u Velocity in the x coordinate direction v Velocity in the y coordinate direction w Velocity in the z coordinate direction p (absolute) Pressure ke Turbulent kinetic energy 与物理模型有关ed Turbulent eddy dissipation T Temperature sstrnr Shear strain rate density Density
rNoDim Non-dimensional radius (rotating frame only), 有些情
况下变量不可用–例如.需要利用T 求解热传递
(g y)viscosity Dynamic Viscosity
Cp Specific Heat Capacity at Constant Pressure cond Thermal Conductivity AV name Additional Variable name Mass Fraction mf
Mass Fraction
添加更多的表达式(在CFD-Post中有
类似的方法)
在定义窗口点击右键
，可以添加变量，常
数，函数，位置和创建好的表达式
创建一个可变粘度
粘性剪切流体的粘度
这里–粘性剪切流体的粘度：1
?=n K γ
μ这里，
γ代表剪切应力率单击鼠标右键选择系统变量/表达式
表达式还可以直接输入
使用“if”功能
在–头19个迭代步设置入口温度为300K ，在20个迭代步以后入口温度升为320K
求通过鼠标右键选择解器变量
Note: 在21st 迭代进口温度
320K
为320 K
用户函数
可以自定义1-D 的线插值函数或3-D 的空间插值函数
导入数据
点或手动
添加数据
例如: 设置时间步(timestep)随着
迭代次数的变化而变化，如
如
迭代数无量纲
Timestep量纲为妙
“s”
继续...
例如: 设置时间步(timestep)随着迭代次数的变化而变化，如
在表达式中可以通过积分评估某处的变量
–例如:
–在某等值面上计算面积平均的定压比热容: areaAve(Cp)@iso1
–某种流体通过某位置的质量流: oil.massFlow()@slice1
CFX P CFD P t中都可用
CFX-Pre 和CFD-Post中，都可用
–CFX-Pre中使用更为严格
?例如. 函数的参数必须是变量，而不能是表达式
函数的参数必须是变量而不能是表达式
“@
–某边界条件名字, 某domain名字, 某监测点名字等.
对通常的网格区域“@REGION:
相/组分可通过下面方式选取:
[
有些功能允许x, y 或z 算符:
–area_x()@boundary 在x方向上的面积投影
area x()@boundary
–force_z()@wall 在wall上的作用力的z方向分量
–详见帮助文档
这些功能也可在不同的坐标系下实现:
–force_z_MyCoord()@wall 在坐标系“MyCoord” 下，在wall上作用力的z方向分量 每个函数需要或者0个或者1个自变量
–areaAve需要1个自变量: areaAve(Temperature)@Wall
–massFlow不需要自变量: massFlow()@Inlet
返回值的单位取决于自变量的单位
值单度单–areaAve(Temperature)@Wall 返回值的单位为温度的单位
下列为部分函数列表
–完整列表见帮助
完列表见帮助
–创建表达式时，点击右键会显示大多数函数
F ti N d S t
Function Name and Syntax
area( )@
interface.
Any 2D region (e.g., boundary
or interface)
Th(i d)t f th
Operation Valid
area_x( )@
normal area vector in the local
x, y or z direction.Any 2D region (e.g., a
boundary or interface)
areaAve()@
on a boundary.
Any 2D region (e.g., a
boundary or interface)
areaInt()@
on a boundary.
Any 2D region (e.g., a
boundary or interface)
ave()@
within a domain or subdomain.
Any 3D region (e.g., domain or
subdomain)
The magnitude of the force
[
g
vector on a boundary.Any 2D region (e.g., a wall)
Function Name and Syntax
Valid
[
The (signed) component of the force v ector in the local x, y or z direction.Any 2D region (e.g., a wall)
Similar to the subdomain
Any 2D or 3D named sub-region of the physical location inside()@
Similar to the subdomain v ariable, but allows a specific 2D or 3D location to be giv en.region of the physical location on which the expression is ev aluated.The total mass within a domain or subdomain. This is fluid Any 3D region (e.g., domain or mass()@
dependent.
y g (g
subdomain)massAv e(
Mass-weighted av erage of
The mass-weighted integration of
Any fluid surfaces (e.g., Inlets, Outlets Openings and fluid [
[
Outlets, Openings and fluid-fluid interfaces)@
Function Name and Syntax
Valid
[
Absolute mass flow weighted av erage of
Any fluid surfaces (e.g., Inlets, Outlets, Openings and fluid-fluid interfaces)
[
Any fluid surfaces (e.g., Inlets, Outlets, Openings and fluid-[]()@
g g of
Maximum Value of
minVal(
Minimum Value of
Returns the v alue of the
specified v ariable on the Any point object (e.g., a Source Point or Cartesian probe(
rmsAv e(
Sum of
一些有用的函数
inside()函数，当在指定位置之内时返回值为1，当位于指定位置之外时，返回值为0
之外时回值为
–用于限定函数的范围，如subdomain或边界(boundary)
step() 函数，当变量为正时返回值为1，变量值为负时返回值是0–开关函数
–if()函数也能作为开关函数
areaAve() 和massFlowAve() 用于评估某一位置的平均量
()是加权平均用于非流动量的边界,例如出处压力–areaAve() 是一加权平均. 用于“非流动量”的wall, .出口处压力，wall上的温度
–massFlowAve()是对局部质量流的加权平均. 通常用于评估流动量，
通常用于评估“流动量”
例如出口处的温度.
谢谢https://www.360docs.net/doc/ca3334888.html,