ANSYS CFD管道流体分析算例Fluid11
ansys fluent中文版流体计算工程案例详解

ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件,可用于解决各种流体力学问题。
本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例,包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。
这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。
一个典型的案例是流体在管道中的流动。
该案例背景是,一根长直管道内有水流动,管道的直径为0.1米,长度为10米。
水的初始速度为1 m/s,管道的壁面是光滑的,管道两端的压差为100Pa。
现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程,并进一步分析不同参数对流动的影响。
首先,在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目,并选择“仿真”模块。
在界面上点击“新建”按钮,在弹出的对话框中填写相应的参数,例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。
点击“确定”后,进入模拟设置页面。
首先,需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。
在“物理模型”选项卡中,选择“连续相”和“非恒定模型”。
在“湍流模型”中选择某种适合的模型,例如k-ε模型。
在“重力”选项卡中,定义流体的密度和重力加速度。
接下来,在“模型”选项卡中,定义管道的几何和边界条件。
选择“管道”作为流体领域的几何模型,并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。
在“边界”选项卡中,定义管道两端的入口和出口条件,例如速度和压力。
将管道两端的压力差设置为100Pa,在入口处设置水的初始速度为1 m/s。
在出口处选择“出流”边界条件。
完成几何和边界条件的定义后,点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。
在“求解控制”中,设置计算时间步长和迭代次数。
选择合适的网格划分方法,并进行网格划分。
点击“网格”选项卡,选择合适的网格类型,并进行网格划分。
在划分网格后,可以使用“导入”按钮导入网格文件,并进行网格优化。
完成设置后,点击“计算”按钮开始进行模拟计算。
在计算过程中,可以实时观察流体场的变化情况,并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。
ANSYS流体第4章flotran流体分析典型工程实例

第4 章FLOTRAN流体分析典型工程实例ANSYS程序中的FLOTRAN CFD流体分析是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进工具。
本章重点通过实例讲解介绍FLOTRAN CFD流体分析在工程上的一些典型应用。
本章要点如何解决流体力学问题FLOTRAN流体分析典型工程实例本章案例三维U型管道速度场的数值模拟实际生活中射流现象的数值模拟4.1 如何解决流体力学问题在流体力学的研究中,常用的方法有理论研究方法、数值计算方法和实验研究方法。
理论研究方法的特点是:能够清晰、普遍地揭示出流动的内在规律,但该方法目前只局限于少数比较简单的理论模型。
研究更复杂更符合实际的流动一般采用数值计算方法,它的特点就是能够解决理论研究方法无法解决的复杂流动问题,如常见的航空工程、气象预报、水利工程、环境污染预报、星云演化过程等。
实验研究方法的特点就是结果可靠,但其局限性在于相似准侧不能全部满足、尺寸限制、边界影响等。
数值计算方法和实验研究方法相比,它所需的费用和时间都比较少,并且有较高的精度,但它要求对问题的物理特性有足够的了解(通过实验方法了解),并能建立较精确的描述方程组(通过理论分析)。
对于流体力学的数值模拟常采用的步骤如下。
(1)建立力学模型通过流动分析,采用合理的假设与简化,建立力学模型。
假设与简化:连续介质与不连续介质;理想流体与粘性流体;不可压缩流体与可压缩流体;定常流动与非定常流动。
(2)建立数学模型根据力学模型,建立描述力学模型的数学方程组,并利用无量钢化、量纲分析、引进新的物理参数、经验或半经验公式等方法对基本方程组进行简化,得到相应流动的求解方程组,再根据具体的流动条件确定流动的初始条件和边界条件。
描写流体运动的两种方法:拉格朗日方法和欧拉方法。
(3)求解方法●准确解法:解析解●近似解法:近似解、数值解●实验解法:相似解(4)求解结果速度分布、压力分布、合力、阻力、能量耗散等物理量的求解结果。
ANSYS教学算例集FL_工艺注射混合管流场分析

物理模型设置
• 表达式求值 Ø 点击选择【Evaluate】标签 Ø 在T后输入栏中填入300[K] Ø 点击【Evaluate Expression】
物理模型设置
• 调整材料属性 Ø 选择Outline标签,展开Materials,双击下面Water属性,进入到设置 Ø 切换至【Material Properties】标签 Ø 展开【Transport Properties】 Ø 选择【Dynamic Viscosity】 Ø 在【Dynamic Viscosity】下选择【Dynamic Viscosity】栏 Ø 点击右边Expression按钮,转换至表达式输入模式 Ø 将VisT填入表达式栏中 Ø 点击【OK】
• 保存case文件 Ø 选择【File】>【Save Case As】,在【File name】中写入InjectMixer,单击【Save料属性 Ø 在主菜单下选择【Insert】>【Expressions,Functions and Variables】>
写出CFX-Solver求解输入文件(.def)
• 菜单栏中单击Define Run 。 • 保存名称为InjectMixer.def的文件。 • 点击Save保存。 • 选择【File】>【Close】退出CFX-Pre。 • 选择弹出对话框中的【Save&Close】。
CFX-Solver求解设置
Energy】。 Ø 点击【OK】 • 创建流场进口边界 Ø 在Outline下的InjectMxier行单击右键,选择 【Insert】>【Boundary】选项,在Name栏后 填入“side inlet”,点击【OK】。 Ø 进入到Basic Settings设置栏中,保持 【Boundary Type】>【Inlet】。选择 【Location】>【side inlet】。 Ø 其余具体设置参数
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
ANSYS/FLOTRAN流体动力学CFD分析

2001年10月1日
ANSYS培训教程 – 版本 5.5 – XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)
Intro-15
非牛顿流分析
Objective
T-2. FLOTRAN 分析的种类
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。
2001年10月1日
ANSYS培训教程 – 版本 5.5 – XJTU MSSV By: Haich Gao (011001)
Intro-20
FLUID141单元
Objective
T2-1. FLOTRAN单元的特点
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
ANSYS培训教程 – 版本 5.5 – XJTU MSSV By: Haich Gao (011001) Intro-3
2001年10月1日
目录
第三章
Guidelines
FLOTRAN设置命令(续)
十三、设定FLOTRAN自由度松弛系数 十四、设定FLOTRAN流体性质松弛因子 十五、设置FLOTRAN分析的自由度限值 十六、选择FLOTRAN各自由度相应的求解器 十七、对FLOTRAN各求解器的控制 十八、设置FLOTRAN湍流模型的一些常数 十九、重新设定FLOTRAN各分析参数的值 二十、控制FLOTRAN面积积分的阶次 二十一、FLOTRAN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 二十三、设置并执行一个零迭代FLOTRAN分析
最新ANSYS-CFD之Flotran中文讲解说明(全+重点标注)11资料

目录第一章FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述 (2)FLOTRAN CFD 分析的概念 (2)FLOTRAN 分析的种类 (2)FLOTRAN单元的特点 (4)FLUID141单元 (4)FLUID142单元 (4)FLUID单元的其他特征 (4)FLOTRAN单元使用中的一些限制 (5)FLOTRAN分析的主要步骤 (6)FLOTRAN分析中产生的一些文件 (8)FLOTRAN重启动分析(续算) (9)Restart/Iteratio(或Restart/Load step, Restart/Set, 等) (10)ANSYS程序提供几个有助于收敛和求解稳定的工具,理论手册对其机理有详述。
(10)Main Menu>Preprocessor>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Prop Relaxation (10)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Stability Parms (10)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Stability Parms (11)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Results Capping (11)FLOTRAN分析过程中应处理的问题 (11)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Execution Ctrl (12)FLDATA3,TERM,TEMP,value (14)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Execution Ctrl (14)FLOTRAN设置命令 (15)FLOTRAN边界条件 (56)第五章FLOTRAN层流和湍流分析算例 (61)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。
ANSYS流体分析

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。
最新ANSYS-CFD之Flotran中文讲解说明(全+重点标注)11资料

最新ANSYS-CFD之Flotran中文讲解说明(全+重点标注)11资料目录第一章FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述 (2)FLOTRAN CFD 分析的概念 (2)FLOTRAN 分析的种类 (2)FLOTRAN单元的特点 (4)FLUID141单元 (4)FLUID142单元 (4)FLUID单元的其他特征 (4)FLOTRAN单元使用中的一些限制 (5)FLOTRAN分析的主要步骤 (6)FLOTRAN分析中产生的一些文件 (8)FLOTRAN重启动分析(续算) (9)Restart/Iteratio(或Restart/Load step, Restart/Set, 等) (10) ANSYS程序提供几个有助于收敛和求解稳定的工具,理论手册对其机理有详述。
(10)Main Menu>Preprocessor>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Prop Relaxation (10)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Stability Parms (10)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Stability Parms (11)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Relax/Stab/Cap>Results Capping (11)FLOTRAN分析过程中应处理的问题 (11)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Execution Ctrl (12) FLDATA3,TERM,TEMP,value (14)Main Menu>Solution>FLOTRAN SetUp>Execution Ctrl (14) FLOTRAN设置命令 (15)FLOTRAN边界条件 (56)第五章FLOTRAN层流和湍流分析算例 (61)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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Fluid #3: Analyzing Flow in a System of Pipes USING FLOTRANIntroduction: In this example you will model a system of pipes filled with water.Physical Problem: Compute and plot the velocity distribution in the pipe system shown in the figure. Problem Description:∙The shape of the pipe grid is shown in the figure. (Each point is spaced evenly at 0.33m)O bjective:T o plot the velocity profile within the pipe.T o graph the variation of velocity out the bottom pipe.Y ou are required to hand in print outs for the above.F igure:STARTING ANSYS∙Click on ANSYS in the programs menu.∙Select Interactive.∙The following menu that comes up. Enter the working directory. All your files will be stored in this directory. Also enter 64 for Total Workspace and 32 for Database.∙Click on Run.MODELING THE STRUCTUREG o to the ANSYS Utility MenuClick Workplane>WP SettingsThe following window comes up∙Check the Cartesian and Grid Only buttons∙Enter the values shown in the figure above.∙Go to the ANSYS Main Menu∙In this problem we will model the pipe grid and then apply fluid flow to it.∙Click Preprocessor>-Modeling-> and create the pipe grid as shown below.∙Hint: You can use key points and then create the areaThe 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 a Flotran element. The component will now be modeled using the principles of fluid dynamics. This finishes the selection of element type.DEFINE THE FLUID PROPERTIES:∙Go to Preprocessor>Flotran Set Up>Fluid Properties.∙On the box, shown below, make sure the first two input fields read Constant, and then click on OK. Another box will appear. Fill in the values as shown below, then click OK.∙Now we’re ready to de fine the Material PropertiesMATERIAL PROPERTIES∙Go to the ANSYS Main Menu∙Click Preprocessor>Material Props>Material Models. The following window will appear∙As displayed, choose CFD>Density. The following window appears.∙Fill in 1000 to set the density of Water. Click OK.∙Now choose CFD>Viscosity. The following window appears:∙Fill in 1 to set the viscosity of Water. Click OK∙Now 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:∙Go to Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Global>Size. In the window that comes up type0.025 in the field for 'Element edge length'.∙Click on OK. Now when you mesh the figure ANSYS will automatically create a mesh, whose elements have a edge length of 0.025 m.∙Now go to Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free. Click Pick All. The mesh will look like the following.BOUNDARY CONDITIONS AND CONSTRAINTS∙Go to Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Velocity>On lines. Pick the left edge of the block and Click OK. The following window comes up.∙Enter 0.5 in the VX value field and click OK. The 0.5 corresponds to the velocity of 0.5 meters per second of air flowing into the pipe grid.∙Repeat the above and set the velocity into the upper pipe as -1 meter/second. This is because theflow is traveling to the left, or the negative direction.∙Then, set the Velocity to ZERO along all of the edges of the pipes. This is because of the “No Slip Condition”(VX=VY=0 for all sides)∙Go to Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Fluid CFD>Pressure DOF>On Lines. Pick the bottom pipe outlet and click OK.∙Once all the Boundary Conditions have been applied, the pipe grid will look like this:∙Now the Modeling of the problem is done.SOLUTION∙Go to ANSYS Main Menu>Solution>Flotran Set Up>Execution Ctrl.∙The following window appears. Change the first input field value to 50, as shown. No other changes are needed. Click OK.∙Go to Solution>Run FLOTRAN.∙Wait for ANSYS to solve the problem.∙Click on OK and close the 'Information' window.POST-PROCESSING∙Plotting 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 of the velocity gradient.。