Ansys CFX 专业教程
Ansys 12.0 CFX 官方教程 11A
Training Manual
K n1
where is the shear strain rate
Solver Variable and Expression Name are both accessed via the right mouse button
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Function sin(x) cos(x) tan(x) *** asin(x) acos(x) atan(x) exp(x) loge(x) log10(x) abs(x) sqrt(x) if(test, res1, res2)* min(x,y) **** max(x,y) **** step(x) * Operand’s Dimensions [x] Angle Angle Angle Dimensionless Dimensionless Dimensionless Dimensionless Dimensionless Dimensionless Any Any Any Any Any Dimensionless Operand’s Values Any Any Any -1 x 1 -1 x 1 Any Any 0<x 0<x Any 0 x Any Any Any Any
• Example:
ANSYS, Inc. Proprietary © 2009 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11-2
April 28, 2009 Inventory #002598
CFX Expression Language
CEL Rules
ANSYS CFX 14 0超级学习手册
4.4 ANSYS ICEM CFD实例分析
4.4.1启动ICEM CFD并建立分析项目 4.4.2几何模型导入 4.4.3模型建立 4.4.4生成网格 4.4.5网格检查及编辑 4.4.6网格输出与保存
1
5.1新项目创 建与网格导入
2
5.2库设定
3
5.3计算域设 定
4
5.4边界条件 设定
5
5.5初始条件 设定
5.7输出文件和监 控设定
5.6求解器设定
本章小结
5.1新项目创建与网格导入
5.1.1工程项目新建 5.1.2网格导入 5.1.3项目保存
5.3计算域设定
5.3.1计算域创建 5.3.2计算域设定
5.4边界条件设定
5.4.1插入边界条件 5.4.2边界条件类型
6.1激活求解管理器 6.2模拟计算的定义
13.1多孔介质
13.2催化转换器分 析
13.3多孔介质催化 层分析
本章小结
13.1多孔介质
13.1.1多孔介质定义及特点 13.1.2 CFX多孔介质 13.1.3多孔介质分析流程
目录分析
1
1.1流体力学 基础
2
1.2流体力学 控制方程
3
1.3流体力学 数值计算基础
4 1.4 CFD软件
结构及常用的 CFD软件
5
本章小结
1.1流体力学基础
1.1.1流体及其基本特性 1.1.2流体运动的分类和描述方法
1.2流体力学控制方程
1.2.1物质导数 1.2.2连续性方程 1.2.3 N-S方程
10.4室内温度的计算
10.4.1问题描述 10.4.2分析过程 10.4.3启动WorkBench并建立分析项目 10.4.4导入通风管道网格文件 10.4.5设置计算模型 10.4.6通风管道边界条件设置 10.4.7通风管道输出控制的设定 10.4.8插入监测点 10.4.9通风管道计算求解
CFX培训教材03求解器设置
求解器控制 – 时间步 时间步在CFX的计算中，起 了非常重要的作用
– 如果时间步太大，收敛困难，甚 至会计算失败
– 如果时间步太小，收敛速度将降
低，时间代价较大
求解器控制 – 时间步
对对流项占主导的流动，可以将流体在流体区域的驻留时间作为 时间步
– 最佳时间步：取长度尺度/速度尺度的 1/3 – 对复杂物理现象的流动，超音速流动等等，在开始迭代的几步可能需要较 小的时间步
指定混合格式，指定 b 值(0~1), (即. 介于 无修正到全修正)
– 容易出现超过或者低于实际物理值的结果
b=1.00
High resolution：在整个流体域中，b 值 一直保持最大
– 与物理值基本保持一致
High Resolution Scheme
求解器控制 – 湍流
湍流方程的离散格式默认的为迎风 (Upwind)格式
输出控制– 备份
Backup按钮用于控制求解器是否以及 何时自动的写出备份文件 推荐用于计算时间较长的情况，如出现 断电、网络问题等 选项:
– Standard: 等同于完整的结果文件
– Essential: 允许完全重算
– Smallest: 允许重启求解器，以某计 算结果为初值计算 – Selected Variables: 不推荐
areaAve(Cp)@inlet
–如. 某流体通过出口的质量流:
oil.massFlow()@outlet
在稳态模拟中，可以创建任何关心量的监测 –可以作为判断计算是否收敛的另一个标准： 监测量的值不再改变
求解器控制– 收敛目标
设定守恒目标(Conservation Target)= 设定 全局的非平衡量目标
ANSYS-CFX前处理 数值计算及实例
第5章CFX前处理数值计算及实例本章通过实例详细介绍了CFX进行泵水力部分数值计算的方法。
注意包括网格文件的导入方法、流模型的选择、计算域的定义、边界条件的设定、交界面的设定等CFX前处理的设置方法。
并通过实例讲解设定过程。
5.1 网格文件的导入：1）打开CFX软件。
在【ANSYS19.2】程序里选择【CFX19.2】并单击。
2）打开CFX前处理CFX-Pre 19.2，如图5.1-01所示，单击【CFX-Pre 19.2】。
图 5.1-013）在菜单栏中选择【File】→【New Case】→【General】，单击【OK】。
4）单击【File】→【Import】→【Mesh...】或者直接单击工具箱中图标。
在打开的导入网格对话框中，选择之前设置好的网格文件（主要包括IMP.cfx5、INLET.cfx5、OUTLET.cfx5、VOL.cfx5等四个文件），注意“Mesh Units”里选择“mm”，单击【Open】，将文件导入，如图5.1-02所示。
图 5.1-025.2 定义计算类型：这里需要定义计算类型是定常计算还是非定常计算。
双击左侧模型树上【Analysis Type】选项进入属性编辑，如图5.2-01所示。
如果是定常计算，将【Basic Settings】选择为【Steady State】，单击【OK】按钮，完成计算类型的定义。
注意实例选择定常计算类型。
图 5.2-015.3 定义计算域：首先需要对各个网格文件进行定义。
直接单击工具条上的，弹出对话框，并将对话框进行命名，如图5.3-01所示。
这里需要定义的有叶轮IMPELLER、进口水段INLET、出口水段OUTLET、蜗壳VOLUTE。
其中叶轮域为旋转域，其他为静止域定义方式一致。
图 5.3-011）定义叶轮计算域：单击工具条上的，在对话框里命名为IMPELLER，单击【OK】按钮，左侧控制树弹出选项卡，如图5.3-02所示。
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。
ANSYS流体(CFX)结构(Structure)耦合计算流程
ANSYS流体（CFX）/结构（Structure）耦合计算流程本人最近在学习这方面的知识，对流固耦合问题有了初步的认识，现发在这里，和大家分享，并请求指正！在ANSYS的早期版本，ANSYS与CFX之间的流固耦合计算是单向耦合的，而从ANSYS10.0开始，ANSYS可以和CFX进行双向的流固耦合计算，即对一个包含固体和流体计算域的模型可以分别在ANSYS和CFX中同时进行计算，数据进行时时交换耦合；对于从ANSYS 传来的网格位移，CFX中可以自动进行网格变形。
一般单向耦合适合于结构形状对流体影响不大的情况，而当结构形状对流体影响很显著时就得用双向耦合。
在ANSYS和CFX之间进行流固耦合计算的过程如下：分别在ANSYS中建立结构域模型和在CFX中建立流体域模型，并对结构域模型和流体域模型分别划分有限元网格以及物理定义，之后会在CFX中针对流体域会生成*.def文件，在ANSYS中针对结构域生成*.in文件。
有了这两个文件后，启动ANSYS/CFX，分别指定*.def 文件和*.in文件开始ANSYS和CFX之间的双向耦合计算，在流固耦合计算中，定义流固界面，程序自动进行在流固界面进行平衡迭代，完成稳态和瞬态流固耦合分析。
图片附件: 流程.JPG (2006-4-4 17:53, 62.23 K)上图为流固耦合以及与sysnoise声学软件的耦合解决方案，其中红色框为ansys10.0提供的流固耦合的流程。
下图就是10。
0中进行流固耦合时的启动界面。
分别指定*.in文件和*.def文件，就可以进行双向的流固耦合计算。
程序同时启动ansys和CFX进行计算。
这与以前版本的流固耦合具有非常大的区别。
图片附件: 启动界面.JPG (2006-4-4 18:00, 92.11 K)。
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-Pre1、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 CFD3、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。
[精彩]ansys_cfx稳态仿真
![[精彩]ansys_cfx稳态仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/e5ed490015791711cc7931b765ce050877327547.png)
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-Pre1、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 CFD3、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dynamicviscosity（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。
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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
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• Frozen rotor • Transient rotor stator • Stage • Periodic • None
– Right-click to add or delete interfaces
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• Define rotational speed
– Define number of passages – Define tip clearance if
applicable – For multiple stages, use right
click to:
• Change component order • Automatically align components
– Back – move to the previous page
– Finish – any data that has been entered will be committed, Pre goes into General Mode
– Cancel – close Turbo mode and revert to General Mode
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Turbo Pre and Post
CFX-Pre Turbo Mode
Trainiode
1. Basic Settings – setup axis of rotation and coordinate frame
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Appendix B Turbo Pre and Post
Introduction to CFX
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B-1
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Turbo Pre
• Meshes will remain, data will not
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CFX-Pre Turbo Mode
2. Component Definition – Import meshes (right-click) – Define rotating or stationary
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Turbo Pre and Post
CFX-Pre Turbo Mode
4. Interface Definition – Domain interfaces automatically generated! – Setup/check all Domain Interfaces
• At any time, users can enter turbo mode from the file menu
– Tools > Turbo Mode
• Buttons at bottom to navigate through the wizard:
– Next – move to the next page