ANSYS流体分析CFD
ANSYS流体分析报告CFD

第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维与三维流体流动场的先进的工具,使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元,可解决如下问题:•作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力•超音速喷管中的流场•弯管中流体的复杂的三维流动同时,FLOTRAN还具有如下功能:•计算发动机排气系统中气体的压力与温度分布•研究管路系统中热的层化与别离•使用混合流研究来估计热冲击的可能性•用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能•对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进展研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析:•层流或紊流•传热或绝热•可压缩或不可压缩•牛顿流或非牛顿流•多组份传输这些分析类型并不相互排斥,例如,一个层流分析可以是传热的或者是绝热的,一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。
层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的,高粘性流体〔如石油等〕的低速流动就通常是层流。
紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况,ANSYS中的二方程紊流模型可计与在平均流动下的紊流速度波动的影响。
如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量,该流体就可认为是不可压缩的,不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。
热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。
如果流体性质不随温度而变,就可不解温度方程。
在共轭传热问题中,要在同时包含流体区域和非流体区域〔即固体区域〕的整个区域上求解温度方程。
在自然对流传热问题中,流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性,从而引起流体的流动,与强迫对流问题不同的是,自然对流通常都没有外部的流动源。
可压缩流分析对于高速气流,由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质,ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。
流体动力学(CFD)分析.

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Intro-12
层流分析
T-2. FLOTRAN 分析的种类
Objective
层流中的速度场都是平滑而有序的,高粘性流体(如石油等)的低 速流动就通常是层流。
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Intro-13
紊流分析
T-2. FLOTRAN 分析的种类
Objective
紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流 波动的流体流动情况,ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均 流动下的紊流速度波动的影响。 如果流体的密度在流动过程中保 持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量,该流体 就可认为是 不可压缩的,不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘 性耗散。
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Intro-8
第一章
FLOTRAN 计算流体动力 学(CFD)分析概述
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Intro-9
目标
Module Objective
在完成本章学习后,我们应该对流体动力学分析的基本概念 有所了解,并知道它的基本分类。
Lesson Objectives
第一讲、FLOTRAN CFD 分析的概念 第二讲、 FLOTRAN 分析的种类 第三讲、层流分析 第四讲、紊流分析 第五讲、热分析 第六讲、可压缩流分析 第七讲、非牛顿流分析 第八讲、多组份传输分析
六、 FLOTRAN分析过程中应处理的问题
七、对一个FLOTRAN分析进行评价
八、验证结果
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目录
Guidelines
第三章 FLOTRAN设置命令
一、FLOTRAN求解控制命令
二、FLOTRAN执行及输出控制命令 稳态控制参数设置
三、FLOTRAN执行及输出控制命令 瞬态控制参数设置
ANSYS流体分析CFD

第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具,使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元,可解决如下问题:∙作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力∙超音速喷管中的流场∙弯管中流体的复杂的三维流动同时,FLOTRAN还具有如下功能:∙计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布∙研究管路系统中热的层化及分离∙使用混合流研究来估计热冲击的可能性∙用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能∙对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进行研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析:∙层流或紊流∙传热或绝热∙可压缩或不可压缩∙牛顿流或非牛顿流∙多组份传输这些分析类型并不相互排斥,例如,一个层流分析可以是传热的或者是绝热的,一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。
层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的,高粘性流体(如石油等)的低速流动就通常是层流。
紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况,ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。
如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量,该流体就可认为是不可压缩的,不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。
热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。
如果流体性质不随温度而变,就可不解温度方程。
在共轭传热问题中,要在同时包含流体区域和非流体区域(即固体区域)的整个区域上求解温度方程。
在自然对流传热问题中,流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性,从而引起流体的流动,与强迫对流问题不同的是,自然对流通常都没有外部的流动源。
可压缩流分析对于高速气流,由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质,ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。
ansys流体力学仿真原理

ansys流体力学仿真原理
ANSYS流体动力学仿真的基本原理如下:
首先,利用流体力学基础进行仿真。
这种方法通过模拟流体的运动,计算出模型中流体发生的各种变化,如温度、流速等。
这些计算基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等理论知识。
在实际计算中,虽然不可能达到完全的守恒,但当计算出的残差小于10的负五次方时,通常认为结果是守
恒的。
其次,CFD(计算流体动力学)是ANSYS流体动力学仿真中常用的方法。
在ANSYS Fluent中,最常用的方法是使用有限体积法进行计算。
这种方法导出的离散方程具有守恒特性,并且离散方程系数的物理意义明确。
在CFD 中,包含四个几何要素:节点、控制体积、界面和网格线。
通过这种方法,可以提供流体的各种信息,如压力、速度、温度、受力情况、多相流的分布以及流体中各组分的构成。
最后,仿真流程包括确定模拟目的、前处理、求解器设置、结果展示与检查以及复算等步骤。
具体来说,在确定模拟目的阶段,需要确定自己需要计算的变量和关心的结果;在前处理阶段,完成模型的设置后,使用Fluent进
行网格划分和计算求解等设置;在求解器设置阶段,由于网格划分结束后,
已将物理模型/空间离散,获取了多个小单位控制体,即可开始求解方程;
在结果展示与检查阶段,完成计算之后,还需进行结果的后处理并修改呈现结果的方式,使其简单易懂;在复算阶段,最后考虑进行模型的修正,尝试获得更优的结果。
以上信息仅供参考,如果想要了解更多关于ansys流体力学仿真原理的问题,建议查阅相关网站或者专业书籍获取帮助。
ANSYS CFD管道流体分析经典算例 Fluid

Fluid #2: Velocity analysis of fluid flow in a channel USING FLOTRAN Introduction:In this example you will model fluid flow in a channelPhysical Problem:Compute and plot the velocity distribution within the elbow. Assume that the flow is uniform at both the inlet and the outlet sections and that the elbow has uniform depth.Problem Description:T he channel has dimensions as shown in the figureThe flow velocity as the inlet is 10 cm/sUse the continuity equation to compute the flow velocity at exitObjective:T o plot the velocity profile in the channelT o plot the velocity profile across the elbowYou are required to hand in print outs for the aboveFigure:IMPORTANT: Convert all dimensions and forces into SI unitsSTARTING ANSYSC lick on ANSYS 6.1in the programs menu.S elect Interactive.T he following menu comes up. Enter the working directory. All your files will be stored in this directory. Also under UseDefault Memory Model make sure the values 64 for Total Workspace, and 32 for Database are entered. To change these values unclick Use Default Memory ModelMODELING THE STRUCTUREG o to the ANSYS Utility Menu (the top bar)Click Workplane>W P Settings…The following window comes up:o Check the Cartesian and Grid Only buttonso Enter the values shown in the figure aboveGo to the ANSYS Main Menu (on the left hand side of the screen) and click Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>On Working PlaneCreate keypoints corresponding to the vertices in the figure. The keypoints look like below.Now create lines joining these key points.M odeling>Create>Lines>Lines>Straight lineT he model looks like the one below.Now create fillets between lines L4-L5 and L1-L2.C lick Modeling>Create>Lines>Line Fillet. A pop-up window will now appear. Select lines 4 and 5. Click OK. The following window will appear:T his window assigns the fillet radius. Set this value to 0.1 m.Repeat this process of filleting for Lines 1 and 2.The model should look like this now:N ow make an area enclosed by these lines.M odeling>Create>Areas>Arbitrary>By LinesS elect all the lines and click OK. The model looks like the followingT he modeling of the problem is done.ELEMENT PROPERTIESSELECTING ELEMENT TYPE:Click Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete... In the 'Element Types' window that opens click on Add... The following window opens.∙Type 1 in the Element type reference number.∙Click on Flotran CFD and select 2D Flotran 141. Click OK. Close the Element types window.∙So now we have selected Element type 1 to be solved using Flotran, the computational fluid dynamics portion of ANSYS. This finishes the selection of element type.DEFINE THE FLUID PROPERTIES:∙Go to Preprocessor>Flotran Set Up>Fluid Properties.∙On the box, shown below, set the first two input fields as Air-SI, and then click on OK. Another box will appear. Accept the default values by clicking OK.∙Now we’re ready to define the Material PropertiesMATERIAL PROPERTIESW e will model the fluid flow problem as a thermal conduction problem. The flow corresponds to heat flux, pressurecorresponds to temperature difference and permeability corresponds to conductance.Go to the ANSYS Main MenuClick Preprocessor>Material Props>Material Models. The following window will appearA s displayed, choose CFD>Density. The following window appears.F ill in 1.23 to set the density of Air. Click OK.Now choose CFD>Viscosity. The following window appears:N ow the Material 1 has the properties defined in the above table so the Material Models window may be closed.MESHING: DIVIDING THE CHANNEL INTO ELEMENTS:G o to Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Lines>All Lines.I n the window that comes up type 0.01 in the field for 'Element edge length'.N ow Click OK.Now go to Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free. Click the area and the OK. The mesh will look like thefollowing.BOUNDARY CONDITIONS AND CONSTRAINTSG o to Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Velocity>On lines. Pick the left edge of theouter block and Click OK. The following window comes up.E nter 0.1 in the VX value field and click OK. The 0.1 corresponds to the velocity of 0.1 meter per second of air flowingfrom the left side.R epeat the above and set the Velocity to ZERO for the air along all of the edges of the pipe. (VX=VY=0 for all sides)O nce they have been applied, the pipe will look like this:∙Go to Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Pressure DOF>On Lines.∙Pick the outlet line. (The horizontal line at the top of the area) Click OK.∙Enter 0 for the Pressure value.∙Now the Modeling of the problem is done.SOLUTIONG o to ANSYS Main Menu>Solution>Flotran Set Up>Execution Ctrl.∙The following window appears. Change the first input field value to 300, as shown. No other changes are needed. Click OK.G o to Solution>Run FLOTRAN.W ait for ANSYS to solve the problem.C lick on OK and close the 'Information' window.POST-PROCESSINGP lotting the velocity distribution…Go to General Postproc>Read Results>Last Set.Then go to General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution. The following window appears:∙Select DOF Solution and Velocity VSUM and Click OK.∙This is what the solution should look like:∙Next, go to Main Menu>General Postproc>Plot Results>Vector Plot>Predefined.The following window will appear:∙Select OK to accept the defaults. This will display the vector plot to compare to the solution of the same tutorial solved using the Heat Flux analogy. Note: This analysis is FAR more precise as shown by the followingsolution:∙Go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Define Path>By Nodes∙Pick points at the ends of the elbow as shown. We will graph the velocity distribution along the line joiningthese two points.∙The following window comes up.∙Enter the values as shown.∙Now go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Map onto Path. The following window comes up.∙Now go to Main Menu>General Postproc>Path Operations>Plot Path Items>On Graph.∙The following window comes up.∙Select VELOCITY and click OK.∙The graph will look as follows:。
ANSYS/FLOTRAN流体动力学(CFD)分析

Intro-9
目标
Module Objective
在完成本章学习后, 在完成本章学习后,我们应该对流体动力学分析的基本概念 有所了解,并知道它的基本分类。 有所了解,并知道它的基本分类。
第一讲、 第一讲、FLOTRAN CFD 分析的概念 第二讲、 第二讲、 FLOTRAN 分析的种类 第三讲、层流分析 第四讲、 第四讲、紊流分析 第五讲、 第五讲、热分析 第六讲、 第六讲、可压缩流分析 第七讲、 第七讲、非牛顿流分析 第八讲、多组份传输分析 第八讲、
ANSYS培训教程 – 版本 5.5 – XJTU MSSV By: Haich Gao (011001) Intro-4
2001年10月1日
目录
设置命令( 第三章 FLOTRAN设置命令(续) 设置命令
Guidelines
十三、设定FLOTRAN自由度松弛系数 设定 自由度松弛系数 十四、设定FLOTRAN流体性质松弛因子 十四、设定 流体性质松弛因子 十五、设置FLOTRAN分析的自由度限值 十五、设置 分析的自由度限值 十六、选择FLOTRAN各自由度相应的求解器 十六、选择 各自由度相应的求解器 十七、 十七、对FLOTRAN各求解器的控制 各求解器的控制 十八、设置FLOTRAN湍流模型的一些常数 十八、设置 湍流模型的一些常数 十九、重新设定FLOTRAN各分析参数的值 十九、重新设定 各分析参数的值 二十、控制FLOTRAN面积积分的阶次 二十、控制 面积积分的阶次 二十一、 二十一、FLOTRAN多组份疏运分析的设置及控制 多组份疏运分析的设置及控制 二十二、定义FLOTRAN的重启动(续算)控制 的重启动( 二十二、定义 的重启动 续算) 二十三、设置并执行一个零迭代FLOTRAN分析 二十三、设置并执行一个零迭代 分析
ANSYSFLUENT介绍

ANSYSFLUENT介绍ANSYSFLUENT是ANSYS公司的一款计算流体力学(CFD)软件,它是一种用于模拟和分析流体行为和流动现象的工程仿真软件。
ANSYSFLUENT具有丰富的功能和强大的计算能力,在各种工程领域中得到了广泛的应用,包括汽车设计、航空航天工程、能源领域、生物医学工程等。
本文将对ANSYSFLUENT的特点、适用领域、功能以及其在工程领域的应用进行详细介绍。
1.多物理场耦合:ANSYSFLUENT可以同时模拟多种物理现象,包括流体流动、热传导、传质、化学反应等。
它可以模拟多相流动、湍流流动、多组分混合等复杂情况,能够模拟各种真实世界中的复杂流体行为。
2.强大的计算能力:ANSYSFLUENT采用了先进的数值计算方法和高效的求解算法,能够处理大规模的流体力学问题。
它支持并行计算,可以利用多个计算节点进行并行求解,提高计算速度和效率。
3.用户友好的界面:ANSYSFLUENT具有直观易用的界面,用户可以通过图形界面进行建模、设置求解参数和后处理数据。
它还提供了丰富的教程和帮助文档,帮助用户快速上手并解决实际问题。
4.多种数据输出和后处理功能:ANSYSFLUENT可以输出各种流动参数和数据,如速度、压力、温度、浓度等。
它还提供了强大的后处理功能,可以进行可视化分析、动画显示、流线追踪等,方便用户对模拟结果进行分析和评估。
1.汽车设计:ANSYSFLUENT可以模拟汽车的空气动力学性能,如空气阻力、气动噪声、冷却系统效果等。
它能够帮助设计师优化汽车外形和气动布局,提高汽车的性能和燃油效率。
2.航空航天工程:ANSYSFLUENT可以模拟飞机、火箭等飞行器的气动特性,如升力、阻力、空气动力学热效应等。
它可以帮助航空航天工程师优化飞行器的设计,提高飞行器的性能和安全性。
3.能源领域:ANSYSFLUENT可以模拟火力发电厂、核电站、风力发电机等能源设备的热流体特性,如燃烧过程、热传导、流动分布等。
ansys18 cfd算例

ansys18 cfd算例ANSYS18 CFD算例是一项广泛应用于流体力学领域的计算机辅助工程技术,通过计算机模拟流体运动的数学模型,可以对流体流动进行方便、快速的数值模拟,以达到流体流动现象的优化设计和改进。
下面就为大家详细阐述ANSYS18 CFD算例的具体步骤。
一、建立流体模型首先,建立流体模型是进行CFD数值模拟的第一步,这里以水泵为例,通过软件建立水泵的3D流道结构,包括工作轮、导叶、固定叶环、后盖板以及其他元件。
根据实际情况设置有效距离和水泵的工作状态。
二、设定流体参数在建立流体模型之后,需要设定流体的参数,比如如水泵运行的温度、压力等,这些参数可以通过实验或者其他数据来源来确定。
三、设置CFD求解器CFD求解器是CFD数值模拟的核心部分,ANSYS18提供了多种求解器,可以根据不同的场景选用不同的求解器。
我们需要选择适当的CFD求解器来模拟流体的流动状况。
四、设置初始和边界条件在这一步骤,需要设置流体模型的初始状态和边界条件。
通过设定不同的边界条件,例如求解流场管壁的摩擦力、管壁的压力等参数,来控制流动参数和流场边界状态。
同时,还要设置初始化条件,包括流场各参数的初始状态,比如速度、温度、压力等。
五、运行ANSYS18 CFD求解器当设定好流体模型的参数、CFD求解器、初值和边界条件之后,就可以运行ANSYS18来求解流体流动方程了。
在求解过程中,可能需要根据实际情况进行多次迭代,并根据迭代结果进行各种参数调整,以求得最优化的设计结果。
六、数据分析和结果呈现最后,需要对求解的结果进行数据分析和结果呈现。
通过对模拟数据的分析和处理,可以获得关键的流动参数、流场特性的数据和可视化效果,帮助工程师更好地理解和处理模拟数据,并以此为基础进行后续设计和开发工作。
综上所述,ANSYS18 CFD算例是一项广泛应用于工程领域的重要技术,通过建立流体模型和设定流体参数,设置CFD求解器、初始和边界条件,运行ANSYS18 CFD求解器,进行数据分析和结果呈现,可以实现流体流动现象的优化设计和改进。
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第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具,使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元,可解决如下问题:作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力超音速喷管中的流场弯管中流体的复杂的三维流动同时,FLOTRAN还具有如下功能:计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布研究管路系统中热的层化及分离使用混合流研究来估计热冲击的可能性用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进行研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析:层流或紊流传热或绝热可压缩或不可压缩牛顿流或非牛顿流多组份传输这些分析类型并不相互排斥,例如,一个层流分析可以是传热的或者是绝热的,一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。
层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的,高粘性流体(如石油等)的低速流动就通常是层流。
紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况,ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。
如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量,该流体就可认为是不可压缩的,不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。
热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。
如果流体性质不随温度而变,就可不解温度方程。
在共轭传热问题中,要在同时包含流体区域和非流体区域(即固体区域)的整个区域上求解温度方程。
在自然对流传热问题中,流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性,从而引起流体的流动,与强迫对流问题不同的是,自然对流通常都没有外部的流动源。
可压缩流分析对于高速气流,由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质,ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。
非牛顿流分析应力与应变率之间成线性关系的这种理论并不能足以解释很多流体的流动,对于这种非牛顿流体,ANSYS程序提供了三中粘性模式和一个用户自定义子程序。
多组份传输分析这种分析通常是用于研究有毒流体物质的稀释或大气中污染气体的传播情况,同时,它也可用于研究有多种流体同时存在(但被固体相互隔开)的热交换分析。
第二章 FLOTRAN分析基础FLOTRAN单元的特点ANSYS中的FLOTRAN单元,即FLUID141和FLUID142,用于解算单相粘性流体的二维和三维流动、压力和温度分布。
对于这些单元,ANSYS通过质量、动量和能量三个守恒性质来计算流体的速度分量、压力、以及温度。
FLUID141单元FLUID141单元具有下列特征:维数:二维形状:四节点四边形或三节点三角形自由度:速度、压力、温度、紊流动能、紊流能量耗散、多达六种流体的各自质量所占的份额FLUID142单元FLUID142单元具有下列特征:维数:三维形状:四节点四面体或八节点六面体自由度:速度、压力、温度、紊流动能、紊流能量耗散、多达六种流体的各自质量所占的份额FLUID141单元 FLUID142单元FLUID单元的其他特征FLUID单元的其他特征包括:用于模拟紊流的二方程紊流模式有很多推导结果,诸如:流场分析中的马赫数、压力系数、总压、剪应力、壁面处的y-plus、以及流线函数;热分析中的热流、热交换(膜)系数等。
流体边界条件,包括:速度、压力、紊流动能以及紊流能量耗散率。
用户无需提供流场进口处紊流项的边界条件,因FLOTRAN对此提供的缺省值适用于绝大多数分析。
热边界条件,包括:温度、热流、体积热源、热交换(膜)系数。
用户可使用的坐标系有:的卡尔坐标系、柱坐标系、极坐标系和轴对称坐标系。
如果所计算的问题是轴对称的,激活旋转(swirl)选项即可算出垂直于对称平面的速度分量。
使用FLOTRAN单元的一些限制及注意事项FLOTRAN单元的一些局限性:在同一次分析中不能改变求解的区域单元不支持自由流面边界条件ANSYS程序的某些特征不能同FLOTRAN单元一起使用使用FLOTRAN单元时不能使用某些命令或菜单当使用ANSYS的图形用户界面时,程序将只能显示那些在菜单和对话框中的FLOTRAN SetUp部分要求了的特征和选项。
FLOTRAN单元使用中的一些限制当使用FLOTRAN单元时,要避免使用ANSYS的某些特征和命令,至少,要注意到在使用FLOTRAN单元时与别的分析稍微有些不同,当使用了无效的命令时,程序会给出相应的警告或错误信息。
使用FLOTRAN单元要注意如下几点(下面所列命令相应的菜单路径请参见ANSYS命令手册或联机帮助中的“Commands and Their Location in the GUI”FLOTRAN单元不能和其他单元联合使用。
节点坐标系必须与总体坐标系一致。
/CLEAR命令并不破坏业已存在的FLOTRAN结果文件(),这有助于防止用户不小心破坏那些花了很多时间和精力才求得的结果,用户必须在操作系统里才能删除那些无用的结果文件。
CP命令通过对自由度进行耦合来形成周期边界条件,ANSYS命令手册对CP 命令的描述是可以只对某些自由度进行耦合,但作FLOTRAN分析时,周期边界的所有自由度都将被耦合。
用户不能对同一个单元中的节点进行耦合,相邻单元间节点耦合也很困难。
ADAPT命令不适用于FLOTRAN分析。
不能用ANTYPE命令来引入FLOTRAN的瞬态分析。
FLOTRAN分析不支持自动时间步长功能,详见“FLOTRAN瞬态分析”。
如果用户通过BFCUM、BFDELE或BFUNIF来定义节点热源,则ANSYS 会在内部用BFE命令来代替。
不能使用LDREAD,FORC命令来电磁载荷转换到FLOTRAN分析中,而必须使用相应的宏来进行转换。
FLOTRAN分析不能使用CE、CECMOD、CEDELE和DEINTF命令。
FLOTRAN分析不能使用CNVTOL命令来设置收敛容差。
不能用DSYM命令来定义FLOTRAN的对称和反对称边界条件。
FLOTRAN不支持旋转坐标系中的角加速度向量。
在FLOTRAN分析中,使用FLDATA4,TIME命令而不是DELTIM命令来定义一个载荷步的时间。
对于FLOTRAN分析,不能使用DESOL命令或PRESOL命令来修改节点的热(HEAT)、流(FLOW)、或流密(FLUX)结果。
FLOTRAN分析不允许将积分点结果外推到节点上(ERESX命令)。
FLOTRAN分析不允许通过镜象操作来形成单元。
FLOTRAN分析不能用KBC命令来施加渐变载荷,而必须用多个载荷步来逐渐改变载荷。
FLOTRAN分析不允许用LCCALC、LCDEF、LCFA、LCFI等命令来作不同载荷状况之间的运算操作。
NCNV命令中的收敛工具不能用于FLOTRAN中相互独立的求解器。
FLOTRAN分析不允许用NEQUIT命令来定义非线性分析的平衡迭代数。
FLOTRAN分析要求节点坐标系必须是总体的卡尔坐标系,故不能用N命令、NMODIF命令、和NROTAT命令的旋转(rotational)域。
FLOTRAN分析中,FLDATA2,ITER命令和FLDATA4,TIME命令用来控制一个载荷步中的总体迭代数。
FLOTRAN分析不允许用户自定义单元。
FLOTRAN分析中,FLDATA2,ITER命令和FLDATA4,TIME命令用来对写入数据库中的结果进行控制。
PRNLD命令不能用于FLOTRAN分析中,因其不能将边界条件作为可打印的单元节点载荷来保存。
FLOTRAN分析中没有节点反力解。
部分和预定义求解选项(PSOLVE命令定义)不适用于FLOTRAN各自独立的求解器。
TIME命令不能用在FLOTRAN分析中。
FLOTRAN用FLDATA1,SOLU命令而不是TIMINT命令来定义瞬态载荷步。
FLOTRAN用FLDATA4,TIME命令而非TRNOPT命令来定义瞬态分析选项。
FLOTRAN分析的主要步骤一个典型的FLOTRAN分析有如下七个主要步骤:1. 确定问题的区域。
2. 确定流体的状态。
3. 生成有限元网格。
4. 施加边界条件。
5. 设置FLOTRAN分析参数。
6. 求解。
7. 检查结果。
第一步:确定问题的区域用户必须确定所分析问题的明确的范围,将问题的边界设置在条件已知的地方,如果并不知道精确的边界条件而必须作假定时,就不要将分析的边界设在靠近感兴趣区域的地方,也不要将边界设在求解变量变化梯度大的地方。
有时,也许用户并不知道自己的问题中哪个地方梯度变化最大,这就要先作一个试探性的分析,然后再根据结果来修改分析区域。
这些在后面章节中都有详述。
第二步:确定流体的状态用户在此需要估计流体的特征,流体的特征是流体性质、几何边界以及流场的速度幅值的函数。
FLOTRAN能求解的流体包括气流和液流,其性质可随温度而发生显著变化,FLOTRAN中的气流只能是理想气体。
用户须自己确定温度对流体的密度、粘性、和热传导系数的影响是否是很重要,在大多数情况下,近似认为流体性质是常数,即不随温度而变化,都可以得到足够精确的解。
通常用雷诺数来判别流体是层流或紊流,雷诺数反映了惯性力和粘性力的相对强度,详见第四章。
通常用马赫数来判别流体是否可压缩,详见第七章。
流场中任意一点的马赫数是该点流体速度与该点音速之比值,当马赫数大于时,就应考虑用可压缩算法来进行求解;当马赫数大于时,可压缩算法与不可压缩算法之间就会有极其明显的差异。
第三步:生成有限元网格用户必须事先确定流场中哪个地方流体的梯度变化较大,在这些地方,网格必须作适当的调整。
例如:如果用了紊流模型,靠近壁面的区域的网格密度必须比层流模型密得多,如果太粗,该网格就不能在求解中捕捉到由于巨大的变化梯度对流动造成的显著影响,相反,那些长边与低梯度方向一致的单元可以有很大的长宽比。
为了得到精确的结果,应使用映射网格划分,因其能在边界上更好地保持恒定的网格特性,映射网格划分可由命令MSHKEY,1或其相应的菜单Main Menu>Preproce ssor > -Meshing-Mesh>-entity-Mapped来实现。
第四步:施加边界条件可在划分网格之前或之后对模型施加边界条件,此时要将模型所有的边界条件都考虑进去,如果与某个相关变量的条件没有加上去,则该变量沿边界的法向值的梯度将被假定为零。
求解中,可在重启动之间改变边界条件的值,如果需改变边界条件的值或不小心忽略了某边界条件,可无须作重启动,除非该改变引起了分析的不稳定。
第五步:设置FLOTRAN分析参数为了使用诸如紊流模型或求解温度方程等选项,用户必须激活它们。