CFD-POST后处理[教学材料]

1、CFD-Post,1,知识分享,启动 CFD-Post,在 ANSYS Workbench下启动 在项目树的部件系统中 ，拖 动CFD-Post 或者，创建一个单独的CFD-Post session. 从开始菜单或命令行启动 Start Programs ANSYS 12.0 ANSYS CFD-Post 也可以在 CFX-Solver Manager 或 CFX Launcher中启动,2,知识分享,GUI 布局,Outline tab (“model tree”,Details view,Additional tabs (various tools,Various Viewers (3D,

2、 Chart,3,知识分享,确定位置。数据会在这个位置抽取出来，各种图形也在这个位置产生 如需要，创建变量/表达式 i) 在位置上生成定量的数据 ii) 在位置上生成定性的数据 生成报告,CFD-Post 一般流程,4,知识分享,创建位置,在 Insert 菜单或工具栏中创建位置 创建好的位置显示在Outline 树中,控制显示的按钮,双击位置对象可以编辑,右键点击对象可以复制或删除,5,知识分享,创建位置,域，子域，边界和网格区域都是位置 边界和网格区域可以编辑、用变量着色 网格区域从网格中提供所有内部或外部的二维/三维区域 用户创建的位置都罗列在User Locations and Plo

3、ts菜单下 报告中含有的项目列表,6,知识分享,面(Planes) XY Plane, Point and Normal, etc. 在求解域里，可以创建圆或矩形 点(Point) XYZ: 坐标系创建. 通过鼠标拾取 节点数(Node Number): 一些求解器错误产生的节点数信息 最大/最小变量: 标明最大/最小变量出现的地方 点云(Point Cloud) 创建多个点,位置类型,7,知识分享,位置类型,Lines 两点之间的直线 经常用于XY图表制作 Polylines 也常用语图表制作 从文件中读入点 采用边界相交线 从contour plot抽取的线,8,知识分享,位置类型,体(V

4、olumes) 以 Surface构建 以选择的所有面构建而成 用于网格检查 等值体(Isovolume) 基于变量,9,知识分享,位置类型,等值面 某指定变量的面 Iso Clip Iso Clip采用复制已有的location，并一个或多个标准进行约束 例如，对出口边界条件将速度值界定在= 10 m/s和= 20 m/s之间 可以约束任何变量, 包括几何变量,Isosurface of pressure behind a flap valve,10,知识分享,涡核心区(Vortex Core Region) 自动甄别涡核心区 旋转面(Surface of Revolution) 柱面(Cy

5、linder), 锥面(Cone), 盘面(Disc) 和球面(Sphere) 通常是旋转线形成面 任何线 (已存在的线, 多义线, 流线, 粒子轨迹) 绕某轴旋转,位置类型,11,知识分享,位置类型,User Surface 多种面创建选项 From File: 从text文件中读点数据; 通常从其它case输出这些文件 From Contour: 抽取一定的contour值 Transformed Surface: 旋转, 平移或缩放 Offset From Surface: 面偏移(垂直方向或平移,User Surface: From Contour Method,12,知识分享,对所有

6、Location都有类似的Colour, Render和 View 的设置 Colour 选择变量 设置变量范围(Global, Local, User Specified) 选取色彩显示方式(Colour Map) Render Draw Faces: 显示固面 Draw Lines: 显示网格边或网格交线 透明处理, 光源设置, 纹理设置 View 旋转, 平移, 镜像, 缩放 选取不同的转换方式,颜色、渲染和视图,13,知识分享,其他图形对象,在工具栏中选择insert Vectors, Contour和Streamlines Vector Plot 能plot任何变量; 通常对速度进行

7、plot 可以投影矢量，切线方向或垂直方向 Streamlines 从给定的location开始, 给出流线方向forwards和/或backwards 面流线(surface Streamline)选项可以看出面上的流动速度,14,知识分享,其他图形对象,Text: 在viewer中加入自己的labels 可自动显示和改变time step/values, expressions, filenames及dates Coord Frame Legend 为plot创建Legend Instance Transform 对plot进行旋转或平移操作,15,知识分享,其他图形对象,Clip Pla

8、ne 定义面; 用于对所创建的这个面前/后的几何 Colour Map 定制色彩图例,16,知识分享,Viewer 右键菜单,在Viewer中点击右键，显示出相关的菜单 在物体上右键点击(如，边框线, 面)，显示物体的一些选项 基于当前的location，还可以插入新的对象 例如. 在面上插入一个向量 在空位置，点击右键，显示当前视图下的选项 点击坐标轴可以改变视图方向,17,知识分享,变量按钮显示所有可用变量的信息 Derived variables 通过CFD-Post计算得到 这些量不包括在结果文件中 Geometric variables X, Y, Z, Normals , mesh

9、 quality data Solution variables 来自结果文件 User Defined variables 创建新的变量 Turbo variables 为透平机械算例自动创建的变量,变量按钮,18,知识分享,变量按钮,面板显示所选择变量的所有详细信息 User Defined variables有不同的显示内容 单位改变为显示单位 可以以表达式代替变量 表达式值保留在结果文件中 可以在Hybrid 和Conservative 两种变量显示方式之间切换 仅用于CFX计算结果 也能对任何plot的变量在Hybrid和Conservative之间进行切换,19,知识分享,CFX-

10、Solver是基于有限体积法，有限体积法是基于网格构建的，而并非等同于网格 网格节点位于控制体的中心 计算数据是存储于节点，而非“平均的”存储于控制体 几乎所有wall边界上的半个控制体有非零的速度 这些非零的速度存储在壁面的节点上 但是，理论上壁面上的速度值应该为零 守恒变量值 = 控制体积值 混合变量值 = 指定边界条件上的值,混合标量和守恒变量,20,知识分享,从图片观察的角度, ANSYS CFD-Post采用混合（hybrid）值为默认值, 这个值不会出现壁面上速度非零的情况 从计算的角度，守恒（conservative）值为默认值 例如检查计算是否正确 通过壁面的速度为零，相应的通

11、过壁面相邻控制体的质量流也应为零？！ 在大多数情况下，不用选择Hybrid 或Conservative， CFD-Post 的默认选项往往正确 采用定义变量，默认为conservative 值 选用hybrid和conservative，变量值的范围将有所不同,混合标量和守恒变量,21,知识分享,变量按钮: 用户自定义变量,在Variables按钮 点击右键 New 创建新的变量 用户自定义变量有三种方法 通过表达式定义变量，可以定义为其他变量的函数 首先需要在Expressions 按钮处创建表达式. Frozen Copy 用于Case的比较 Gradient 方法用于计算任何存在的标量变

12、量的梯度 生成新的向量变量,22,知识分享,目标: Plot VelRatio = 0.7的等值面 这里,用户自定义变量举例,在 Expressions 按钮处，创建VelRatio表达式: 在Variables按钮处，通过表达式创建新变量VelRatio using Method = Expression,23,知识分享,通过变量的方式创建Isosurface ，定义VelRatio =0.7,用户自定义变量举例,目标: Plot VelRatio = 0.7的等值面 这里,24,知识分享,表达式按钮,Expressions按钮显示全部存在的表达式，也可以创建新的表达式 在表达式上点击右键

13、New 对新的表达式，在Definition下进行细节定义 右击，将显示Functions, Variables 等等，可用于构建表达式 Plot按钮可用于对表达式进行XY的图示 必须限定一个表达式的范围，而另外一个表达式为定值,25,知识分享,函数计算器Function Calculator 抽取计算结果的工程数据 具体的函数功能，请查看帮助文档 这些函数也可用于创建表达式 宏计算器Macro Calculator 计算预先定义好的宏 自定义宏 网格计算器Mesh Calculator 网格质量,计算器按钮,26,知识分享,选择机械后处理,Turbo 按钮包含透平机械计算的后处理工具. 详见

14、附件B,自动生成turbo图表,Blade loading chart,27,知识分享,创建表格和图表,生成表格(Tables)和图表(Charts,28,知识分享,表格,在工具栏选择tables按钮，或Insert Table 3D视图将转化到table视图 在Tables里可以显示数据和表达式 Tables可以自动的添加到report中 表格单元可以是表达式或者文本 以“=“ 开始 表达式用于当变量和/或位置变化时的计算和更新,1. Create Table,2. Create Text Cells,3. Create Expression Cells,4. Use drop-down m

15、enus to assist expression creation,29,知识分享,沿着线/曲线显示出两个变量之间的关系 首先需要创建线/曲线 多义线, 边界交线, 等高线等 Charts可以自动的添加到Report里 Chart Points图表点不需要在空间上均匀分布 数据点常常指线/曲线与网格面的交点 可以在一个图表里图示多个线,图表,30,知识分享,1. Create Curves,2. Create Chart,3. Select Chart Type,4. Create Data Series (Lines,图表,5. Select X and Y Axis variables,

16、31,知识分享,图表: 类型,Charts的三个类型: XY 基于 line XY Transient or Sequence 基于 point：表达式 (通常是时间) 与一个变量 典型的用于显示变量在某点的的瞬态变化计算结果 数据必须是瞬态结果文件 Histogram 能建立各种数据类型的柱状图 X轴变量为离散量，Y轴为频率,32,知识分享,图表: 数据系列和轴,每种数据对应于一个位置(line, point, 等.) ，且对于于一个图表里的曲线 采用X 和Y 轴键设置轴上的变量 其余键为变量显示方面的设置,33,知识分享,快速傅立叶变换,FFT 可以将原始的压力信号转化为频率信号,Orig

17、inal Signal,FFT of Signal Showing Dominant Frequency,34,知识分享,CFD-Post具有报告生成工具，允许通过定制报告的方式进行快速的报告生成 报告模版： 基于结果文件的类型，可以自动选择报告模版 在Report 右键进行模版选择 也可以自己创建模版或修改已存在的模版 比如加入公司的logo, 加入Charts, Tables, Plots等到,报告,35,知识分享,报告,通过勾选方式，控制报告里显示的内容 各显示内容可通过双击的方式进行编辑 Tables和Charts 可以自动加入到报告里. 其它的项目需要通过手动的方法添加进去. 右键

18、插入新的项目 在项目上右键点击，选择项目的上下移动,36,知识分享,报告: 图片,所有图片将列在视图窗左上角的下拉菜单中 可以改变视图的角度、大小等等 所有改变都会自动保存,37,知识分享,报告: 图片,创建图片的时候, 有一个选项为： Make copies of objects 这个选项没有勾选上，仅仅图片里显示的内容存储于figure中 所以当全局目标改变，该图片也会发生改变 用于需要图片自动更新的情况 该选项勾选上，图片里当前的内容存储在figure中，并显示在目录树上 全局改变，不会导致figure的改变,38,知识分享,报告,点击Report Viewer 按钮，显示report内

19、容 Report的内容改变后，需要点击Refresh进行更新 将Report内容保存为HTML或 Text格式 可以将所有2D图片显示为3D图片,39,知识分享,时间步选择器 瞬态计算结果的现实值为最后时刻的结果, 可以在时间步选择器中选择不同的时间步 动画创建 创建MPEGs 快速编辑器 对每个项目提供快速的初值改变 探测器 视窗中拾取点，显示变量的值,其他工具,Timestep Animation Quick Probe Selector Editor,40,知识分享,动画,创建动画的模式： Quick和Keyframe 在Quick动画模式下，仅需选取对象、点击Play 键即可 主要的变

20、量作为创建动画的对象 有限的控制 Keyframe 模式提供了大量的控制 创建当前状态的一个影像储存于Keyframe 创建一系列的影像储存于Keyframes ，代表一系列的不同状态 视图方向, 显示的对象, 时间步的选择, 任何其他的东西都可以不一样 动画的创建至少需要两个Keyframes (一个作为开始一个作为结束) 每个Keyframe之间加入 # of Frames数目,41,知识分享,典型的动画帧,利用时间步选择器（Timestep Selector） 调整到第一个时间步 创建必要的显示对象 创建第一个Keyframe 导入最后一个 timestep 必要时，改变现实对象 创建第

21、二个Keyframe 选择第一个Keyframe ，并设置 # of Frames # of Frames指在第一个和第二个Keyframes 如果有100 timesteps, 设置# of Frames=98，将有100 个frames (98 +第一个和最后一个) ，意味着1frame/1timestep 设置Movie选项 回到第一个Keyframe 并点击Play,该例子中，第一个和第二个Keyframes采用不同的视图位置和面的透明度. 在Keyframes之间的改变通过插值的方法逐渐改变,42,知识分享,多文件模式,同时对多个文件进行后处理: 导入文件时，可以选择多个结果文件 导

22、入多结构结果文件 (.mres) ，选用 Load complete history as Separate Cases 或导入其它的结果文件同时勾选 Keep current cases loaded 每个文件都分别显示在目录树和视图窗口,Sync cameras 所有视图同步移动 Sync objects 所有指定Locations 和Plots保持一致,43,知识分享,结果比较,导入多个结果文件后，可以选择需要比较的case 自动生成不同的变量和plots,44,知识分享,3D Viewer 文件,在CFX Viewer(3D)状态下保存图片 (格式为.cvf ) 在单一视图窗口的情况下

23、，可以旋转、平移、局部放大视图等操作 也可以将3D视图文件内嵌如PowerPoints和HTML文件,Zoom,45,知识分享,FLUENT 结果,CFD-Post以上所有的特征都可以用于 FLUENT case和data文件 支持所有的网格类型 多面体网格Polyhedral, 非保形网格non-conformal, adapted, . 2D FLUENT网格抽取为薄的3D区域 2D 轴对称网格转化为3D 楔形网格区域 限制: 在标准的.dat文件中可能不包括一些数据 目前非流场数据, 如粒子的位置和轨迹不能在CFD-Post显示 在CFD-Post不能显示模型的设置信息 CFD-Post没有并行能力,Polyhedral mesh case,