FloEFD培訓教程1-4講
Lecture1 Introduction
Lecture2  向導-------------------Tutorial:球閥設計
Lecture3  邊界條件& 初始條件-----Tutorial:耦合換熱
Lecture4  Goals and conditions---Tutorial:多孔介質

Lecture5 Working with projects---Tutorial:Hydraulic Loss
Lecture6 計算域與求解------------Tutorial:Cylinder Drag Coefficient
Lecture7 獲取結果----------------Tutorial:Heat Exchanger Efficiency
Lecture8 Mesh:網格---------------Tutorial:Mesh Optimization

Lecture 5 Working with projects
Flomerics中國代表處李中云
熱設計網http://m.aji87.cn

Content
 Project：項目
 Default template：默認模板
 Parameter editor：參數編輯
 Component control：組件控制

New Project：創建新項目
 EFD使用配置作為項目的幾何基礎，你可以通過下面幾種方式創建EFD項目:
– Create new:創建新的項目和配置. 采用這種方法，你可以基于現有的某個配置定義一個新的EFD項目.
– Use current configuration:采用當前的配置. 采用這種方法將一個新的EFD項目賦予到當前的配置，項目名和當前配置名一致。
– Flow Analysis -> Project -> New.
Clone Project：項目克隆
 允許你創建一個當前項目的完全拷貝。
 采用一已經存在的配置或者是拷貝到一個新的配置

 項目的設置，比如General Settings, Conditions,
Goals, Units和結果都拷貝到新的項目。
 如果結果已經存在，那么你也可以拷貝它。在這種情況下當前項目和被拷貝到的項目是完全一樣的。
有的時候這是非常有用的，比如你需要比較一些細節的變化對結果的影響：幾何小特征、邊界不同、流體屬性不同等。

Copy Features among Projects：
在項目中拷貝特征
 -->Flow Analysis -> Tools -> Copy Features
 允許你將項目的輸入數據和結果特征從當前項目拷貝到同一模型的其他項目

 

Rebuild Project：重建項目
 如果你修改了模型，那么點擊Flow Analysis,Project, Rebuild 來更新項目設置。
 在你修正了EFD中任何Rebuild Error之后，也必須重建項目。

Template：模板
 模板包含了所有的通用項目設置，這樣可以用來作為新項目的基礎。
 這些設置，包括問題類型、物理特征、流體、固體、初始和環境流動參數、壁面條件、幾何和結果分辨率以及單位設置，可以在General Settings, Calculation Control Options, Initial Mesh and Units指定.

下列不能在模板中存儲:
子流域, 旋轉區域,
邊界條件, 多孔介質,
風扇, 局部初始條件,
固體材料, 熱源,
輻射面, 接觸熱阻,
散熱器簡化模型, TEC, 面Goals, 體Goals,
方程Goals和結果

EFD 默認模板
 分析類型： Internal
 默認物理特征：
– 固體導熱： OFF (沒有定義固體)
– 僅固體導熱： OFF
– 輻射： OFF
– 時間相關： OFF
– 重力： OFF
– 旋轉： OFF
 默認流體
– 默認流體：Liquid
– 默認Liquid ： Water
– 高馬赫數流動： OFF
– 流動類型： Laminar and Turbulent
 默認壁面熱邊界： Adiabatic wall
 粗糙度： 0 micrometers
 熱動力學參數
– 壓力：101325 Pa
– 溫度293.2 K
 速度： 0 m/s
 湍流參數
– 湍流強度2%
– 湍流長度<取決于模型尺寸>
 初始網格等級： Level 3
 幾何分辨率： <取決于模型尺寸>
 Advanced narrow channel refinement OFF

Parameter Editor:參數編輯器
– Flow Analysis -> Tools -> Parameter Editor
 允許你在一個對話框內對不同項目內的輸入數據進行邊界(邊界條件，初始條件，風扇等）。如果所選擇的參數一樣的話，你可以同時編輯許多參數值。

Component Control：部件控制
– Flow Analysis -> Component Control 用來控制部件的狀態。部件(parts 或者裝配件中的子裝配件，還有多體parts中的體) 可以編輯為disabled或者enabled。該種設置對你的模型和配置都不會產生影響。
 EFD處理disabled組件為流體。

對于disable組件可以用來:
 指定為旋轉區域.
 指定局部初始條件或者體熱源、或者流體中的體Goal。
 指定為多孔介質模型。
 指定為局部初始網格.
 排除該組件于EFD分析（如果suppressing該組件會導致無效的幾何體的話）
– 注意：如果需要將某個部件排除于EFD分析，最好的方式是suppressing該組件。

Tutorial
Hydraulic Loss
================
Lecture 6  計算域與求解 P17
內容
 計算域
 子流域
 求解
 監測計算

Computational Domain：求解域
 尺寸
 邊界條件
 顏色設置
– Flow Analysis -> Computational Domain
求解域是3D立方體或者是2D四邊形。

Symmetry Planes：對稱面

在Boundary Condition 頁選擇對應邊界(At X min, or At X max, 等
.)的對稱面條件Symmetry

Periodic Boundary Conditions：周期性邊界條件ROW OF COOLING PLANE AIRFOILS

2D Plane Flow: 二維平面流
 如果需要求解二維平面流動問題（ YZ-, or XY-, or XZ-面）, 那么在Boundary Condition 頁選擇相應的流動平面。

Fluid Subdomain：子流域
 用來一個封閉流動區域作為與Wizard or General Settings中定義的流體類型不一樣的流動區域.
 不同流體類型的流動區域必須由固體區域所分離。
– Flow Analysis -> Insert -> Fluid Subdomain
– 對流體子流域指定流體類型
– 對流體子流域指定初始條件

Solving：求解
– Flow Analysis -> Solve -> Run

 Create mesh
– 如果你想在計算之前查看一下網格，那么只在Create mesh 復選框前打勾，網格生成之后載入.cpt 文件。
 Solver
– New calculation
– Continue calculation
如果你希望采用之前計算的結果作為當前計算的初始條件，那么
請選擇New calculation, Create mesh, 和Take previous results 復選框.

Batch Run：批量計算
允許你按照預先定義的順序進行一系列的求解。你可以包括任何當前的打開項目.
 Current Session：求解器將與CAD軟件共享可用內存。
 如果你選擇了當前計算機名的話，求解器將會對其運行為獨立的進程。
 當你從局域網中選擇計算機名的話，求解器將在選擇的計算機上運行。

指定計算機作為網絡求解
 網絡上計算機必須已經安裝了EFD: Individual, Client,Server + Client, 或者Solver Only。
 需要進行calculations 的數量(在當前計算機或者是在網絡計算機上) 不能超過license文件上指定的solver Instances 數目。

監視求解
 可以掛起（suspend）或者停止當前計算；
 手工初始已有計算網格的refinement ；
 修改Calculation Control Options
 在計算過程中修改顯示當前結果

– Calculation, Stop ：停止計算
– Calculation, Suspend ：掛起或者恢復計算
– File, Save and Close ：停止計算，保存當前結果和關閉監視器。
– File, Save Current Results：當計算完成的時候，結果自動保存。
 在計算過程中你可以獲得計算過程中的許多信息。點擊Insert 選擇下列一項:
– Log. 顯示當前計算的歷史記錄.
– Information. 顯示網格統計和信息.

– Goal Table. 顯示所有指定goals的列表, 當前值, 收斂過程, goals的interval離散度(Delta) 和goal的收斂準則。
– Preview. 在指定面上預覽當前結果
– Goal Plot. 顯示goal 的收斂圖, 當前參數值，goal收斂過程, goal的interval離散度(Delta) 和goal的收斂準則。

– Min/Max Table. 整個計算迭代過程中的最大最小值
– Refinement Table. 顯示關于運行求解自適應refinements 的信息。
– Summary. 顯示項目通用設置和用戶指定的輸入數據。
– Report. 創建一個Word文檔，文檔包括項目通用設置和用戶指定的輸入數據(基于ID_INPUT_DATA模板)。

Tutorial Cylinder Drag Coefficient

===================

Lecture 7  P38  獲取結果
熱設計網http://m.aji87.cn

內容
 Load results：載入結果
 Cut / 3D profile / surface / isosurface plot
 Flow trajectories：流動軌跡
 Particle study：粒子研究
 XY plot：XY繪圖
 Point / surface / volume parameters：點/曲面/體參數提取
 Goal：目標
 Report：報告
 Animation：動畫

獲取結果:
1. 點擊Flow Analysis, Results, Load/Unload Results.
– 一個.fld 文件，包含計算結果
– 一個.cpt文件，包含初始計算網格
2. 右擊Mesh圖標，選擇3D View 查看計算網格；如果需要將所選擇的網格單元上求解出的物理參數值輸出為Excel或ASCII文件，那么選擇Output to Excel或者Output to ASCII 。

3. 在View Settings 對話框，可以定義通常的顯示設置和需要顯示的物理參數。
   點擊Flow Analysis, Results, View Settings.
   在EFD.Lab分析樹中, 右擊Results圖標，選擇View Settings.
   EFD.Lab中可以右擊圖形區域選擇View Settings.
4. 有許多方法查看計算結果:

結果
 Cut Plot/3D-Profile Plot/Surface
Plots/Isosurfaces
 Flow Trajectories
 Particle Study
 XY Plot
 Point Parameters
 Surface Parameters
 Volume Parameters
 Goal Plot
 Report
 Animation
載入結果
 Flow Analysis ->Results->Load/Unload Results.
 點擊EFD結果工具條上
Load/Unload圖標
 在分析樹上右擊Results圖標

 結果文件
– .fld 文件包含計算結果
– .cpt 文件只包含初始計算網格
– r_000000.fld文件包含0步迭代結果, 如初始計算網格和參數分布.
 查看所選文件Property/Value 列表中的信息.
Cut Plot：切面圖
 切面圖顯示一個截面上的參數分布情況. 參數以云圖或者是等值線方式顯示.
 云圖或者是等值線顯示的物理參數在View Settings 對話框中進行顯示.
 也可以在切面圖中顯示矢量參數。

創建切面
Contours.
Isolines.
Vectors
Mesh

Selection
 Reference
– 面或者模型上的平面
– 面偏移
 Normal to Screen
 Normal to Screen, Vertically (Horizontally )
Display
Temperature Cut Plot

3D Profile Plot
 3D 輪廓圖顯示在某個剖面上某參數是如何分布的，但是與切面圖不同，切面圖只能給你顏色可視圖，3D輪廓圖還以繪圖點位移區分繪出。該位移是從剖面出發到與參數值成比例距離處。
 物理參數和比例因子在View Settings對話框內3D
Profile頁里定義.

Creating a 3D Profile Plot：創建一3D輪廓圖
 如果你想改變3D輪廓圖的方向，你點擊Flip Plot就可以將方向改向
 點擊View Settings可以定義參數和進行圖顯設置

Surface Plot：表面繪圖
 Surface plot可以在選定模型表面上進行參數分布顯示.
 云圖以及等高線顯示的物理參數在View Settings對話框中進行定義.
 在surface plot上還可以顯示矢量參數.

Creating a Surface Plot：創建一表面繪圖
Contours：云圖.
Isolines：等高線圖.
Vectors：矢量圖
Mesh：網格

Isosurfaces
 創建isosurfaces:
– 1 打開View Settings對話框，在Isosurfaces頁面下定義你希望顯示的isosurfaces.
– 2 點擊Flow Analysis, Results, Insert, Isosurfaces.
– 或者–
在EFD分析樹Results下右擊Isosurfaces圖標，選擇Show.
 隱藏isosurfaces:
– 在EFD分析樹Results下右擊Isosurfaces圖標，選擇Hide.
 刪除isosurfaces:
– 在EFD分析樹Results下右擊Isosurfaces圖標，選擇Clear and Hide.

Flow Trajectories：流動軌跡 和流線一樣顯示流動軌跡.
 流線上在任何點都與流動速度矢量相切.

Particle Study：粒子研究
 粒子研究可以顯示物理顆粒的軌跡，獲得粒子行為的不同信息，包括對模型壁面的影響，比如磨損，撞擊加速度等.
 這些粒子不影響流動，但是流動影響粒子的速度以及溫度(導致密度發生改變).

XY Plot
 XY plot 可以查看在指定方向某個參數的變化。
 你可以使用curves和sketches (2D和3D sketches)sketch lines 以及模型的edges.
 數據導出到一個Excel電子表格中, 表格中Plot Data頁顯示出參數的值以及另外一頁顯示圖表.

Point Parameters
 顯示在計算域內某個指定的點上的參數值。
 感興趣的點可以以坐標或者在面或曲面上選擇的方式進行指定。你可以定義網格，這樣在網格線上的交點可以被選取上。
 點參數在Excel 電子表格的Table 頁上顯示.

Surface Parameters
 顯示在指定曲面上計算出的參數值(最小值, 最大值, 平均和積分值).
– Local, Integral, Table頁(Table頁只用于瞬態分析).

Volume Parameters
 顯示在指定體上計算出的參數值(最小值, 最大值,平均，質量平均和積分值).
– Local, Integral, Table頁(Table頁只用于瞬態分析).

Goal Plot
 用來觀察計算之中goal 的變化.
 EFD用Microsoft Excel顯示goal plot的數據.
– 每個goal plot在一單獨的表中顯示.
– Summary表顯示當前完成計算的goal的值(或者對于瞬態分析載入的當前時刻).

Report
 id_fullreport.dot –在一個簡表中顯示所有已有信息的WORD報告.
 idf_fullreport.dot -在一個完整表中顯示所有已有信息的WORD報告(最完整報告).
 id_inputdata.dot –在一個簡表中顯示項目的輸入數據信息的WORD報告.
 idf_inputdata.dot -在一個完整表中顯示項目的輸入數據信息的WORD報告.
 id_results.dot -在一個簡表中顯示只有結果信息的WORD報告.

Save Image
 在分析數下，右擊cut plot, 3D profile plot, surface plot 或者isosurface項，選擇Save As.
 Flow Analysis, Results, Image, Save Image.

Animation of Results
 動畫可視化顯示計算的結果以及更多的信息，容易讓人理解.
– Flow Analysis, Results, Insert, Animation
– 右擊之前創建的結果特征(Cut Plot, 3D-Profile
Plot, Surface Plot, Flow Trajectories, Injection
under Particle Study) 或者分析樹下的Isosurfaces ，選擇Animate.

分析樹的Results下的幾個可視特征可以在動畫中可以同時或者連續顯示, 展示流動或者/和熱條件是如何隨時間變化的，或者是如何收斂的。同時，動畫可以顯示對某選擇參數沿模型內是如何分布變化的。

Display Mode
– Flow Analysis -> Results -> Results Display
– Model Geometry：模型結構
– Color Bar：彩色條
– 3D-Ruler：3D-尺格
– Map View：地圖視角
– Time Info（時間信息）
– Global (Min, Max)：整體（最小，最大）
– Plot (Min, Max)：繪圖（最小，最大）
– Transparency：透明
– Lighting：光照

Tutorial
Heat Exchanger Efficiency

==================
Lecture 8 Mesh:網格
熱設計網http://m.aji87.cn

Content：內容
 Cells：單元
 Mesh construction stages：網格構建策略
 Initial mesh：初始網格
 Local mesh：局部網格
 Recommendations：建議

Cells：單元
 任何EFD計算都是在一個立方體的計算區域里面進行，邊界是正交于笛卡爾坐標系軸.
 一個計算網格將計算區域劈成立方體，這個立方體就叫單元。通過一系列的正交于笛卡爾坐標系軸的平面就可以將計算空間劈成許多的單元.

單元類型
 Fluid cells – 單元里面包含的都是流體.
 Solid cells –單元里面包含的都是固體.
 Partial cells – 單元里面包含固體也包含流體.
 Irregular cells –partial cells里的固體部分沒有.

網格構建策略
 按照給定的數目創建basic mesh, 可以用Control Planes 來控制局部basic mesh的分布，以獲取更好模型的解析.
 將basic mesh單元劈開，獲取小的固體特征或者是refine解析一些interfaces (流體/固體, 流體/多孔介質,多孔介質/固體，或者是不同固體間的邊界)、曲線(e.g., 小直徑圓面, etc.)
– i.e. 細化小固體特征, 細化曲線，細化誤差精度，

 細化指定類型的網格單元(對所有單元，或者流體單元，或者固體和/或流體單元，固體單元，和/或部分單元).
 細化窄流到網格單元
– i.e. narrow channel refinement.

初始網格自動設置

 Level of initial mesh： 決定Basic Mesh單元的數目和默認模型窄流道網格細化程度.
 Manual specification of the minimum gap size
：影響模型窄流道網格細化.
 Manual specification of the minimum wall thickness：影響模型壁面內網格細化.

基礎網格
 基礎網格是0級網格. 2D計算時只有基礎網格(自動生成).
 默認情況下EFD盡量生成立方體網格constructs each cell as near to a cubic shape as possible.

 初始網格完全由基礎網格和網格細化設置定義.
 每個細化都有其準則與等級.
– 細化準則值表明哪些單元會被劈開
– 細化等級表明單元會被劈開的最小尺寸.
 盡管要考慮細化網格, 最小單元尺寸還經常由基本單元網格尺寸決定，所以構建的基本網格對于生成計算網格而言是最重要的.

解析在不同材料之間的Interface
 細化小的固體特征
 細化曲線
 細化精度誤差
解析在不同材料之間的Interface
 細化小的固體特征
 細化曲線
 細化精度誤差

指定細化單元類型
 應用Refining Cells頁，你可以細化指定的單元類型.
– 細化所有單元
– 細化流體單元
– 細化固體單元
– 細化部分單元
 指定相關單元細化等級（基于Basic Mesh）.
– N = 0…7
– 在每個方向2N倍或者體上8N倍于基礎網格大小.

窄流道解析
 應用Narrow channels頁，你可以指定額外的網格細化等級于模型流道內，這樣可以獲得更精確的求解.
 默認的窄流道網格細化等級一般比較好.

指定控制面
 通過控制面，你可以對基礎網格的分布（XYZ三個方向）進行指定數目/規律分布, i.e. 相鄰網格面間的距離.

指定局部初始網格
 局部初始網格（Local Initial Mesh）允許你對一計算區域內的局部區域指定一初始網格，這樣可以對該區域獲取更加精細的求解.
– Flow Analysis, Insert, New Local Initial Mesh

 局部區域可以是體、面、線或者點.
 你可以以和整體初始網格設置幾乎一樣的方式指定局部初始網格.
– 小固體特征
– 交界面曲線
– 窄流道網格
– 只有一個例外就是基礎網格在局部區域沒有指定.

網格劃分建議
 最開始用默認（自動）的網格設置創建網格.
– 以等級3開始.
– 知道最小縫隙尺寸和最小壁厚的相近值是重要的,
– 這將為你提供合適的網格.
– 不要關掉Optimize thin walls resolution選項
– 因為這將允許你解析模型薄壁時不用過量的網格加密.

 仔細分析獲得的自動網格
– 總網格數目
– 解析感興趣區域和窄流道..
– 如果初始網格不令人滿意，修改最小分析尺寸和最薄壁厚值也不能產生滿意的效果，那么你可以進行手動調節網格

 開始創建定制網格：使窄流道細化功能失效，小固體特征細化等級和曲線細化等級都設為0.
– 這將僅提供0級單元(只有基礎網格).
– 使用控制面優化基礎網格.
– 接著一步一步增加小固體特征細化等級和曲線細化等級以調節基礎網格. 然后使窄流道細化功能生效.
 最后，盡量使用局部網格設置(local mesh settings).

Tutorial Mesh Optimization

 FloEFD資料下載:  FloEFD培訓5-8講.pdf  

標簽： 點擊： 評論: