Fieldview是由全球著名的CFD软件商Intelligent Light开发的一款功能强大的CFD后处理软件。图6-1 Fieldview软件的主界面3.易学易用统一的面板风格,几乎全鼠标操作,点击Create就可完成几乎所有图像。Fieldview12.0软件的主界面如图6-1所示。本章将以该软件基本功能和使用案例为例,进行Fieldview12.0软件的介绍。......
2023-10-17
STAR-CCM+是一款优秀的CFD模拟软件。它将现代软件工程技术、最先进的连续介质力学数值技术(Computational Continuum Mechanics Algorithms)和卓越的设计结合在一起。STAR-CCM+要求求解器除进行流体分析外,也要具备结构应力/电磁场、声学等分析功能。STAR-CCM+软件的目标是发展成为可以解析任何连续介质力学场的全新代码。
STAR-CCM+采用连续介质力学数值技术,主要基于以下两点:
(1)多物理、基于连续介质的建模方法 建模时定义流体或固体的“连续体”(Continua)并承载网格及计算方法;求解领域(Solution Domain)划分为各个“区域”(Region)并承载物理空间。不同的区域可以设置不同的连续体,不同的物理空间可以设置不同的计算方法。
(2)物理(Physics)与网格(Mesh)的分离 在模拟设定过程中,网格仅用来定义问题的拓扑结构,求解领域内不同区域之间将进行信息传递,并且不依赖于网格,网格的选择更为自由。
图2-1 STAR-CCM+的求解思路
STAR-CCM+的求解思路如图2-1所示。软件的一体化集成环境、高重复性和适用性是其被誉为新一代CFD软件的最强闪光点。在STAR-CCM+一体化的工作环境中,可以通过一体化用户界面展示从CAD建模、表面网格准备、体网格生成、模型设定、计算求解一直到后处理分析的整个模拟过程。操作界面与模拟思想的良好整合使得STAR-CCM+非常方便和高效,很好地实现了用户、计算机系统和模拟三者之间的交互操作。
STAR-CCM+采用了最新的IT和CFD技术,继承并发展了CD-adapco公司20多年来在CAE行业的经验与成果。与上一代CFD软件相比,现代软件工程技术使得STAR-CCM+更可靠。不同的功能模块各自独立创建,模块间不必要的关联降为最低,从而最大程度地避免预料之外的计算结果。每个软件开发周期中,进行了多次的测试与验证。STAR-CCM+能实现10亿左右网格的大规模并行计算。除了在求解器方面,在前后处理方面也实现了简单易用的多CPU并行能力。用户只需在界面上指定机器名和CPU数,就可以全面实现并行处理。(www.chuimin.cn)
为了将物理情况准确地体现在模拟中,得到良好的计算结果,STAR-CCM+致力于以下三个关键因素:
①稳健并准确的数值算法。
②覆盖面宽广的物理模型。
③易处理的网格体系。
经验表明,用户尽可能地与求解过程进行交互操作,将大大提高工作效率,STAR-CCM+提供的交互式工具包将用户与求解之间的交互能力提高到了一个全新的水平。图2-2所示为STAR-CCM+的树状模拟管理结构。
图2-2 STAR-CCM+的树状模拟管理结构
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2023-10-17
CFD解析方法采用数值方程式表示实际流体。根据近似解的精度等级,把N-S方程的解法分为以下四类:①线性非粘性流方法。其中,有限差分法包括有限体积法、流线曲率法、质量网格法、流体网格法等,这些方法均为有限差分法的一种或其变形的一种方法。表1-2 三种CFD数值计算方法的比较由于有限体积法应用较为广泛,也有人将CFD数值计算方法分为有限差分法、有限元法、有限体积法三类。表1-3 流场计算分析中求解N-S方程的应用情况......
2023-10-17
图3-3 新建项目菜单图3-4 选择Serial方式在“Create a New Simulation”对话框中,选择“Serial”方式,进行单CPU运行模式,如图3-4所示。点击“OK”按钮确认操作。点击菜单栏[File]>[Import Surface Mesh...],如图3-5所示。图3-5 面网格导入的菜单项图3-6 全选模型文件在弹出的“Import surface option”对话框中,在“Units”项选择mm为单位,如图3-7所示。点击[Scenes]>[Geometry Scene 1]>[Geometry 1],在属性栏窗口中勾选“Mesh”项。流体和固体域各自的表面网格显示在视图窗口中,如图3-8所示。......
2023-10-17
如图3-34所示,基板board与芯片chip均在Region 1里面。在基板、芯片与流体区域分开前,需要将Region中重叠的boundary进行相交操作。随后网格拓扑被分割,通过该方法可以自动地把Region1分开成Region1和Region2。图3-34 Split by Surface Topology功能把Boundary上的多重边分割,使网格连续。如图3-35所示,选择[Regions]>[Region1]>[Boundaries]下的全部Boundaries,右键选择“Intersect”命令,执行相交分割操作。......
2023-10-17
打开“zuli.csv”,如图5-126所示,整车阻力计算结果按计算步数和计算结果两列保存。图5-123 阻力计算曲线图5-124 导出整车阻力计算结果图5-125 选择导出方式图5-126 打开zuli.csv如图5-127所示,选择“zuli.csv”第二列中第8000步~第10000步的阻力系数值,选择函数“平均值”功能,求取整车阻力系数,计算结果按第8000步~第10000步内的平均值。图5-127 求取整车阻力系数平均值图5-128 整车阻力系数平均值依照上述方法可完成头车、中间车、尾车和风挡区域的阻力系数统计。......
2023-10-17
图3-19 新建Physics Continuum图3-20 选择物理模型依次选择[Space]>[Three Dimensional]、[Time]>[Implicit Unsteady]、[Material]>[Gas]、[Flow]>[Segregated Flow]、[Equation of State]>[Constant Density]、[Viscous Re-gime]>[Turbulent]、[Turbulence]>[K-Epsilon Turbulence]和[Optional Physics models]>[Segregated Fluid Temperature]。确认设定,点击“Close”按钮退出。图3-21 物理模型选择面板图3-22 已选的流体物理模型图3-23 流体物性设定注意:通常情况下的热计算,选择Segregated Fluid Temperature。此处可以更改流体的密度、粘度系数、比热等。本书采用默认值。......
2023-10-17
计算流固耦合换热时固体的松弛因子默认取比较大的值,这样可以加速计算。图3-82 更改Logical Rule图3-83 设置Minimum Value5.更改计算结束条件点击[Stopping Criteria]>[Maximum Inner Iterations],如图3-84所示。如果计算过程中,输出窗口出现图3-86所示的不收敛信息,请加大“Inner Iterations”项的值,再继续进行计算。......
2023-10-17
如图5-119所示,点击[File]>[Auto Save],弹出如图5-120所示的“Auto Save”对话框。图5-116 新建压力检测点图5-117 监测点属性设定图5-118 选择Pressure图5-119 自动保存菜单项在“Auto Save”对话框中,选择[Trigger Type]>[Iteration],即按迭代次数的方式保存。其他项保持默认设置。图5-120 “Auto Save”对话框图5-121 计算步数设定图5-122 调整酷朗数3.Solvers设定一般情况下,可压缩流动采用Coupled Flow计算方法,而不可压缩流动采用Segregated Flow。......
2023-10-17
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