CFX流体动力学模拟软件
CFX1303计算域及边界条件设置
指导实际应用
基于模拟结果，可以预测实际应 用中的流体流动特性，为工程设 计和运行提供重要的参考依据。
对未来工作的展望
拓展应用领域
将CFX1303计算域及边界条件设置方法应用于更广泛的领域，如生物 医学、环境科学等，以满足不同领域的流体流动模拟需求。
改进算法和模型
针对现有算法和模型的不足，开展深入研究，提高模拟效率和准确性， 为实际工程提供更加可靠的支撑。
壁面边界条件
根据实际问题，选择适当的壁面边界条件，如无 滑移壁面、绝热壁面或周期性壁面等。
05
结论
计算域及边界条件设置的意义
准确模拟流体流动
合理的计算域及边界条件设置能 够确保模拟的流体流动与实际流 动情况相符合，从而提高模拟结 果的准确性和可靠性。
优化设计
通过模拟不同条件下的流体流动， 有助于发现潜在的设计问题，并 优化设计方案，降低实验成本和 风险。
用户自定义
允许用户根据需要自定义边界条件，以满足 特定问题的需求。
边界条件的验证
理论验证
通过与已知的理论解进行对比，验证边界条件 的正确性。
实验验证
通过与实验结果进行对比，验证边界条件的准 确性和可靠性。
软件自带的验证工具
使用软件自带的验证工具，对边界条件进行校验和调试。
04
实例分析
实例选择与准备
02
计算域设置
计算域的选择
01
确定计算域范围
根据问题需求，选择合适的计算 域范围，确保能够包含所有需要 模拟的物理现象。
02
考虑计算精度
选择合适的计算域大小，以在满 足精度要求的同时，减小计算量 和计算时间。
03
避免奇异性和边界 效应
选择合适的计算域，以避免奇异 性和边界效应对模拟结果的影响。
主流CAE流体动力学分析软件
主流CAE流体动力学分析软件主流CAE流体动力学分析软件CFD（计算流体动力学）作为CAE 的重要分支，是通过数值方法来描述流体的运动状态，包含流动、传热、化学反应以及流体和固体之间的相互作用等。
CFD 描述质量传输、动量传输和能量传输三种过程，并通过数值方法在一个控制体内将这三种守恒的数学方程通过数值方法来进行求解，获取丰富的流场信息。
接下来将介绍一些主流的CAE流体动力学分析软件。
1、Abaqus公司介绍：达索系统作为一家为全球客户提供3DEXPERIENCE解决方案的领导者，为企业和客户提供虚拟空间以模拟可持续创新。
其全球领先的解决方案改变了产品在设计、生产和技术支持上的方式。
达索系统的协作解决方案更是推动了社会创新，扩大了通过虚拟世界来改善真实世界的可能性。
达索系统为140多个国家超过20万个不同行业、不同规模的客户带来价值。
产品介绍：Abaqus 统一FEA产品套件为涵盖大范围工业应用程序的常规和复杂工程问题提供强大且完整的解决方案。
在自动化行业中，工程工作团队能够通过常见模型数据结构和集成式解决技术考虑车辆满载、动态振动、多体系统、影响/碰撞、非线性静态、热耦合和声振耦合。
Abaqus 统一 FEA 整合期流程和工具可以降低成本、提高效率并获得竞争优势。
评价：就中国市场而言，为后起之秀。
其在非线性问题的求解方面比较占优势，计算和收敛的速度也快。
2、ANSYS Fluent公司介绍：ANSYS公司成立于1970年，目前雇员人数近3000人，其中大部分是有限元分析、计算流体动力学、电子、半导体、嵌入式软件和设计优化等领域的专家硕士和博士工程师。
ANSYS的杰出员工热衷于推进世界一流的仿真技术，让客户能够将他们的设计理念以更低成本、更快地转化为成功的创新产品。
产品介绍：Fluent是计算流体动力学（CFD）软件工具，能够更深入更快速地优化自己的产品性能。
Fluent内含经充分验证过的物理建模功能，能为广泛的CFD和多物理场应用提供快速、精确的结果。
CFX软件介绍
CFX软件介绍ANSYS CFX——流体动⼒学分析技术的开拓者产品关键字精确的数值⽅法快速稳健的求解技术丰富的物理模型旋转机械流动分析的专有特征先进的⽹格剖分技术发展历史CFX 是全球第⼀个通过ISO9001 质量认证的⼤型商业CFD 软件，是英国AEATechnology 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，诞⽣在⼯业应⽤背景中的CFX 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CFD 技术的不断发展。
⽬前，CFX 已经遍及航空航天、旋转机械、能源、⽯油化⼯、机械制造、汽车、⽣物技术、⽔处理、⽕灾安全、冶⾦、环保等领域，为其在全球6000 多个⽤户解决了⼤量的实际问题。
回顾CFX 发展的重要⾥程，总是伴随着她对⾰命性的CFD 新技术的研发和应⽤。
1995年，CFX收购了旋转机械领域著名的加拿⼤ASC公司，推出了专业的旋转机械设计与分析模块－CFX-Tascflow ，CFX-Tascflow ⼀直占据着90% 以上的旋转机械CFD 市场份额。
同年，CFX 成功突破了 CFD 领域的在算法上的⼜⼀⼤技术障碍，推出了全隐式多⽹格耦合算法，该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度，成为CFD 技术发展的重要⾥程碑。
CFX⼀直和许多⼯业和⼤型研究项⽬保持着⼴泛的合作，这种合作确保了CFX 能够紧密结合⼯业应⽤的需要，同时也使得CFX 可以及时加⼊最先进的物理模型和数值算法。
作为CFX 的前处理器，ICEM CFD 优质的⽹格技术进⼀步确保 CFX 的模拟结果精确⽽可靠。
2003年，CFX 加⼊了全球最⼤的 CAE 仿真软件ANSYS 的⼤家庭中。
我们的⽤户将会得到包括从固体⼒学、流体⼒学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决⽅案。
CFX 将永远和我们的⽤户伙伴⼀起，⽤最先进的技术⼿段，不断揭开我们⾝边真实物理世界的神秘⾯纱。
Flownex软件介绍
模型部署功能
云服务部署
Flownex提供云服务部署方式，客户无需额外采购 服务器等硬件设备。
配置管理
提供可视化配置管理界面，支持灵活配置监控任务 和告警策略。
多租户管理
支持多租户管理，不同租户间数据相互隔离，保证 数据安全性。
模型优化功能
性能优化
针对海量数据处理，Flownex采用分布式计算架构，提 高数据处理速度。
Flownex软件具备强大的后处理功能，可 以帮助用户对模拟结果进行详细的分析和 评估。
产品特点与优势
产品优势
高精度计算：Flownex软件采用精确的数值方法进行计算，能够提供高 精度的模拟结果。
高效率：Flownex软件具备高效的计算能力和数据处理能力，可以快速 完成大规模的流体动力学模拟。
产品特点与优势
航空航天领域：Flownex软件被广泛应用于飞机、火箭 等高速流动设备的空气动力学设计和优化中。
能源环境领域：Flownex软件可用于风力发电、流体机 械等领域的流体动力学模拟和优化设计。
产品应用场景
汽车交通领域：Flownex软件可以帮助汽车制造商进行 车辆的流体动力学优化，提高车辆的空气动力性能和燃 油效率。
减少人力成本
Flownex软件可以替代部分人力工作，降低人 力成本。
减少硬件成本
Flownex软件对硬件要求较低，可以降低硬件 成本。
减少时间成本
Flownex软件可以快速处理数据和模型，减少时间成本。
提升模型精度
01
02
03
高精度建模
Flownex软件采用高精度建模技术， 可以获得更精确的模型结果。
05
Flownex软件的优势和价值
提高工作效率
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。
CFD—计算流体动力学软件介绍
CFD 流体动力学软件介绍CFD—计算流体动力学，因历史原因，国内一直称之为计算流体力学。
其结构为：提出问题—流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多相流；可压、不可压等等），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）分析问题—建模—N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。
解决问题—差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。
成果说明—形成文字，提交报告，赚取应得的回报。
CFD实现过程：1.建模——物理空间到计算空间的映射。
主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。
一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。
相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。
可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！三维：CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。
本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。
有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！UG：总觉得EDS脑袋进水了，收了I-deas这么久了，也才发布个几百M的UG NX 2.0，还被大家争论来争论去说它如何的不好用！其实，软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。
按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I－DEAS更是如虎添翼。
现在关键是看市场了。
Solidworks：这哥们讲的是实用主义，中端CAD软件它绝对是老大，Solidedge 功能是不比它差，但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十几倍，接口也比SE多很多，要是你，你会选哪个？Autodesk Inventor也只能算是中端软件，目前说来，我是处于观望态度，看发展再决定。
cfx非定常计算后处理
cfx非定常计算后处理CFX（Computational Fluid Dynamics）是一种非定常计算后处理软件，它能够对流体力学问题进行数值模拟和分析。
在工程领域中，CFX非定常计算后处理被广泛应用于空气动力学、能源系统、化工过程等领域的研究和设计中。
CFX非定常计算后处理的主要功能是对流体流动进行模拟和分析。
它通过数值模拟方法，将流体流动问题转化为数学模型，并通过计算机进行求解。
在求解过程中，CFX非定常计算后处理会考虑流体的速度、压力、密度等因素，并根据流体的物理特性，预测流动的行为和性能。
CFX非定常计算后处理的应用领域广泛。
在航空航天领域，CFX非定常计算后处理可以用于飞机和火箭的气动设计和优化，通过模拟流体流动，预测飞行器的升力、阻力和推力等性能指标，为设计师提供依据和参考。
在能源系统领域，CFX非定常计算后处理可以用于核电站、火力发电厂等能源设备的研发和运行优化，通过模拟流体流动，预测燃烧过程的效率和稳定性，提高能源利用效率。
在化工过程领域，CFX非定常计算后处理可以用于化工设备的设计和改进，通过模拟流体流动，预测反应过程的速度和产物分布，提高化工生产的效率和质量。
CFX非定常计算后处理的使用方法相对简单。
用户只需输入流体的物理参数和初始条件，选择适当的边界条件和求解器，即可进行计算和分析。
CFX非定常计算后处理的计算过程一般分为网格生成、边界条件设置、求解器运行和结果分析四个步骤。
在网格生成阶段，用户需要根据具体问题的几何形状和流动特性，生成合适的网格结构。
在边界条件设置阶段，用户需要根据实际情况，设置流体流动的入口和出口条件，以及流体与固体边界的相互作用条件。
在求解器运行阶段，用户需要选择适当的求解算法和迭代参数，进行数值计算。
在结果分析阶段，用户可以通过CFX非定常计算后处理提供的图形界面和数据接口，对计算结果进行可视化和后处理。
CFX非定常计算后处理的优势在于其高效、准确和可靠的计算能力。
Ansys高级流体动力学分析软件：CFX介绍
Ansys 高级流体动力学分析软件：CFX 介绍作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。
算法上的先进性，丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX 在结果精确性，计算稳定性，计算速度和灵活性上都有优异的表现。
除了一般工业流动以外，ANSYS CFX 还可以模拟诸如燃烧，多相流，化学反应等复杂流场。
ANSYS CFX 还可以和ANSYS Structure 及ANSYS Emag 等软件配合，实现流体分析和结构分析，电磁分析等的耦合。
ANSYS CFX 也被集成在ANSYS Workbench 环境下，方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。
特色功能∙先进的全隐式耦合多网格线性求解器 ∙收敛速度快（同等条件下比其他流体软件快1-2个数量级） ∙可以读入多种形式的网格，并能在计算中自动加密/稀疏网格 ∙优秀的并行计算性能 ∙强大的前后处理功能 ∙丰富的物理模型，可以真实模拟各种工业流动 ∙简单友好的用户界面，方便使用 ∙CCL 语言使高级用户能方便加入自己的子模块 ∙支持批处理操作 ∙支持多物理场耦合 ∙ 支持Workbench 集成 广州有道科技培训中心 ht t p ://w w w .020f e a .c o m客户价值∙能拥有从几何到网格到流体计算及后处理的整体解决方案 ∙前后接口丰富稳定，用户不用放弃原来熟悉的工具 ∙支持多物理场耦合，满足实际工程流体模拟需要 ∙能方便地加入自己编写的模型 ∙ Combustion and Chemical Reaction, 燃烧和化学反应模块。
在ANSYS CFX 的燃烧和化学反应模块中包含了多种工业常用的流体及固体材料，用户可以方便定义。
可以模拟单步和多步反应。
可以用EDM 或FRC 模型来模拟燃烧，ANSYS CFX 里对部分反应也自带小火焰库，可以用Mixture Fraction 进行模拟。
∙ Radiation，辐射模块此模块用来设定流/固体表面的辐射特性。
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1. Right click on Default Domain in the Outline tree and select Rename 2. Enter the new Name as Duct 3. Now dline tree to edit the domain
4. On the General Options tab, change the Fluids Lists setting from Air at 25 C to Air Ideal Gas
• • Air at 25 C is a constant density fluid. Air Ideal Gas allows the density to change with pressure and temperature The remaining default settings on the General Options tab are appropriate for this simulation
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•
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Version 1.3
Create Domain
Workshop Supplement
You can now create the computational domain. Domains are formed from one or more 3D regions. Notice in the Outline tree that a Default Domain object was created when the mesh was imported.
– Inlet – Outlet – Heated Wall
• •
Set the Initial Conditions Define the Solver Parameters
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3. In CFX-Pre start a New Simulation from the File menu 4. Pick General as the Simulation Type
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Version 1.3
Create Domain
Workshop Supplement
The Domain panel contains three tabs named General Options, Fluid Models and Initialisation. For more complex simulations additional tabs may appear. Next you will set the General Options and the Fluids Models settings. You will not set Initialisation at this stage.
Version 1.3
Duct Bend
Workshop 1
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Version 1.3
Introduction
Inventory #002446 W1-6
Version 1.3
CFX-Pre GUI Overview
Workshop Supplement
Outline Tree
– New objects appear here as they are created – Double-click to edit existing object – New objects are often inserted by right-clicking in the Outline tree
You will complete the following steps in CFX-Pre. These are the basic steps for any CFD analysis, although additional steps may be required for more complex cases: • • • Import the mesh which has already been generated Define the computational Domain Set the Boundary Conditions
Version 1.3
Import Mesh
Workshop Supplement
The first step is to import the mesh that has already been created 1. Right-click on Mesh in the Outline tree and select Import Mesh 2. Select the file DuctBendNoVanes.gtm and click Open to import the mesh
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Version 1.3
CFX-Pre: New Simulation
Workshop Supplement
• You should see that the mesh is made from two 3D regions named B40 and B51. The geometry was made this way so that you can add turning vanes in the next workshop. There are no turning vanes in this workshop. There are a number of 2D regions in each 3D region. The 2D regions named HeatedWall, Inlet and Outlet correspond to regions of interest for this simulation; you will use these regions when creating boundary conditions
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Version 1.3
Steps in CFX-Pre
Workshop Supplement
Workshop Supplement
To introduce you to CFX, you will be walking through the entire analysis of a simple flow with heat transfer through a duct bend. You will define the simulation in CFXPre, run the solver from CFXSolver Manager and then view the results in CFX-Post. After completing the simulation, you will add two turning vanes, run the simulation again and compare results.
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Version 1.3
View the Mesh Regions
Workshop Supplement
Inventory #002446 W1-4
Version 1.3
Starting CFX in Workbench
Workshop Supplement