xflow 培训讲稿 - 计算流体动力学简介

1、北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-131Xflow基础培训计算流体动力学简介Henry2014年4月北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-132Xflow概述和使用流程234Xflow用户界面Xflow前处理Xflow后处理5计算流体动力学简介1内内 容容练习：直管流动（Pipe)6北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-133关于树优公司公司使命：优化技术代表了CAD/CAE发展的未来，我们致力于将仿真和优化技术融合创新，通过全面的技术支持提高客户产品研制和创造能力业务模式：销售50%+服务40%+开发10%核心产品：优化：Isight-PE, T

2、OSCA, Sculptor等仿真：XflowXflow, , EDAM,Abaqus等办事处：北京、西安、深圳、香港合作伙伴： 达索Simulia, MSC, 德国FE-Design等CAD设计建模CFD/FEA仿真模拟MDO*优化Integration集成仿真驱动设计北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1341 计算流体动力学简介1. 计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关现象的系统所做的分析。2. CFD可以看做是在流体基本方程（质量守恒、动量守恒、能量守恒）控制

3、下对流动的数值模拟。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1351 计算流体动力学简介 CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解待数方程组获得场变量的近似值。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1361 计算流体动力学简介 通过这种数值模型，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量（如速度、压力、温度、浓度等）的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定漩涡分布特性、空化特性及脱流区

4、等。 还可据此算出相关的其他物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。 此外、与CAD联合，还可进行结构优化设计等。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1371 计算流体动力学简介 CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成了研究流体流动问题的完整体系，“三维”流体力学示意图单纯单纯实验测试实验测试单纯单纯理论测试理论测试计算流体计算流体动力学动力学指导基础验证基础补充北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1381 计算流体动力学简介工作步骤建立数学模型建立数学模型建立数值离散化建立数值离散化方法方法编制程序和进行编制程序和进行计算计算显示计算结果显

5、示计算结果为了能高效准确地完成这些工作，我们需要选择合适的CFD软件，Xflow得到了很多企业和学者们的亲睐。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1392 Xflow概述XFlow与传统CFD软件比较 传统CFD XFlow 离散方法 结构化和非结构化网格 网格划分方法 区域加密 基于粒子的波尔兹曼方法 自适应动态细化 湍流模型 RANS: 经验模型种类繁多 需要校验模型参数 LES大涡模拟 数值方法 线性和非线性处理 数值稳定性要求 拉格朗日方法 北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13102 Xflow概述传统CFD工作效率评估 80% 10% 10% 事实

6、上，完成一个CFD作业的人工工作基本都消耗在网格生成上，而这个人工工作量多少年来都没有明显的减少，与人工的熟练程度无关。 CFDer 北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13112 Xflow概述XFlow工作效率评估 30% 30% 40% 总工作量总工作量 极小的人工工作量 北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13122 Xflow概述-应用自由液面、晃荡问题北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13132 Xflow概述-应用自由液面、飞溅润滑问题北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13142 Xflow概述-应用预测气动噪声

7、北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13152 Xflow概述-应用复杂运动条件下的暖通HVAC流场北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13162 Xflow概述-应用单通阀运动问题北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13172 Xflow概述-应用水泵流场分析北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1318前处理计算参数设置后处理环境参数设置、几何模型运动方式、边界条件，迭代参数设置。几何模型创建、修补、简化以及调整面的法向以保证所有面的法向均指向流体域。气动系数、速度场、压力场、转矩等参数结果的读取。主要计算流程主要计算流程2 X

8、flow使用流程北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13193 Xflow用户界面（GUI）北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13203 Xflow用户界面（GUI） 窗口、工具栏显示与隐藏 窗口位置调整用户界面常规操作北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1321项目树3 Xflow用户界面（GUI）北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1322信息窗口Sim time 物理时间；Stability param 衡量计算收敛与否，数值范围为01；Wall clock 每一时间步计算所耗费的实际时间。3 Xflow用户界面（GUI）

9、北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1323时间控制轴 帧数 当前帧数 已计算过的帧数 当前帧数所对应的物理时间3 Xflow用户界面（GUI）北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1324缩放：滑动中键旋转：Alt + 左键平移：Alt + 中键图形窗口基本操作动作俯视图仰视图左视图右视图前视图后视图透视图合适大小渲染模型3 Xflow用户界面（GUI）北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1325背景网格显示3 Xflow用户界面（GUI）北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13264 前处理-几何部分Main menu Geom

10、etry Import Geometry or 直接将几何文件拖入图形窗口常用格式：iges、stl、step等 几何导入常用操作表面网格显示；几何模型显示方式；几何特性显示；尺寸标注。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13274 前处理-几何部分导入模型后单击模型选中并右击以bounding box形式显示（如右上图所示），选择Main menu Geometry show/hide holes 或者直接选择工具栏图标 ，模型如存在缝隙，会以高亮白线高亮白线显示，如右中图所示。检查模型的密封性性模型修补选择模型进入菜单Main menu Geometry healingco

11、mplete healing，模型修补后，白线会消失，如右下图所示。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13284 前处理-几何部分面的法向面的法向为面的法向为z轴轴通过背面剔除来处理面的方向。简言之，所看到的面是透明的则指向里侧透明的则指向里侧，看到是非看到是非透明的则指向外侧透明的则指向外侧。Select shape Right click in Graphic View Back-face culling 面的法向为负面的法向为负z轴轴面的法向调节Select shape Right click in Graphic View Reverse orientation北京树

12、优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13294 前处理-几何部分流体域的确定法向指向外面，流体域在模型外面法向指向外面，流体域在模型外面法向指向里面，流体域在模型里面法向指向里面，流体域在模型里面面的法向所指侧。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13304 前处理-几何部分当地坐标系所有的变换和旋转都是基于当地坐标系 创建几何时，其当地坐标系默认置于全局坐标系的(0,0,0) 点。 改变当地坐标系 Select shape Right click in Graphic View Modify CoG/CoR position 相对变化量模型重心位置北京树优信息技术有

13、限公司http:/ 2022-3-13314 前处理-几何部分 几何变换 1、在项目树下可选变换方式： 位置 （position）、 方向 （orientation） 2、在Transform Tool工具栏 绝对位置Absolute position (New position) 相对偏移Relative position (Offset) 任意旋转Arbitrary rotation (Pivot, Rotation axis and Angle) 缩放 Size (Scale) 先按回车键显示变换预览，先按回车键显示变换预览，“Apply all” 按钮应用。按钮应用。 北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13324 前处理-几何部分平移旋转45度放大三倍北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-13335 Xflow后处理后处理主要包括气动系数、速度场、压力场、温度场、声场、涡流强度、流体分布等参数结果的读取。北京树优信息技术有限公司http:/ 2022-3-1334北京总部：东城区崇文门外大街3号新世界中心公寓707室Tel: 010-6213-2969