2024年-FLOWD使用简介学习课件

第一章、FLOW-3D

简介FLOW-3D®v9.312024/5/6公司简介FLOW-3D

®应用范围FLOW-3D®的优势FLOW-3D®V9.3新功能的简介22024/5/6FlowScience开发，行销以及提供FLOW-3D（计算流体力学）軟件的技术支持。提供专业的计算流体力学（ComputationalFluidDynamics）工程技术服务以及客制化解决方案。32024/5/6FLOW-3D®FLOW-3D是一套综合性，多用途的计算流体力学软件，可以广泛的应用于各种流体流动以及热传问题的求解上。42024/5/6公司历史1980年，由Dr.C.W.Hirt创立的FlowScience，于美国新墨西哥州Alamos成立，其目标是提供一套计算精确的CFD（计算流体力学）软件。

1985年，FLOW-3D®

商业版正式释出。其特有的VOF（VolumeofFluid）计算技术，能够提供极为真实且详尽的自由液面（Freesurface）流场信息，在产品开发上可作为非常重要且可靠的参考依据。

由于其精确而稳定的特性，20多年来，FLOW-3D®

已受到如美国火箭实验室、海军、英国水利署、利物普大学、通用汽车及HP…等等许多重要研究单位与国际大厂的肯定。52024/5/6FLOW-3D®

的应用范围MetalCasting铸造（包括压铸、重力铸造等）Coating喷涂MicroFluid微流体water&environmentalengineering水利水电工程Marine船舶Welding焊接62024/5/6FLOW-3D®

的应用范围OffShorePlatform近海平台InkJets喷墨Valve阀门等流体控制MultiphaseFluid多相流ConsumerProduct消费品Aerospace航空航天72024/5/6仿真求解的优势在电脑的计算求解下，设计人员可测试多项工程上之设计变更以及得到合适的结果。测试设计方案以及事前找出设计缺陷。比较多种设计方案之优劣。减少水工模型制作所需要花费的时间及金钱。82024/5/6FLOW-3D®

的优点自由液面（freesurface）仿真之高精确度。在FAVORTM与Multi-Block网格建立的技术下，可快速完成方案设定。强大的物理模型仿真能力。

完整的技术支持资料（包含各类方程式以及设定项目）。92024/5/6铸造领域的应用GravityPourLostFoam铸造领域应用:

重力铸造GravityCasting

高压铸造HighPressureDieCasting

低压铸造LowPressureCasting

倾斜铸造TiltPour

挤压铸造SqueezeCasting

连续铸造ContinuousCasting

离心铸造CentrifugalCasting

熔模铸造InvestmentCasting

半固态金属制程Semi-solidMetalProcessing

触变铸造ThixocastingTiltPourCentrifugalSqueezeCasting102024/5/6FLOW-3D

操作注意事项分析前，将分析图档（*.stl）以及分析档（Prepin.*）放置在同一路径下。路径名称必须为英文或是数字。分析档案可能相当大（数GB~数十GB），请先确认硬盘空间足够。分析网格数量与内存大小有关，请先确认内存足够（建议最小内存=2GB）。112024/5/6VOF（VolumeofFluid）1975年，Dr.Hirt&Dr.Nichols发表VOF技术1.定义流体的液面动作状态

2.追踪流体液面流动时的变化

3.定义流体流动时的边界条件设定所有的CFD软件，关于自由液面的定义，均Follow此一准则。122024/5/6FAVOR®利用FAVOR技术，使曲面造型的Model也能够顺利的以矩形网格加以描述，使分析模型不会失真。STL图档FLOW-3D

网格图档132024/5/6FAVOR对网格数量的影响FLOW-3D采用FAVOR技术，因此同样的几何造型（如下图），FAVOR仅需三个网格就可以描述得很精确，但是传统的FDM技术必须以较多的网格数量才能够达到相同的要求。FAVOR传统的FDM142024/5/6新功能简介全新的操作管理方式Navigator模拟设定全新的restart逻辑计算加强模型设定后处理功能更新能够直接以载入

STL图档（显示几何），包括了GMO功能自动更新功能求解器执行过程中可以随意调整计算采用的数值方式新的物理模型:thermallyactivemoldvolume

deformingmembranesandwallstwocomponent,vapor/gasphasechange更多的应用方式-指定结果输出加强数值模型的稳定度计算152024/5/6Navigatorsimulationsworkspacessimulation传统的prepin档内设定的名称(project)workspace–全新的管理方式，以下为功能介绍workspace可以是:同一专案内，不同的设定不同的设计专案传统与restart的模拟Navigator让使用者能够在单一操作画面下，进行多个不同专案的设定。模拟顺序可以由使用者指定162024/5/6RunningSimulationsinNavigator执行完成执行中排序中Simulationscenarios:-执行单一的simulation-依序执行workspace内的所有simulation-依序执行

portfolio

内的所有simulation-执行『已选择』的simulation（如果token的数量足够，可以同时执行多个模拟）172024/5/6RuntimeInteractionwithSolver:ChangingNumericalOptions182024/5/6目的:

执行分析的过程中，可以尝试不同的数值方法，测试何种数值方法方式能够更快，更精确的得到结果。

调整原始设定,例如：重新设定分析的结束时间

所有的资料会在mentortips

内进行反应.功能:

所有在Numericstab内的数值选项，都可以在执行过成中随时调整。不需要把整个执行中断再重新设定;

在执行任何分析前，可以先设定restartdata

–为了安全起见;

设定过程中与时间（time）相关的选项可以重新设定;

新的设定可以存入simulation的

prepin

档;

分析过程中，如果觉得更改的设定不算好，可以随时切换成原始设定;

所有的变更调整都自动纪录在log档中.RuntimeInteractionwithSolver:ChangingNumericalOptions192024/5/6执行

Restarts主要变更部份:传统的restart设定方式：档名更改

prepinr.*

新的restart设定方式：档名改以prepin.*更名;新的设定方法，只需要在执行restart前指定

flsgrf

，不需要再以更名为prepinr.*的方式进行计算设定.新的设定方式让设计人员能够更有弹性的操作软件

从同一个

flsgrf档案执行restart:

多顺序的restart设定方式:RestartdatasourcefileflsgrfRestartsimulation#1Restartsimulation#2Restartsimulation#3simulation#1simulation#2simulation#3…202024/5/6设定

RestartNavigator让使用者可以简单的建立restartsimulation212024/5/6定义重新启动flsgrf文件源从列表中选择重新启动时间RestartSimulation

细项设定使用者可以用浏览的方式检视希望继续分析的时间。Restart的source(flsgrf.dat)不需要一定与设定档在同一个文件夹内。如果执行时restartsource档案存在，程式会自动列出使用者可以选择restart执行的时间点。222024/5/6开发动机: UnstructuredMemoryAllocation(UMA)能够大幅增加铸造模拟时充型的执行效率，但是以UMA计算时无法同步计算模具的温度变化影响。然而:

充型过程中，熔融金属对模具热影响实际上仅有模穴周边的固定距离，热传计算时不需要计算整个模具的温度变化。9.3

版中，使用者可以设定热传边界的『厚度』。一旦设定厚度，热传计算仅会在该段距离内加以计算。如此可以以较高效率但是仍然保有计算精度。

模具内没有计算的部份，程序会自动以

adiabaticboundarycondition

加以替换。AluminumflowoverH-13steel,time=100ms,ThermallyActiveMoldVolumemetaltemperaturedietemperaturecmcm232024/5/6Solutionforone-dimensionalheatflowintosemi-infinitemediumfromCasting:AnAnalyticalApproach,Reikher,Barkhudarov,Springer2007.3mm180ms0.00312mm30ssandcastingdiecasting使用者仅需简单设定每个物件thermallayer的厚度程式仅会在指定的厚度内计算热传性质如果未设定厚度，预设的计算方法与传统全模穴热传计算的方式相同。估算

HeatPenetrationDepth242024/5/6Tiltpour,fillingtime20seconds

（倾斜铸造，充型时间为20秒）:totalinitialcellcount:2.2millioncellswith40mmthermalshell:930kactivecells=740kinmold+185kinmetalNote:Theinactivepartofthemoldisnotshownherejusttoillustratetheeffectofdeactivatingcells.HeatPenetrationDepth:ExamplesDiecasting,fillingtime56msec

（压铸,充型时间0.056sec）fulldievolume:4millionactivecellsCPUtime:26hours5mmthickthermally-activedievolume:652,000activecells,354,000(open)+284,000(die)CPUtime:10hours252024/5/6distancetravelle