60_CFX总结(DOC)

1、CFXCFX 总结总结张永立编写2009年目录1目录CFX的安装1CFX前处理11.旋转机械的几种级间模式12.旋转机械PitchRatio的介绍13.旋转机械的时间步长设置14.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0与Fluent6.3.26比较）25.CFX火灾喷淋仿真方法26.CFX-Pre中的DomainInterface的设置说明（V12.1）47.如何在一个case中实现不同的计算域使用不同的流体介质？4CFX求解器41.计算时出错：“InsufficientCatalogu”如Ze解决？42.CFX并行分区算法53.CFX如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？54.关于

2、CFX并行的几个问题？65.CFX并行模式：66.ke和SST两个模型计算阻力测试？67.CFX进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】68.CFX提交求解出错？9CFX后处理101.如何在CFX-Post中求温度或密度等Scalar的梯度？102.CFX如何求得换热系数的？103.在CFD-Post中如何显示周向速度和径向速度分量？104.如何创建任意形状的切面（平面或曲面）10CFX并行10正文1CFX的安装的安装CFX前处理前处理1.旋转机械的几种级间模式旋转机械的几种级间模式FrozenRotor:坐标系改变，但转子与定子之间的相对位置不变，相当于准稳态计算。适合于流体速度远大于交

3、界面位置的机械转动速度时（即转速较慢），此模型计算量最小。此联结方式下有两个参数可以设置：RotationalOffset和TransformationType.对于RotationalOffset，可以用于不提前改变网格相对位置，而实现不同转子/定子相对位置下的流场计算。对于TransformationType,当pitchratio不等于1或者当interface中的两个网格面不完全overlap时，可以选择”Automatic”，当interface的两网格面完全overlap时可以选择”None”。Stage:多叶片通道被同时求解时，在旋转区域和静止区域之间进行物理量周向平均。适合于流

4、速和机械转动速度量级相当时（即转速较快），此模型计算量大于FrozenRotor，此模型型适合于多级旋转机械的计算。推荐应用FrozenRotor获得初解，然后应用Stage获得精确解。此联结方式下有一个参数可以设置：PressureProfileDecay，这是为了避免交界面求解的不稳定性，一般设为0.05。SameFrameWithFrozenRotor或SameFrameWithStage：适用于坐标系没有改变，而存在pitchchange（匹配度不等于1）时。如果此时不选择上述两选项 ， 而 选 择 “None” ， 则 程 序 不 会 考 虑 “pitchchange” 和 “sha

5、pechange” 的 影 响 。TransientRotor-Stator：真实考虑瞬态效应的模型， 计算量最大。 有参数TransformationType可供设置 （祥见FrozenRotor中的介绍）。2.旋转机械旋转机械PitchRatio的介绍的介绍有三种选择：Automatic/Value/SpecifiedPitchAngles.其中Automatic自动处理；Value是给定Pitchratio的值；SpecifiedPitchAngles是分别制定Side1和Side2的角度。3.旋转机械的时间步长设置旋转机械的时间步长设置对于稳态计算（FrozenRotor/Stage）

6、,时间步长=1/w w，如：转速 W W=523rad/s，则时间步长正文2=1/523=0.002s.对于瞬态计算（TransientRotor-Stator）,时间步长 W 旋转机械走过1个pitch所用时间的1/10,比如：转速 3 3=523rad/s,动静叶匹配关系为60/113,则通过一个pitch的时间=（2*PI/60）*（1/W W）=2.0e-4s,要在这一个pitch上计算至少十步，所以时间步长 W2.0e-5s.4.关于给压差计算流量的测试结果（关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0与与Fluent6.3.26比较）比较）（测试几何模型：直管，半径1cm，长度10

7、0cm）工况边界设置计算结果CFX1（参考压力=1atm）不可压空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-1.0Pa,入口静压=-4085Pa,出口静压=-8001.7Pa,质量流量=0.0308kg/sCFX2（参考压力=1atm,298K）理想空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-1.7Pa,入口静压=-3938Pa,出口静压=-8001.9Pa,质量流量=0.0294kg/sCFX3（参考压力=1atm,298K）理想空气：入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-171.6Pa,入口静压=-4024.4Pa,出口静压=-8001

8、.8Pa,质量流量=-0.0291kg/sFluent2（参考压力=1atm,298K）理想空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=0Pa,入口静压=-3845Pa,出口静压=-8000Pa,质量流量=0.02925kg/sFluent3（参考压力=1atm,298K）理想空气：入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-170Pa,入口静压=-3923Pa,出口静压=-8000Pa,质量流量=0.02889kg/s5.CFX火灾喷淋仿真方法火灾喷淋仿真方法火灾气体中含有：CO/CO2/O2/H2O/N2喷淋液体就是水雾：H2O（Liquid）正文3仿真过程：

9、1定义可变气体混合物(CO/CO2/O2/H2O/N2)2定义液体水：H20(L)3一定要定义“HomogeneousBinaryMixture”混合物： 材料1是H20,材料2是H2O(L),而且H2O和H2O(L)之间的转换必须设定为“AntonieEquation”的形式， 这样在定义“FlluidPairs”时应用“LiquidEvaporationModel”模型。参考下面的图片：Outline|Expressions|OutputControlMaterial:mixtureDetailsofmiKtureBasicSettings|MixturePropertiesOptionO

10、utline|Expressions|OutputControlMaterial:H20VL1Q)etailsofH20VLBasicSettings|SaturationProperties|Option|nogeneonsBinaryMixtureMaterialGrouppCombustion.,WaterData二|JMaterial1H20JMaterial2flMaterialDes匚ription|H2OIdJ田Outline|Expressions|OutputControl|Material:H20VLDomain:flowdetailsofflowGeneralOption

11、sFluidModelsFluidDetailsFluidPairsParticleInjectionRegionsInitialisationnFluidPairsmixture|H20Imixture|H20IpiableCompositionMixture|MaterialGroupMaterialsListJMaterialDes匚ription|InterphaseMassTransfer|COjCO2jH20,N2,02厂ThermodynamicState厂CoordFrame日一iParti匚leCoupling|Fully匚口口已 T曰一DragForceOption5cKi

12、llerNaumann厂LinearisationBlendFactor田一IrHeatTiwsfer曰一Option|RanzMarshallParticleBreakup-ComponentPairs曰一rlFH20|H20IOptionCOIH20IC02|H20IH20|H20IN2|H20I02|H20IEH|LiquidEva口口日曰口仃Model|-LatentHeat日OptionAutomaticSurf日匚已TensionCoeffi匚ientMomentumTransfer,-Non-dragForces正文46.CFX-Pre中的中的DomainInterface的设置

13、说明的设置说明(V12.1)一、Interface的类型：六大类交界面类型：Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.二、Interface模型的选择：InterfaceModelOption：TranslationalPeriodicityInterfaceModelOption：RotationalPeriodicityInterfaceModelOption：GeneralPeriodicity三、Mesh连接方式：7.如何在一个如何在一个case中实现不同的计算域使用不同的流体

14、介质中实现不同的计算域使用不同的流体介质? ?UsingMultipleDomainsFor:anygivenCFDprobleni,moreth：diionedom；ditimaybedefiiied.E：-ydefault,thephysi匚;mlmodelsusedin巳mehdom；ditimustbeconsistent;th已r已fore,已achtimeyou匚r已就已or已 litadoniiaiti,thephysicalmodels(fluidlists,heattrmsfermod已1気已tej； teappE已1across:alli：loiii；insofth已sai

15、l已typ已(e.g-?fluidorsolid),possiblyovenvritingmodels匚hosene；rlierforotherdom；Ltis.PleasenotethefoEowing:Itispossibletooverridetinsbehavior:mddefinedifferentphysic：dl匚onditionsindistin匚tseptatefluiddomidiiis.Tinsc：diibedoneeitherbysettingtheenvirontiient.volatileto:anyvduebeforestartingANSYSCFJ-Pre,or

16、byenatiluigbetafeatures:andsettingthe匚 门 : 三： t 曰 门tDcjmainPhysics爼 匚tionbyright-匚lk ： ImigontheSimulationbrmch.Tliiswillresultinno匚heclmigforconsist已ntphysicsrosssep；ratedotiiiiiiisbyAMSYSCFX-Pre.siniulationthathasb已已nde&ti已曰intinsmod已willremember1th已死settingswhenitisre-openediiiCFJ-Pre.Som已exc

17、eptions已idstwhenusingfluid:andsoEdi：loiii；instog已th已r；mnldsoto:allowMFRmultipl已住;mm已ofr已ference)simulationstobede&ti已LIfai：lom；ditiinterfaceisrequired,refertoUsingDom；ditiInterfa匚弟foritiformationonthecorrectuseofinterfaces.CFX求解器求解器1.计算时出错：计算时出错：“InsufficientCatalogueSize”女口何解决？女口何解决？答：FromtheSo

18、lverManager,edityourdefinitionfile(Tools/EditDefinitionFile)andaddtheCatalogueSizeMultiplierparameterwithintheFLOW/SOLVERCONTROLsection.Usearealvalue,like1.2orhigheruntilthesolvermanages.正文5(答案来源于：www.cfd-)2.CFX并行分区算法并行分区算法CFX用基于节点的分区算法，因为这样可以保证基于节点的线性求解器的连续性。有七种分区算法：1MeTiS算法：此算法先对网格信息构建出一个拓扑几何，然后把网

19、格粗化降低至几百个点，对粗化后的图形对分成两部分，把分割后的区域返回投影到原始模型上，达到分区的目的。此算法默认是基于域(IndependentPartitioning)的基础上分区，分区过程如果不想考虑多域带来的影响，则选择“CoupledPartitioning”。此方法需要较多内存。2RecursiveCoordinateBisecton算法：此分区算法是基于网格的全局坐标，每步对分成两部分时都实在区间最大的坐标方向上进行。这种算法所需要的附件内存较小，但可能带来每个分区内存在几个孤立域。3OptimizedRecursiveCoordinateBisection算法： 此算法类似Rec

20、ursiveCoordinateBisection算法， 但允许在任一方向上分区。4UserDefinedDirection算法：沿着用户指定的矢量方向上分区。5Radial算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其径向方向上分区。6Circumferential算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其周向上分区。7JunctionBox算法：通过CCL语言，来实现用户指定自己的分区算法。3.CFX如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？命令如下：cfx5solve-deftest.def-initialtest_001.res4.

21、关于关于CFX并行的几个问题？并行的几个问题？机器满负荷运转为什么有时候会出现挂起不算的现象？如果满负荷运转， 有可能会出现中间某些数据传递被延迟或截断，导致计算挂起，或者发散。别的软件如dyna也出现过满负荷运转挂起的问题。建议每个节点不要用满8核。串行计算1G内存最多算多少万六面体网格，多少万四面体网格？六面网格大约70万节点；正文6四面体网格大约35万节点，175万单元。并行计算，1个CPU（2核）最多承担多少六面体网格，多少四面体网格，1个节点（八核16G内存）最多承担多少六面体网格，多少四面体网格？这个和内存有关系，我们1000万hexa算例在1个cpu上也跑过；八核16G内存最多承

22、担六面体1000万节点，承担四面体网格500万节点，2500万单元。多少六面体网格，多少四面体网格量以内建议不分节点计算？tetra，每个核最少分配3万节点，hexa，每个核最少分配7.5万节点。5.CFX并行模式：并行模式：1series:单CPU。2PVMLocalParallel：PVM即ParallelVirtualMachine.支持异构系统。3PVMDistributedParallel:多机PVM。4MPICHLocalParallelforWindows：MPICH（message-passinglibraries）：支持同构系统。同构系统下，MPICH比PVM效率更高，而PV

23、M比MPICH更可靠。5MPICHDistributedParallelforWindows:多机Windows系统MPICH。6RSH服务：RemoteShellService。6.ke和和SST两个模型计算阻力测试？两个模型计算阻力测试？管形（介质：水）湍流模型流速阻力压差直管d=2cm/L=100cmke0.5m/s0.053N174Pa直管d=2cm/L=100cmSST0.5m/s0.053N174Pa波纹管？7.CFX进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】HiZhenya-TheCFXsolversupportsorthotropi

24、cthermalconductivity.ItisahiddenbetafeaturewhichmeansthatyouneedtosetitupbyeditingtheCCLoutsideofCFX-Pre.Todothis,setupyoursimulationandwriteoutadefinitionfilewiththethermalconductivityforthematerialofinterestsettoaconstantvalue.正文71.Youwillthenextractthecclcontentfromthedefinitionfiletoatextfileusi

25、ngthefolloiwngcommandwhichyoucanexecutefromtheCFXcommandprompt(CFXLauncher/Tools/CommandLine).Supposethatyourdefinitionfileisnamedtest.def.Youwouldtypethefollowingcommand:cfx5cmds-read-deftest.def-texttest.cclYouwillthenhaveatextfilecalledtest.cclwiththeproblemsetupinformation.2. Youtheneditthetest.

26、cclfileandreplace,forthematerialofinterest.THERMALCONDUCTIVITY:Option=ValueThermalConductivity=12.0WmA-1KA-1ENDwith:THERMALCONDUCTIVITY:Option=OrthotropicCartesianComponentsThermalConductivityXComponent=1WmA-1KA-1ThermalConductivityYComponent=2WmA-1KA-1ThermalConductivityZComponent=3WmA-1KA-1ENDIuse

27、d1,2,3forconvenience.ThisisfortheCartesianComponents,ifyouprefertouseCylindricalComponents,usethefollowingtexttoreplacetheoldone:THERMALCONDUCTIVITY:正文8Option=OrthotropicCylindricalComponentsThermalConductivityAxialComponent=1WmA-1KA-1ThermalConductivityThetaComponent=2WmA-1KA-1ThermalConductivityrC

28、omponent=3WmA-1KA-1AXISDEFINITION:Option=CoordinateAxisRotationAxis=Coord0.1ENDENDWhereCoord0.1istheglobalXaxis,soglobalYandZaxiswillbeCoord0.2andCoord0.3,respectively.3. Youthenwritethemodifiedtest.cclbacktothedefinitionfileusingthefollowingcommand:cfx5cmds-write-deftest.def-txttest.ccl4. Youwillseeinyoursubsequentoutputfile(whenrunningthecase)正文9thattheorthotropicvaluesarethere.C.KurtSvihla,Ph.D.SeniorTechnicalServicesEngineerANSYS,Inc.Southpointe275TechnologyDriveCanonsburgPA15317Tel:(724)514-3600Fax:(724)514-8.CFX提交求解出错？提交求解出错？(onMODE5)正文10CFX后处理后处理1.如何在如何在CFX-Post中求温度或密度等中求温