CFX边界条件的选择及组合
cfx边界条件 迭代步数
cfx边界条件迭代步数1.引言1.1 概述在CFX边界条件和迭代步数的研究中，合理设置边界条件和优化迭代步数是非常重要的。
CFX边界条件是指在CFX求解过程中施加在边界上的条件，用于模拟真实情况下的边界特性。
它们直接影响计算结果的准确性和可靠性。
在CFX软件中，有多种常见的边界条件类型可供选择，如壁面边界条件、入口边界条件和出口边界条件等。
迭代步数则是指在CFX求解过程中进行迭代计算的次数。
迭代步数的设置直接影响到收敛的速度和计算结果的精度。
对于复杂的流动问题，迭代步数的选择是一个相当重要的问题。
合适的迭代步数设置可以提高计算效率，加快求解速度，并确保得到准确的计算结果。
在CFX求解过程中，正确设置边界条件是保证模拟结果可靠性的关键。
不同类型的边界条件对流场的影响是不同的，因此需要根据具体的问题和模拟要求来选择适当的边界条件。
在模拟过程中，需要特别注意边界条件的设置是否与实际情况相符，以确保模拟结果的合理性和准确性。
迭代步数的选择直接关系到CFX求解过程的准确性和效率。
一方面，较多的迭代步数可以提高计算的精度，但也会增加计算时间。
另一方面，过少的迭代步数可能导致收敛困难，甚至无法得到准确的计算结果。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体问题的复杂程度和计算资源的限制来选择合适的迭代步数。
综上所述，CFX边界条件和迭代步数的设置对于CFX求解过程的准确性和效率具有重要影响。
正确合理地设置边界条件和优化迭代步数，可以保证计算结果的准确性和可靠性，并提高计算效率。
因此，在CFX求解过程中，我们必须重视边界条件和迭代步数的选择，并根据实际情况进行调优，以获得最佳的计算结果。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织框架和逻辑顺序。
一个良好的文章结构能够提高文章的可读性和逻辑性，使读者能够更好地理解文章的内容和观点。
本文将按照以下结构进行撰写：1. 引言1.1 概述- 简要介绍CFX边界条件和迭代步数的概念，引起读者对这两个主题的关注。
CFX_旋转机械前后处理TurboPrePost
6. 展开 Solver Parameters 框
7. 设置 Convergence Control 为 Physical Timescale ，其值为 1 / 3000 [rev/min] 〔选择表达式按钮可输入此值〕
8. 如此设置了时间尺度为 1/ω ，这里 ω 是风机旋转速度。通常设 置时间尺度为此特征时间尺度的某一倍速
Inventory #002446 W8-14
求解器和后处理
1. 求解管理器中点击 Start Run 2. 一旦求解运行完毕，在后处理中
观察结果
Version 1.3
Workshop Supplement
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002446 W8-9
物理定义
Version 1.3
Workshop Supplement
5. 改变 Interface Default Type 为 Frozen Rotor
使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门
使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门一、流体力学介绍流体力学是研究流体的运动规律以及液体和气体在外力作用下的行为的科学。
在工程领域中，流体力学模拟是一种有效的分析方法，可以预测和理解流体的行为，以帮助设计和优化流体系统。
在本文中，我们将介绍使用ANSYS CFX进行流体力学模拟的入门知识。
二、ANSYS CFX简介ANSYS CFX是一种流体力学模拟软件，它可以对各种流动和传热问题进行模拟和分析。
它利用计算流体动力学（CFD）技术，通过数值方法对流体力学问题进行求解。
CFX具有强大的求解器和后处理功能，可以模拟复杂的流体现象，并提供详细的结果分析。
三、CFD模拟基本步骤1. 几何建模：在进行流体力学模拟之前，需要创建一个几何模型，用于描述流体系统的形状和边界条件。
可以使用ANSYS DesignModeler等工具进行几何建模。
2. 网格生成：为了进行数值求解，需要将几何模型离散化为网格。
网格的质量和细度对模拟结果有很大影响，因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。
ANSYS CFX提供了自动网格生成工具，也支持导入其他网格生成软件生成的网格。
3. 物理模型：根据具体问题，选择合适的物理模型和边界条件。
ANSYS CFX提供了各种模型和边界条件选项，如湍流模型、传热模型、流体材料属性等。
根据具体需求进行设置。
4. 数值求解：在设定好物理模型和边界条件后，可以进行数值求解。
ANSYS CFX提供了强大的求解器，可以根据设定自动求解流体力学问题。
求解过程需要进行收敛准则的设置，以确保数值计算稳定。
5. 后处理：模拟完成后，可以对结果进行后处理和分析。
ANSYS CFX提供了丰富的后处理工具，可以进行流场可视化、数据提取和结果分析等操作。
可以根据需求生成报告和图表，以帮助理解和解释模拟结果。
四、案例分析：CFD模拟流过汽车的空气流动以汽车流动为例，介绍使用ANSYS CFX进行CFD模拟的基本步骤和注意事项。
cfx
2-29 CFX 10.0
© 2005 ANSYS, Inc.
固体时间长度
固体时间长度应该远远大于流体时间长度 (通常选择流体 时间范围的10到100倍）
- 在固体域中，能量方程通常非常稳定 - 固体时间长度比流体要大得多
流体时间长度一般用 L/V 来估计 固体时间长度由下列式子自动计算 L2/α where: α=λ/ρcp
2-10 CFX 10.0
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流体子域
流体子域允许添加下列源项 (取决于在创建域的时候设 定的物理模型):
- 能量 - 质量 (连续性) - 动量 - 通过设定合适的系数，可以模拟线性或二次函数式的阻力 - 辐射 - 只适用于单相，可以选择 Discrete Transfer 或 Monte Carlo 模型 - 附加变量 - 流体组分 - 湍流
- 对流体边界没有什么需要特殊考虑的地方 - 对固体的外部面必须施加固体边界条件（即那些不和流体域相连的 面）
求解器控制:
- 固体时间长度控制必须用以下两种方式当中的一种定义:
- Auto Timescale with optional Solid Timescale Factor - Physical Timescale with required Solid Timescale
速度矢量 静压 温度 湍流变量 其他
2-8 CFX 10.0
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子域
CFX-Pre
2-9
© 2005 ANSYS CHINA, Inc.
CFX 10.0
子域
在指定3D区域施加源项 创建子域前必须有一个域已经存在 一个域中可以包含多个子域 流体子域必须处于流体域中 固体子域必须处于固体域中 源（和汇）可以是常数或CEL表达式 设定子域一开始需要给子域命名，并选择它所在的域
计算流体力学模拟中的边界条件设置技巧
计算流体力学模拟中的边界条件设置技巧计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种数值模拟方法，用于研究流体力学现象。
在CFD模拟中，边界条件的设置是至关重要的一步，它直接影响着模拟结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些边界条件设置的技巧，以帮助读者更好地进行CFD模拟。
1. 进行物理实验验证在设置边界条件之前，进行物理实验验证是非常重要的。
通过实验可以获取流体流动的一些基本参数，如速度、压力等。
这些参数可以作为边界条件的参考值，帮助我们更准确地设置边界条件。
2. 确定边界类型在CFD模拟中，常见的边界类型包括入口边界、出口边界和壁面边界。
入口边界用于设定流体的入口条件，出口边界用于设定流体的出口条件，壁面边界则用于设定流体与固体壁面的交互作用。
根据具体问题的不同，我们需要选择合适的边界类型。
3. 设置入口边界条件入口边界条件的设置直接影响着流体的初始状态。
通常情况下，我们需要设定流体的速度、压力和温度等参数。
对于速度，可以根据物理实验结果进行设定；对于压力和温度，可以根据流体的状态方程和热力学性质进行计算。
4. 设置出口边界条件出口边界条件的设置主要是设定流体的出口压力或出口速度。
在CFD模拟中，通常使用压力出口边界条件，即设定出口处的压力值。
这个压力值可以根据物理实验结果进行设定，或者根据流体的流动特性进行估计。
5. 设置壁面边界条件壁面边界条件的设置是CFD模拟中的关键步骤之一。
在模拟中，流体与固体壁面之间存在摩擦力和压力等交互作用。
为了准确模拟这种交互作用，我们需要设置壁面的摩擦系数和热传导系数。
这些系数可以根据物理实验结果进行设定，或者根据流体和固体壁面的性质进行估计。
6. 考虑边界层效应边界层效应是指流体在靠近壁面处的速度和温度分布。
在CFD模拟中，我们需要考虑边界层效应对流动的影响。
通常情况下，我们可以使用壁面函数来模拟边界层效应。
壁面函数可以根据流体的物理性质和壁面的几何形状进行选择。
刘厚林泵网 基于CFX的离心泵内部流场数值模拟
网 .com 图15 创建计算域界面 泵 u 3.6 指定边界条件 i 单击 Boundary 图标，选择计算域，在 Basic Settings 中选择边界类型和位置，在 Boundary Details 中 刘w厚ww林.pumpl 设置相应物理量值。离心泵模拟中边界条件一般选择压力进口和流量出口或者流量进口压力出口。
STEP 格式），将离心泵造型导入 ICEM，如图 3 所示。
om 图 3 导入几何模型界面 网 .c 2.2 修整模型 泵 u 单击 Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置 Tolerence，然后单击 Apply，如图 4 所示。 i 拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue = 林 l 多边，线条颜色显示的开/关 Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间 刘w厚ww.pump 的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
网格划分过程如图 2 所示。
图 2 ICEM CFD 网格划分过程
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江苏大学 FP 工作室创作
2.1 导入几何模型 在 ICEM CFD 软件界面内，单击 File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成
刘厚林泵网
4.3 矢量图 单击 vector 图标，绘制矢量图。如图 24 所示。
旋转机械—CFx
方法/步骤1. 1 打开workbench软件，如图2. 2 鼠标左键按住“BladeGen”并拖动到如图位置3. 3 再将"Turbogrid"拖动到如图位置4. 4再将“CFX”拖动到如图位置，到这里已经建立好了用CFX进行旋转机械分析的基本流程了，“BladeGen”用来建立旋转机械模型，“Turbofrid”用来划分旋转机械网格，“CFX”用来求解，后处理及查看结果。
5. 5 双击打开“BladeGen”，准备建立模型，如图6. 6 打开之后如图7.7 单击新建按钮，如图所示8.8 出现如图所示9.9 选择“normal Axial”，如图10.10 选择“Ang/Thk”模式，如图11.11 修改如图参数，参数值如图所示12.12 点击“ok”13.13由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，单击“ok”后，如图所示2. 2将叶片与旋转轴角度设置为15，叶片数设置为13，Ang设置5，厚度设为3，如图所示3. 3 点击“ok”，如图4. 4 说一下，这四个框图表示的什么意思，如图5. 5 单击“Model”，“Properties”，如图6. 6 打开如图所示7.7将“component type”改为“fan”，将“model units”改为“mm”，如图所示8.8 点击“ok”后，如图9.9 单击“blade”“properties”，如图所示10.10 打开后，如图所示，也就是打开叶片属性设置11.11 选择“LE/TE Ellipse”，如图12.12 将“TE Type”设置为“Ellipse”，如图13.13 单击“ok”，如图所示14.14由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》请继续看下一篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，点击，如图所示2. 2 点击后，如图所示3. 3 点击这个全圆周显示，如图4. 4 点击后，如图所示5. 5 点击实体圆周显示，如图6. 6 点击后，如图所示7.7保存模型,注意：只能用英文或者数字名字，并保存在英文或者数字的目录下，名字及路径严禁用中文，否则会出错，如图8.8 弹出如图对话框9.9我这里保存在D盘根目录下，名字为fengji,（路径和名字严禁有中文）10.10 保存文件中，可以查看一下，如图11.11 此时，模型已经建立完毕，等待下一步网格划分12.12上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“TurGrid”，如图2. 2 打开之后如图所示3. 3设置页顶间隙，双击“Geometry”“Blade Set”“Shroud Tip”如图所示4. 4出现如图所示5. 5打钩，选择“constant span”，然后“sapn”为0.95，如图6. 6 单击“apply”，如图7.7 选择“Topology Set（suspended）”右键8.8 取消选择“suspended object updates”，如图9.9去掉勾后，自动生成如图所示（此步，软件完成叶轮流道网格拓扑结构的划分）10.10同时，“Topology Set(Suspended)”变为“Topology Set”，如图所示11.11上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》本篇为：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“Topology set”，如图2. 2 双击后，如图所示3. 3这里有两种拓扑优化方式“ATM Optimized”和“Traditional with control point”，此处选择“ATM Optimized”,如图4. 4 点击“apply”，如图5. 5 双击“mesh data”6. 6 双击后，如图所示7.7 将方框拉大，便于查看，如图8.8 按照如图参数进行设置，如图。
(完整word版)CFX的流场精确数值模拟教程
基于CFX的离心泵内部流场数值模拟基于CFX的离心泵内部流场数值模拟随着计算流体力学和计算机技术的快速发展，泵内部的流动特征成为热点研究方向，目前应用CFX 软件的科研人员还较少，所以将CFX使用的基本过程加以整理供初学者参考。
如有不对之处敬请指教。
一、 CFX数值计算的完整流程二、基于ICEM CFD的离心泵网格划分2.1 导入几何模型2.2 修整模型2.3 创建实体2.4 创建PRAT2.5 设置全局参数2.6 划分网格2.7 检查网格质量并光顺网格2.8 导出网格－选择求解器2.9 导出网格三、CFX-Pre 设置过程3.1 基本步骤3.2 新建文件3.3 导入网格3.4 定义模拟类型3.5 创建计算域3.6 指定边界条件3.7 建立交界面3.9 定义输出控制3.10 写求解器输入文件3.11 定义运行3.12 计算过程四、 CFX-Post后处理4.1 计算泵的扬程和效率4.2 云图4.3 矢量图4.4 流线图2.1 导入几何模型在ICEM CFD软件界面内，单击File→Imort Geometry→STEP/IGES（一般将离心泵装配文件保存成STEP格式），将离心泵造型导入ICEM，如图3所示。
图3 导入几何模型界面2.2 修整模型单击Geometry→Repair Geometry→Build Topology，设置Tolerence，然后单击Apply，如图4所示。
拓扑分析后生成的曲线颜色指示邻近表面的关系：green = 自由边， yellow = 单边，red = 双边， blue =多边，线条颜色显示的开/关Model tree →Geometry → Curves → Color by count，Red curves 表示面之间的间隙在容差之内, 这是需要的物理模型，Yellow edges 通常是一些需要修补的几何。
图4 修整模型界面2-3 创建实体单击Geometry→Creade Body，详细过程如图5所示。
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CFX边界条件的选择及组合
CFX中一共有5种边界类型：inlet,outlet，opening,wall，symmetry（对称性)。
1、官方推荐的边界组合：
（1)最健壮的：速度/流量进口，静压出口。
在这种组合情况下，进口的总压是求解结果的一部分。
（2）健壮的：进口静压，出口速度/流量。
此种情况下，进口速度及出口总压是可以计算。
（3)初始值敏感的：进口采用总压，出口用静压。
该组合对初始值的设置及其敏感，因为计算比较困难（还是可以计算）,收敛速度严重依赖于初始值的好坏.
（4）不可信：进口用静压，出口也为静压.此种组合是不推荐的.由于速度值难以估计,所以极易出现非物理解。
（5)不可用(not possible):在出口位置设定总压。
由于约束较弱，一般来说设定总压进口是不推荐使用的。
2、回流现象及人工壁面
有时候由于截取不恰当的边界位置，导致进口区域存在流体流出计算域,或者出口边界存在流体流入计算域，即所谓的回流现象.回流现象对于计算收敛是不利的。
在进口或出口边界设定速度条件，可以允许回流现象而不会开启人工墙，采用压力边界或流量边界都会导致人工墙的出现。
同样，可以设定边界类型为opening来允许回流的发生。
3、关于进口总压与outflow不兼容的问题
我们知道，outflow边界指定的是除压力外其他物理量沿边界法线方向梯度为0。
指定了总压进口，在不可压缩忽略能量损失的计算中，流体进出口位置的总压值要保持平衡。
而总压=静压+动压。
由于outflow边界指定是物理量的梯度等于0，这样我们没办法计算出出口位置确切的速度值，同样也就无法计算静压和动压值,利用软件求解，很容易导致非物理界的产生。
E=Z+P+V^2/2g在这个式子不包括’焓’项,因为泵在B级精度以下试验，不需要考虑温升的变化，所以认为焓"i”项为零。
Z表示位置引起流体能量的变化项，在泵实验中是测量水面到基准面的高度。
P压力，即通过压力表测量的压力也就是静压（静扬程）。
V^2/2g，v^2是断面上流速的平方,2g则是2倍的重力加速度，这是指液流流动时所具有的动能即动压(动扬程）。
E表示液流被指定截面上具有的能量.静压就是指液体的压力能（势能）对泵产品而言,压力能是扬程的绝大部分。
而动能则很小，因为泵中的介质流速一般仅几米左右，再被重力加速度一除也就很小了.。