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2017-01-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
8 什么叫邊界條件?有何物理意義?它與初始條件有什么關(guān)系?
邊界條件與初始條件是控制方程有確定解的前提。
邊界條件是在求解區(qū)域的邊界上所求解的變量或其導數(shù)隨時間和地點的變化規(guī)律。對于任何問題,都需要給定邊界條件。
初始條件是所研究對象在過程開始時刻各個求解變量的空間分布情況,對于瞬態(tài)問題,必須給定初始條件,穩(wěn)態(tài)問題,則不用給定。對于邊界條件與初始條件的處理,直接影響計算結(jié)果的精度。
在瞬態(tài)問題中,給定初始條件時要注意的是:要針對所有計算變量,給定整個計算域內(nèi)各單元的初始條件;初始條件一定是物理上合理的,要靠經(jīng)驗或?qū)崪y結(jié)果確定。
10 在數(shù)值計算中,偏微分方程的雙曲型方程、橢圓型方程、拋物型方程有什么區(qū)別?
很多描述物理問題的控制方程最終就可以歸結(jié)為偏微分方程,描述流動的控制方程也不例外。
從數(shù)學角度,一般將偏微分方程分為橢圓型(影響域是橢圓的,與時間無關(guān),且是空間內(nèi)的閉區(qū)域,故又稱為邊值問題),雙曲型(步進問題,但依賴域僅在兩條特征區(qū)域之間),拋物型(影響域以特征線為分界線,與主流方向垂直;具體來說,解的分布與瞬時以前的情況和邊界條件相關(guān),下游的變化僅與上游的變化相關(guān);也稱為初邊值問題);
從物理角度,一般將方程分為平衡問題(或穩(wěn)態(tài)問題),時間步進問題。
兩種角度,有這樣的關(guān)系:橢圓型方程描述的一般是平衡問題(或穩(wěn)態(tài)問題),雙曲型和拋物型方程描述的一般是步進問題。
至于具體的分類方法,可以參考一般的偏微分方程專著,里面都有介紹。關(guān)于各種不同近似水平的流體控制方程的分類,可以參考張涵信院士編寫《計算流體力學—差分方法的原理與應(yīng)用》里面講的相當詳細。
三種類型偏微分方程的基本差別如下:
1)三種類型偏微分方程解的適定性(即解存在且唯一,并且解穩(wěn)定)要求對定解條件有不同的提法;
2)三種類型偏微分方程解的光滑性不同,對定解條件的光滑性要求也不同;
橢圓型和拋物型方程的解是充分光滑的,因此對定解條件的光滑性要求不高。而雙曲型方程允許有所謂的弱解存在(如流場中的激波),即解的一階導數(shù)可以不連續(xù),所以對定解條件的光滑性要求很高,這也正是采用有限元法求解雙曲型方程困難較多的原因之一。
3)三種類型偏微分方程的影響區(qū)域和依賴區(qū)域不一樣。
在雙曲型和拋物型方程所控制的流場中,某一點的影響區(qū)域是有界的,可采用步進求解。如對雙曲型方程求解時,為了與影響區(qū)域的特征一致,采用上風格式比較適宜。而橢圓型方程的影響范圍遍及全場,必須全場求解,所采用的差分格式也要采用相應(yīng)的中心格式。
以上只是一些較為膚淺的概念,如想深入,可參考相關(guān)的偏微分方程及數(shù)值計算等書籍
個人看法:理解偏微分方程所屬類別,對于選擇合適的方法、正確處理邊界條件等有一定的幫助,但是不建議在這方面花費太多時間,開始看不懂沒關(guān)系,先學習著,以后回頭再看會有新的理解。
13 在GAMBIT中顯示的“check”主要通過哪幾種來判斷其網(wǎng)格的質(zhì)量?及其在做網(wǎng)格時大致注意到哪些細節(jié)?
判斷網(wǎng)格質(zhì)量的方面有:
Area單元面積,適用于2D單元,較為基本的單元質(zhì)量特征。
Aspect Ratio長寬比,不同的網(wǎng)格單元有不同的計算方法,等于1是最好的單元,如正三角形,正四邊形,正四面體,正六面體等;一般情況下不要超過5:1.
Diagonal Ratio對角線之比,僅適用于四邊形和六面體單元,默認是大于或等于1的,該值越高,說明單元越不規(guī)則,最好等于1,也就是正四邊形或正六面體。
Edge Ratio長邊與最短邊長度之比,大于或等于1,最好等于1,解釋同上。
EquiAngle Skew通過單元夾角計算的歪斜度,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。最好是要控制在0到0.4之間。
EquiSize Skew通過單元大小計算的歪斜度,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。2D質(zhì)量好的單元該值最好在0.1以內(nèi),3D單元在0.4以內(nèi)。
MidAngle Skew通過單元邊中點連線夾角計算的歪斜度,僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。
Size Change相鄰單元大小之比,僅適用于3D單元,最好控制在2以內(nèi)。
Stretch伸展度。通過單元的對角線長度與邊長計算出來的,僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。
Taper錐度。僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。
Volume單元體積,僅適用于3D單元,劃分網(wǎng)格時應(yīng)避免出現(xiàn)負體積。
Warpage翹曲。僅適用于四邊形和六面體單元,在0到1之間,0為質(zhì)量最好,1為質(zhì)量最差。
以上只是針對Gambit幫助文件的簡單歸納,不同的軟件有不同的評價單元質(zhì)量的指標,使用時最好仔細閱讀幫助文件。
另外,在Fluent中的窗口鍵入:grid quality 然后回車,Fluent能檢查網(wǎng)格的質(zhì)量,主要有以下三個指標:
1.Maxium cell squish: 如果該值等于1,表示得到了很壞的單元;
2.Maxium cell skewness: 該值在0到1之間,0表示最好,1表示最壞;
3.Maxium 'aspect-ratio': 1表示最好。
以上的一些只是簡略提要,具體的請參考相關(guān)資料。
個人看法:不管有多少參考書,最詳細的還是要看軟件的幫助文檔和例子。
18 在設(shè)置GAMBIT邊界層類型時需要注意的幾個問題:a、沒有定義的邊界線如何處理?b、計算域內(nèi)的內(nèi)部邊界如何處理(2D)?
gambit默認為wall,一般情況下可以到fluent再修改邊界類型。內(nèi)部邊界如果是split產(chǎn)生的,那么就不需再設(shè)定了,如果不是,那么就需要設(shè)定為interface或者是internal.
19 為何在劃分網(wǎng)格后,還要指定邊界類型和區(qū)域類型?常用的邊界類型和區(qū)域類型有哪些?
要得到一個問題的定解就需要有定解條件,而邊界條件就屬于定解條件。也就是說邊界條件確定了結(jié)果。不同的流體介質(zhì)有不同的物理屬性,也就會得到不同的結(jié)果,所以必須指定區(qū)域類型。對于gambit來說,默認的區(qū)域類型是fluid,所以一般情況下不需要再指定了。
20 何為流體區(qū)域(fluid zone)和固體區(qū)域(solid zone)?為什么要使用區(qū)域的概念?FLUENT是怎樣使用區(qū)域的?
Fluid Zone是一個單元組,是求解域內(nèi)所有流體單元的綜合。所激活的方程都要在這些單元上進行求解。向流體區(qū)域輸入的信息只是流體介質(zhì)(材料)的類型。對于當前材料列表中沒有的材料,需要用戶自行定義。注意,多孔介質(zhì)也當作流體區(qū)域?qū)Υ?/span>
Solid Zone也是一個單元組,只不過這組單元僅用來進行傳熱計算,不進行任何的流動計算。作為固體處理的材料可能事實上是流體,但是假定其中沒有對流發(fā)生,固體區(qū)域僅需要輸入材料類型。
Fluent中使用Zone的概念,主要是為了區(qū)分分塊網(wǎng)格生成,邊界條件的定義等等;
21 如何監(jiān)視FLUENT的計算結(jié)果?如何判斷計算是否收斂?在FLUENT中收斂準則是如何定義的?分析計算收斂性的各控制參數(shù),并說明如何選擇和設(shè)置這些參數(shù)?解決不收斂問題通常的幾個解決方法是什么?
可以采用殘差控制面板來顯示;或者采用通過某面的流量控制;如監(jiān)控出口上流量的變化;采用某點或者面上受力的監(jiān)視;渦街中計算達到收斂時,繞流體的面上受的升力為周期交變,而阻力為平緩的直線。
怎樣判斷計算結(jié)果是否收斂?
1)觀察點處的值不再隨計算步驟的增加而變化;
2)各個參數(shù)的殘差隨計算步數(shù)的增加而降低,最后趨于平緩;
3)要滿足質(zhì)量守恒(計算中不牽涉到能量)或者是質(zhì)量與能量守恒(計算中牽涉到能量)。
特別要指出的是,即使前兩個判據(jù)都已經(jīng)滿足了,也并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了,因為,如果松弛因子設(shè)置得太緊,各參數(shù)在每步計算的變化都不是太大,也會使前兩個判據(jù)得到滿足。此時就要再看第三個判據(jù)了。
還需要說明的就是,一般我們都希望在收斂的情況下,殘差越小越好,但是殘差曲線是全場求平均的結(jié)果,有時其大小并不一定代表計算結(jié)果的好壞,有時即使計算的殘差很大,但結(jié)果也許是好的,關(guān)鍵是要看計算結(jié)果是否符合物理事實,即殘差的大小與模擬的物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性有關(guān),必須從實際物理現(xiàn)象上看計算結(jié)果。比如說一個全機模型,在大攻角情況下,解震蕩得非常厲害,而且殘差的量級也總下不去,但這仍然是正確的,為什么呢,因為大攻角下實際流動情形就是這樣的,不斷有渦的周期性脫落,流場本身就是非定常的,所以解也是波動的,處理的時候取平均就可以呢:)
個人看法:大方向如上面所說,具體問題還要多做、多體會,經(jīng)驗很重要。
22 什么叫松弛因子?松弛因子對計算結(jié)果有什么樣的影響?它對計算的收斂情況又有什么樣的影響?
網(wǎng)上回答:
1)亞松馳(Under Relaxation):所謂亞松馳就是將本層次計算結(jié)果與上一層次結(jié)果的差值作適當縮減,以避免由于差值過大而引起非線性迭代過程的發(fā)散。用通用變量來寫出時,為松馳因子(Relaxation Factors)?！稊?shù)值傳熱學-214》
2)FLUENT中的亞松馳:由于FLUENT所解方程組的非線性,我們有必要控制的變化。一般用亞松馳方法來實現(xiàn)控制,該方法在每一部迭代中減少了的變化量。亞松馳最簡單的形式為:單元內(nèi)變量等于原來的值加上亞松馳因子a與變化的積, 分離解算器使用亞松馳來控制每一步迭代中的計算變量的更新。這就意味著使用分離解算器解的方程,包括耦合解算器所解的非耦合方程(湍流和其他標量)都會有一個相關(guān)的亞松馳因子。在FLUENT中,所有變量的默認亞松馳因子都是對大多數(shù)問題的最優(yōu)值。這個值適合于很多問題,但是對于一些特殊的非線性問題(如:某些湍流或者高Rayleigh數(shù)自然對流問題),在計算開始時要慎重減小亞松馳因子。使用默認的亞松馳因子開始計算是很好的習慣。如果經(jīng)過4到5步 的迭代殘差仍然增長,你就需要減小亞松馳因子。有時候,如果發(fā)現(xiàn)殘差開始增加,可以改變亞松馳因子重新計算。在亞松馳因子過大時通常會出現(xiàn)這種情況。最為安全的方法就是在對亞松馳因子做任何修改之前先保存數(shù)據(jù)文件,并對解的算法做幾步迭代以調(diào)節(jié)到新的參數(shù)。最典型的情況是,亞松馳因子的增加會使殘差有少量的增加,但是隨著解的進行殘差的增加又消失了。如果殘差變化有幾個量級你就需要考慮停止計算并回到最后保存的較好的數(shù)據(jù)文件。注意:粘性和密度的亞松馳是在每一次迭代之間的。而且,如果直接解焓方程而不是溫度方程(即:對PDF計算),基于焓的溫度的更新是要進行亞松馳的。要查看默認的亞松弛因子的值,可以在解控制面板點擊默認按鈕。對于大多數(shù)流動,不需要修改默認亞松弛因子。但是,如果出現(xiàn)不穩(wěn)定或者發(fā)散你就需要減小默認的亞松弛因子了,其中壓力、動量、k和e的亞松弛因子默認值分別為0.2,0.5,0.5和0.5。
對于SIMPLEC格式一般不需要減小壓力的亞松弛因子。在密度和溫度強烈耦合的問題中,如相當高的Rayleigh數(shù)的自然或混合對流流動,應(yīng)該對溫度和/或密度(所用的亞松弛因子小于1.0)進行亞松弛。相反,當溫度和動量方程沒有耦合或者耦合較弱時,流動密度是常數(shù),溫度的亞松弛因子可以設(shè)為1.0。對于其它的標量方程,如漩渦,組分,PDF變量,對于某些問題默認的亞松弛可能過大,尤其是對于初始計算。你可以將松弛因子設(shè)為0.8以使得收斂更容易。
SIMPLE與SIMPLEC比較:
在FLUENT中,可以使用標準SIMPLE算法和SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)算法,默認是SIMPLE算法,但是對于許多問題如果使用SIMPLEC可能會得到更好的結(jié)果,尤其是可以應(yīng)用增加的亞松馳迭代時,具體介紹如下:
對于相對簡單的問題(如:沒有附加模型激活的層流流動),其收斂性已經(jīng)被壓力速度耦合所限制,你通?？梢杂肧IMPLEC算法很快得到收斂解。在SIMPLEC中,壓力校正亞松馳因子通常設(shè)為1.0,它有助于收斂。但是,在有些問題中,將壓力校正松弛因子增加到1.0可能會導致不穩(wěn)定。對于所有的過渡流動計算,強烈推薦使用PISO算法鄰近校正。它允許你使用大的時間步,而且對于動量和壓力都可以使用亞松馳因子1.0。對于定常狀態(tài)問題,具有鄰近校正的PISO并不會比具有較好的亞松馳因子的SIMPLE或SIMPLEC好。對于具有較大扭曲網(wǎng)格上的定常狀態(tài)和過渡計算推薦使用PISO傾斜校正。當你使用PISO鄰近校正時,對所有方程都推薦使用亞松馳因子為1.0或者接近1.0。如果你只對高度扭曲的網(wǎng)格使用PISO傾斜校正,請設(shè)定動量和壓力的亞松馳因子之和為1.0比如:壓力亞松馳因子0.3,動量亞松馳因子0.7)。如果你同時使用PISO的兩種校正方法,推薦參閱PISO鄰近校正中所用的方法。
個人看法:該問題的解釋很詳盡,讓我受益不少,但是具體的問題還是要經(jīng)歷真正的計算才有體會。
23 在FLUENT運行過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)“turbulence viscous rate”超過了極限值,此時如何解決?而這里的極限值指的是什么值?修正后它對計算結(jié)果有何影響?
Let's take care of the warning "turbulent viscosity limited to viscosity ratio****" which is not physical. This problem is mainly due to one of the following:
1)Poor mesh quality(i.e.,skewness > 0.85 for Quad/Hex, or skewness > 0.9 for Tri/Tetra elements). what values do you have?)
2)Use of improper turbulent boundary conditions.
3)Not supplying good initial values for turbulent quantities.
出現(xiàn)這個警告,一般來講,最可能的就是網(wǎng)格質(zhì)量的問題,尤其是Y+值的問題;在劃分網(wǎng)格的時候要注意,第一層網(wǎng)格高度非常重要,可以使用NASA的 Viscous Grid Space Calculator來計算第一層網(wǎng)格高度;如果這方面已經(jīng)注意了,那就可能是邊界條件中有關(guān)湍流量的設(shè)置問題,可參見流體中文網(wǎng)相關(guān)帖子。
24 在FLUENT運行計算時,為什么有時候總是出現(xiàn)“reversed flow”?其具體意義是什么?有沒有辦法避免?如果一直這樣顯示,它對最終的計算結(jié)果有什么樣的影響?
網(wǎng)上回答:
這個問題的意思是出現(xiàn)了回流,這個問題相對于湍流粘性比的警告要寬松一些,有些case可能只在計算的開始階段出現(xiàn)這個警告,隨著迭代的計算,可能會消失,如果計算一段時間之后,警告消失了,那么對計算結(jié)果是沒有什么影響的,如果這個警告一直存在,可能需要作以下處理:
1)如果是模擬外部繞流,出現(xiàn)這個警告的原因可能是邊界條件取得距離物體不夠遠,如果邊界條件取的足夠遠,該處可能在計算的過程中的確存在回流現(xiàn)象;對于可壓縮流動,邊界最好取在10倍的物體特征長度之處;對于不可壓縮流動,邊界最好取在4倍的物體特征長度之處。
2)如果出現(xiàn)了這個警告,不論對于外部繞流還是內(nèi)部流動,可以使用pressure-outlet邊界條件代替outflow邊界條件改善這個問題。
27 什么叫PDF方法?FLUENT中模擬煤粉燃燒的方法有哪些?
概率密度函數(shù)輸運輸運方程方法 (PDF方法)是近年來逐步建立起來的描述湍流兩相流動的新模型方法。所謂的概率密度函數(shù)(Probability Density Function,簡稱PDF)方法是基于湍流場隨機性和概率統(tǒng)計描述,將流場的速度、溫度和組分濃度等特征量作為隨機變量,研究其概率密度函數(shù)在相空間的傳遞行為的研究方法。PDF模型介于統(tǒng)觀模擬和細觀模擬之間,是從隨機運動的分子動力論和兩相湍流的基本守恒定律出發(fā),探討兩相湍流的規(guī)律,因此可作為發(fā)展雙流體模型框架內(nèi)兩相湍流模型的理論基礎(chǔ)。它實質(zhì)上是溝通E-L模型和E-E模型的橋梁,可以用顆粒運動的拉氏分析通過統(tǒng)計理論,即PDF方程的積分 建立封閉的E-E兩相湍流模型。
非預(yù)混湍流燃燒過程的正確模擬要求同時模擬混合和化學反應(yīng)過程。FLUENT 提供了四種反應(yīng)模擬方法:即有限率反應(yīng)法、混合分數(shù)PDF 法、不平衡(火焰微元)法和預(yù)混燃燒法?；鹧嫖⒃ㄊ腔旌戏謹?shù)PDF 方法的一種特例。該方法是基于不平衡反應(yīng)的,混合分數(shù)PDF 法不能模擬的不平衡現(xiàn)象如火焰的懸舉和熄滅,NOx 的形成等都可用該方法模擬。但由于該方法還未完善,在FLUENT 只能適用于絕熱模型。
對許多燃燒系統(tǒng),輻射式主要的能量傳輸方式,因此在模擬燃燒系統(tǒng)時,對輻射能量的傳輸?shù)哪M也是非常重要的。在FLUENT 中,對于模擬該過程的模型也是非常全面的。包括DTRM、P-1、Rosseland、DO 輻射模型,還有用WSGG 模型來模擬吸收系數(shù)。
30 FLUENT運行過程中,出現(xiàn)殘差曲線震蕩是怎么回事?如何解決殘差震蕩的問題?殘差震蕩對計算收斂性和計算結(jié)果有什么影響?在進行穩(wěn)態(tài)計算時候,開始殘差線是一直下降的,可是到后來各種殘差線都顯示為波形波動,是不是不收斂?
1)殘差波動的主要原因:高精度格式;網(wǎng)格太粗;網(wǎng)格質(zhì)量差;流場本身邊界復(fù)雜,流動復(fù)雜;模型的不恰當使用。
有些復(fù)雜或流動環(huán)境惡劣情形下確實很難收斂。計算的精度(2 階),網(wǎng)格太疏,網(wǎng)格質(zhì)量太差,等都會使殘差波動。經(jīng)常遇到,一開始下降,然后出現(xiàn)波動,可以降低松弛系數(shù),我的問題就能收斂,但如果網(wǎng)格質(zhì)量不好,是很難的。通常,計算非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,如果問題比較復(fù)雜,會出現(xiàn)這種情況,建議作網(wǎng)格時多下些功夫。理論上說,殘差的震蕩是數(shù)值迭代在計算域內(nèi)傳遞遭遇障礙物反射 形成周期震蕩導致的結(jié)果,與網(wǎng)格亞尺度雷諾數(shù)有關(guān)。例如,通常壓力邊界是主要的反射源,換成OUTFLOW 邊界會好些。這主要根據(jù)經(jīng)驗判斷。所以說網(wǎng)格和邊界條件是主要因素。
2)(1)網(wǎng)格問題:比如流場內(nèi)部存在尖點等突變,導致網(wǎng)格在局部質(zhì)量存在問題,影響收斂。
(2)可以調(diào)整一下courant number,courant number實際上是指時間步長和空間步長的相對關(guān)系,系統(tǒng)自動減小courant數(shù),這種情況一般出現(xiàn)在存在尖銳外形的計算域,當局部的流速過大或者壓差過大時出錯,把局部的網(wǎng)格加密再試一下。
在fluent中,用courant number來調(diào)節(jié)計算的穩(wěn)定性與收斂性。一般來說,隨著courant number的從小到大的變化,收斂速度逐漸加快,但是穩(wěn)定性逐漸降低。所以具體的問題,在計算的過程中,最好是把courant number從小開始設(shè)置,看看迭代殘差的收斂情況,如果收斂速度較慢而且比較穩(wěn)定的話,可以適當?shù)脑黾觕ourant number的大小,根據(jù)自己具體的問題,找出一個比較合適的courant number,讓收斂速度能夠足夠的快,而且能夠保持它的穩(wěn)定性。
31 數(shù)值模擬過程中,什么情況下出現(xiàn)偽擴散的情況?以及對于偽擴散在數(shù)值模擬過程中如何避免?
假擴散(false diffusion)的含義:
基本含義:由于對流—擴散方程中一階導數(shù)項的離散格式的截斷誤差小于二階而引起較大數(shù)值計算誤差的現(xiàn)象。有的文獻中將人工粘性(artificial viscosity)或數(shù)值粘性(numerical viscosity)視為它的同義詞。
拓寬含義:現(xiàn)在通常把以下三種原因引起的數(shù)值計算誤差都歸在假擴散的名稱下
1)非穩(wěn)態(tài)項或?qū)α黜棽捎靡浑A截差的格式;
2)流動方向與網(wǎng)格線呈傾斜交叉(多維問題);
3)建立差分格式時沒有考慮到非常數(shù)的源項的影響。
為克服或減輕數(shù)值計算中的假擴散(包括流向擴散及交叉擴散)誤差,應(yīng)當:
1) 采用截差階數(shù)較高的格式;
2) 減輕流線與網(wǎng)格線之間的傾斜交叉現(xiàn)象或在構(gòu)造格式時考慮到來流方向的影響。
3) 至于非常數(shù)源項的問題,目前文獻中,還沒有為克服這種影響而專門構(gòu)造的格式,但是高階格式顯然對減輕其影響是有利的。
32 FLUENT輪廓(contour)顯示過程中,有時候標準輪廓線顯示通常不能精確地顯示其細節(jié),特別是對于封閉的3D物體(如柱體),其原因是什么?如何解決?
FLUENT等高線(contour)顯示過程中,可以通過調(diào)節(jié)顯示的水平等級來調(diào)節(jié)其顯示細節(jié),Levels...最大值允許設(shè)置為100.對于 封閉的3D物體,可以通過建立Surface,監(jiān)視Surface上的量來顯示計算結(jié)果?；蛘哂嬎阒髮⒔Y(jié)果導入到Tecplot中,作切片圖顯示
33 如果采用非穩(wěn)態(tài)計算完畢后,如何才能更形象地顯示出動態(tài)的效果圖?
對于非定常計算,可以通過創(chuàng)建動畫來形象地顯示出動態(tài)的效果圖。
Solve->Animate->Define...,具體操作請參考Fluent用戶手冊。
34 在FLUENT的學習過程中,通常會涉及幾個壓力的概念,比如壓力是相對值還是絕對值?參考壓力有何作用?如何設(shè)置和利用它?
GAUGE PRESSURE 就是靜壓。
GAUGE total PRESSURE 是總壓。
這里需要強調(diào)一下 Gauge為名義值,什么意思呢?如果, INITIAL Gauge PRESSURE =0 ,那么 GAUGE PRESSURE 就是實際的靜壓Pinf。
GAUGE total PRESSURE 是實際的總壓Pt。如果INITIAL Gauge PRESSURE 不等于零
GAUGE PRESSURE = Pinf - INITIAL Gauge PRESSURE GAUGE total PRESSURE = Pt - INITIAL Gauge PRESSURE
35 在FLUENT結(jié)果的后處理過程中,如何將美觀漂亮的定性分析的效果圖和定量分析示意圖插入到論文中來說明問題?
1)在Fluent中顯示你想得到的效果圖的窗口,可以直接在任務(wù)欄中右鍵該窗口將其復(fù)制到剪貼板,保存;或者打印到文件,保存。
2)在Fluent中,在你想要保存相關(guān)窗口的效果圖時,首先激活效果圖監(jiān)視窗口,就是用鼠標左鍵監(jiān)視窗口,然后在Fluent中操作,Fluent->File->Hardcopy...,選擇好你想要的圖片格式,然后就可以保存了。
3)將計算結(jié)果或者相關(guān)數(shù)據(jù)導入到Tecplot中,然后作出你想要的效果圖,這種方法得出的圖片,個人感覺比Fluent得到的圖片美觀簡潔大方。
61 FLUENT help和GAMBIT help能教會我們(特別是剛?cè)腴T的新手)學習什么基本知識?
可以了解其基本原理和基本的操作。不過我覺得對于新手熟悉軟件最好的還是tutorial guide
個人認為:軟件的幫助文檔還是很有用的,無論對不初學者還是已經(jīng)相對熟練的“老手”都具有參考意義。
63 FLUENT模擬飛行器外部流場,最高MA多少時就不準確了?MA達到一定的程度做模擬需注意哪些問題?
不準確的標準是什么?沒有判斷標準就沒辦法判斷。一般來說fluent計算馬赫數(shù)大于3-5之后就不是很理想了(不過相信版本越新結(jié)果越好)。計算的時候應(yīng)該從低馬赫數(shù)慢慢往上算。比如說如果計算馬赫數(shù)是5的話,就在馬赫數(shù)4的計算結(jié)果上算,另外,求解器需選擇耦合和顯式的。(對于6.3來說,選擇基于密度的求解器)
68 做飛機設(shè)計時,經(jīng)常計算一些翼型,可是經(jīng)常出現(xiàn)計算出來的阻力是負值,出現(xiàn)負值究竟是什么原因,是網(wǎng)格的問題還是計算參數(shù)設(shè)置的問題?
如果這個問題對于某個人經(jīng)常出現(xiàn)的話,那就比較奇怪了,阻力是負值,難道就是傳說中的前緣吸力現(xiàn)身?呵呵,只是開個玩笑:),估計肯定是計算錯了或者是設(shè)置錯了。在飛機翼型氣動里面,阻力主要有兩種成份:壓差阻力和摩擦阻力。應(yīng)該是正值的。
排除是計算過程的其他問題,我覺得在使用Fluent進行這方面的計算時,需要注意兩個方面:
1)參考值的設(shè)置,也就是Report->Reference Values...
這些參考值,是用來計算Re,以及升力,阻力,力矩系數(shù)所要用到的。如果設(shè)置不當,即使計算過程是對的,所得到的升阻力等系數(shù)也是不對的。對于2D翼型仿真計算,比較容易出錯的就是里面的Area該寫什么,單位是平方米,這里應(yīng)該填寫翼型的弦長(Chord Length),The area here is actually area per unit depth;就是每單位展長的面積。
2)在監(jiān)視力的時候,關(guān)于力的矢量方向設(shè)置,Solve->Monitor->Force...
這個矢量方向千萬不要小看,不能填錯,填錯了就可能出現(xiàn)阻力是負值的錯誤,Fluent之前的版本所附帶的例子,關(guān)于NACA0012翼型的計算中,這里的矢量就設(shè)置錯了,受錯誤例子的影響,韓占忠那本書中三角形翼型的那個例子也設(shè)置錯誤,在書的第112頁的第6步的第(7)小步就設(shè)置錯誤,升力系數(shù)的力方向矢量,應(yīng)該是X=-0.087155,Y=0.996195;前面他也寫到要注意:要確保阻力和升力分別與來流平行和垂直,那么這兩個力矢量肯定是垂直的了,那么這兩個矢量的點乘就肯定等于零了;所幸的是,在Fluent6.3版本的例子中,這個錯誤已經(jīng)改正過來了。
74 大概需要劃分100萬個左右的單元,且只計算穩(wěn)態(tài)流動,請問這樣的問題PC機上算的了嗎?如果能算至少需要怎樣的計算機配置呢?
一般來說,按照1000個節(jié)點對1MB內(nèi)存這樣預(yù)估就差不多了,只計算穩(wěn)態(tài)流動,pc機應(yīng)該差不多了,不過因為一般的pc機可能在連續(xù)計算5、6天之后就出現(xiàn)浮點運算錯誤,所以如果計算不是很復(fù)雜,采用的求解器和湍流模型不是太好計算資源,應(yīng)該還是可以的。
如果使用pc機計算,建議至少采用2GB內(nèi)存,主板最好固態(tài)電容,不易爆漿,電源最好功率大典,應(yīng)該差不多了,現(xiàn)在流行四核cpu的,可以考慮使用四核的,這樣的配置下來也不比服務(wù)器差多少。
76 GAMBIT劃分三維網(wǎng)格后,怎樣知道結(jié)點數(shù)?如何知道總生成多少網(wǎng)格(整個模型)?
個人一般是將網(wǎng)格讀入fluent后,通過grid->info->size來看:)
77 在FLUENT的后處理中可以顯示一個管道的。某個標量的。圓截面平均值沿管道軸線(中心線)的變化曲線嗎?何顯示空間某一點的數(shù)值呀(比如某一點溫度)?
先創(chuàng)建一條ling(中心線),然后在xyplot中生成曲線
80 如何在gambit中輸入cad和Pro/e的圖形?如何將FLUNET的結(jié)果EXPORT成ANSYS的文件?
autocad需要將圖形轉(zhuǎn)化為sat格式,pro/e可以將文件轉(zhuǎn)化為igse或者stp格式。在fluent的flie/export 中可以選擇導出ansys格式的文件
81 入口和出口處的k和epsilon值怎么設(shè)置?
可參考陶文銓教授的《數(shù)值傳熱學》、《計算傳熱學的近代進展》,里面有非常具體的介紹,且容易掌握和實施。
87 courant數(shù):在模擬高壓的流場的時候,迭代的時候總是自動減小其數(shù)值,這是什么原因造成的,為什么?怎么修改?
這是流場的壓力梯度較大,Fluent自身逐步降低時間步長,防止計算發(fā)散。一般的處理辦法是:先將邊界條件上的壓力設(shè)置較低點,使得壓力梯度較小一點,等到收斂的感覺差不多,在這個基礎(chǔ)上,逐漸把壓力增大,這樣就不容易發(fā)散。
94 把帶網(wǎng)格的幾個volume,copy到另一處,但原來split的界面,現(xiàn)在都變成了wall,怎么才能把wall變成內(nèi)部流體呢?
直接邊界面定義為interior即可。
98 Gambit的網(wǎng)格相連問題:如果物體是由兩個相連的模型所結(jié)合,一個的網(wǎng)格劃分比較密、另一個比較稀疏,用Gambit有辦法將兩個網(wǎng)格密度不同的物體,相連在一起嗎?
請參考第16題答案。將兩種網(wǎng)格交界的地方設(shè)置成一對interface即可。
100 在FLUENT里定義流體的密度時,定義為不可壓理想流體是用在什么地方呀,講義上說是用于可變密度的不可壓流動,不知如何理解?
define/matirial 中定義?？勺兠芏鹊牟豢蓧嚎s流動,就是說在該流動下,流體介質(zhì)的密度可以認為不變。比如說空氣在流速在0.3馬赫的情況下都可以認為是密度不變的。
101 已經(jīng)建好的模型,想修改一些尺寸,但不知道頂點的座標,請問如何在gambit中顯示點的座標?
在gambit中的geometr-〉vortex->summarize vortices即可顯示點的坐標。
102 在FLUENT模擬以后用display下的操作都無法顯示,不過剛開始用的是好的,然后就不行了,為什么?
DirectX 控制面板中的“加速”功能禁用即可。
103 能否同時設(shè)置進口和出口都為壓力的邊界條件?在這樣的邊界條件設(shè)置情況下發(fā)現(xiàn)沒有收斂,研究的物理模型只是知道進口和出口的壓力,不知道怎么修改才能使其收斂?
當然可以同時設(shè)置進口和出口都為壓力的邊界條件。如果沒有收斂,需要首先看看求解器、湍流模型、氣體性質(zhì)和邊界條件時有沒有出現(xiàn)warning;其次,還是我上邊的帖子所說的,對于可壓流動,采用壓力邊界條件,不能一下把壓力和溫度加到所需值,應(yīng)該首先設(shè)置較低的壓力或溫度,然后逐漸增大,最后達到自己所需的值。
104 在FLUENT計算時,有時候計算時間會特別長,為了避免斷電或其它情況影響計算,應(yīng)設(shè)置自動保存功能,如何設(shè)置自動保存功能?
在非定常計算中讀入自動保存文件時如下出現(xiàn)問題:
Writing "F:\propane\16\160575.cas"...
Error: sopenoutputfile&: unable to open file for output
Error Object: "F:\propane\16\160575.cas"
Error: Error writing "F:\propane\16\160575.cas".
Error Object: #f
非定常的,算了一段之后停下來,改天繼續(xù)算的時候,自動保存的時候出現(xiàn)問題,請問如何解決?
File->write->Autosave就可以實現(xiàn)自動保存,自動保存的是date文件阿,你的怎么是CASE文件?
105 gambit劃分時運動部分與靜止部分交接面:一個系統(tǒng)的兩塊,運動部分與靜止部分交接部分近似認為沒有空隙(無限小,雖然實際上是不可能的),假設(shè)考慮做成一個實體,那么似乎要一起運動或靜止;假設(shè)分開做成兩個實體,那么交接處的兩個不完全重合的面要設(shè)為WALL還是什么呢,設(shè)成WALL不就不能過流了 嗎?
將這一對接觸面設(shè)置成Interface就行了,具體請參考第47題的解答。
108 想把gambit的圖形保存成圖片,可是底色怎么做成白色?
首先點開GAMBIT的EDIT菜單,其次點GRAPHICS,在下拉列表中點到 WINDOWS BACKGROUND COLOR BLACK 一項 在下面VALUE 中填寫WHITE,再點左面的MODIFY,就可以了。
110 在分析一個轉(zhuǎn)輪時,想求得轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)矩,不知道fluent中有什么方法可以提供該數(shù)據(jù)。本來想到用葉片上面的壓力乘半徑,然后做積分運算,但是由于葉片正反壁面統(tǒng)一定義的,即全部定義為wall-rn1,所以分不出方向來了。
report/force/moment 定義需要計算的面和旋轉(zhuǎn)中心就ok了 。
111 如何在gambit中實現(xiàn)坐標軸的變換:有一個三維的網(wǎng)格,想在柱坐標中實現(xiàn),可是gambit中一直顯示直角坐標?
對于這個問題,你可以嘗試一下:Operation--->Tools--->Coordinate System--->Activate Coordinate System.
113 利用vof非穩(wěn)態(tài)求解,結(jié)果明顯沒有收斂的情況下,為什么就開始提示收斂,雖然可以不管它,繼續(xù)算下去達到收斂。但是求解怎么會提前收斂?
好像非穩(wěn)態(tài)不存在收斂這個概念吧。(除非是雙時間推進中)
116 在Gambit中如何將兩個dbs文件到入:把爐膛分成了三個dbs文件,現(xiàn)在想導入兩個dbs文件,在Gambit中進行操作,但好象使用open命令就只能open一個dbs文件,請問這要怎么處理?
將其中一個導出成iges或者別的格式,然后就能和dbs一起導入了。
120 scale是把你所畫模型中的單位轉(zhuǎn)化為Fluent默認的m,而unite是根據(jù)你自己的需要轉(zhuǎn)化單位,也就是把Fluent中默認的m轉(zhuǎn)畫為其他的單位,兩中方法對計算沒有什么影響嗎?
scale是對幾何進行比例縮放,而unit只是改變單位,不改變幾何外形的大小。比如,一個是1m的幾何外形,通過scale將m變?yōu)閙m,那么幾何外形就變成了1mm。如果通過unite將m改為mm,那么幾何外形不變,還是1000mm,只是表示的單位變成mm了。
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