60_CFX總結(jié)(DOC)

1、CFX總結(jié)張永立 編寫2009 年目錄1目錄CFX 的安裝.1CFX 前處理.11.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的幾種級(jí)間模式 .12.旋轉(zhuǎn)機(jī)械 Pitch Ratio 的介紹 .13.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置 . 14.關(guān)于給壓差計(jì)算流量的測(cè)試結(jié)果（CFX11.0 與 Fluent6.3.26 比較） .25.CFX 火災(zāi)噴淋仿真方法 . 26.CFX-Pre 中的 Domain In terface 的設(shè)置說(shuō)明（V12.1）.47.如何在一個(gè) case 中實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)算域使用不同的流體介質(zhì)？ .4CFX 求解器.41.計(jì)算時(shí)出錯(cuò)： “In sufficie nt Catalogue Sizd如何解決？ .42.

2、CFX 并行分區(qū)算法.53.CFX 如何命令實(shí)現(xiàn)用結(jié)果文件作為新的求解初始場(chǎng)？54.關(guān)于 CFX 并行的幾個(gè)問(wèn)題？ . 65.CFX 并行模式：.66.ke 和 SST 兩個(gè)模型計(jì)算阻力測(cè)試？ .67.CFX 進(jìn)行各向異性材料換熱的實(shí)現(xiàn)方法？【總部回復(fù)】68.CFX 提交求解出錯(cuò)？ . 9CFX 后處理.101.如何在 CFX-Post 中求溫度或密度等 Scalar 的梯度？ .102.CFX 如何求得換熱系數(shù)的？ . 103.在 CFD-Post 中如何顯示周向速度和徑向速度分量？ .104.如何創(chuàng)建任意形狀的切面（平面或曲面） .10CFX 并行.10正文1CFX的安裝CFX前處理1.旋

3、轉(zhuǎn)機(jī)械的幾種級(jí)間模式Froze nRotor:坐標(biāo)系改變，但轉(zhuǎn)子與定子之間的相對(duì)位置不變，相當(dāng)于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)計(jì)算。適合于流體速度遠(yuǎn) 大于交界面位置的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)速度時(shí)（即轉(zhuǎn)速較慢），此模型計(jì)算量最小。此聯(lián)結(jié)方式下有兩個(gè)參數(shù)可以設(shè)置： Rotational Ofset 和 Transformation Type.對(duì)于 Rotational Ofset,可以用于不提前改變網(wǎng)格相對(duì)位置，而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)子/定子相對(duì)位置下的流場(chǎng)計(jì)算。對(duì)于 Tran sformation Type，當(dāng) pitch ratio 不等于 1 或者當(dāng) in terface 中的兩個(gè)網(wǎng)格面不完全 overlap 時(shí)，可以選擇”Automat

4、ic ”，當(dāng) in terface 的兩網(wǎng)格面完全 overlap 時(shí)可以選擇” None ”。Stage:多葉片通道被同時(shí)求解時(shí)，在旋轉(zhuǎn)區(qū)域和靜止區(qū)域之間進(jìn)行物理量周向平均。適合于流速和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)速度量級(jí)相當(dāng)時(shí)（即轉(zhuǎn)速較快），此模型計(jì)算量大于Froze nRotor，此模型型適合于多級(jí)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的計(jì)算。推薦應(yīng)用FrozenRotor 獲得初解，然后應(yīng)用Stage 獲得精確解。此聯(lián)結(jié)方式下有一個(gè)參數(shù)可以設(shè)置：Pressure Profile Decay ,這是為了避免交界面求解的不穩(wěn)定性，一般設(shè)為 0.05。Same Frame With Frozen Rotor 或 Same Frame Wit

5、h Stage：適用于坐標(biāo)系沒(méi)有改變，而存在pitch change （匹配度不等于 1）時(shí)。如果此時(shí)不選擇上述兩選項(xiàng)，而選擇None ”，則程序不會(huì)考慮pitch change ”和shape change的影響。Transient Rotor-Stator:真實(shí)考慮瞬態(tài)效應(yīng)的模型，計(jì)算量最大。有參數(shù)Transformation Type 可供設(shè)置（祥見FrozenRotor 中的介紹）。2. 旋轉(zhuǎn)機(jī)械 Pitch Ratio 的介紹有三種選擇： Automatic/Value/Specified Pitch Angles. 其中 Automatic 自動(dòng)處理；Value 是給 定 Pitc

6、hratio 的值；Specified Pitch Angles 是分別制定 Side1 和 Side2 的角度。正文23.旋轉(zhuǎn)機(jī)械的時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置對(duì)于穩(wěn)態(tài)計(jì)算（FrozenRotor/Stage）,時(shí)間步長(zhǎng)=1/3,如：轉(zhuǎn)速w=523rad/s，則時(shí)間步長(zhǎng)正文3=1/523=0.002s.對(duì)于瞬態(tài)計(jì)算（TransientRotor-Stator），時(shí)間步長(zhǎng)w旋轉(zhuǎn)機(jī)械走過(guò) 1 個(gè) pitch 所用時(shí)間的 1/10, 比如：轉(zhuǎn)速3=523rad/s ,動(dòng)靜葉匹配關(guān)系為 60/113,則通過(guò)一個(gè) pitch 的時(shí)間=（2*PI/60）*（1/3）=2.0e-4s,要在這一個(gè) pitch 上計(jì)算至少十

7、步，所以時(shí)間步長(zhǎng)w2.0e-5s.4.關(guān)于給壓差計(jì)算流量的測(cè)試結(jié)果（CFX11.0 與 Fluent6.3.26 比較）（測(cè)試幾何模型：直管，半徑1cm，長(zhǎng)度 100cm）工況邊界設(shè)置計(jì)算結(jié)果CFX1（參考?jí)毫?1atm）不可壓空氣：入口總壓=0Pa,出口靜壓=-8000Pa入口總壓=-1.0Pa , 入口靜壓=-4085Pa , 出口靜壓=-8001.7Pa , 質(zhì)量流量-0.0308kg/sCFX2（參考?jí)毫?1atm, 298K）理想空氣：入口總壓=0Pa,出口靜壓=-8000Pa入口總壓=-1.7Pa , 入口靜壓=-3938Pa , 出口靜壓=-8001.9Pa , 質(zhì)量流量-0.0

8、294kg/sCFX3（參考?jí)毫?1atm, 298K）理想空氣：入口總壓=-170Pa,出口靜壓=-8000Pa入口總壓=-171.6Pa ,入口靜壓-4024.4Pa , 出口靜壓-8001.8Pa , 質(zhì)量流量=-0.0291kg/sFlue nt2（參考?jí)毫?1atm, 298K）理想空氣：入口總壓=0Pa,出口靜壓=-8000Pa入口總壓-0Pa ,入口靜壓-3845Pa , 出 口靜壓-8000Pa ,質(zhì)量流量-0.02925kg/sFlue nt3（參考?jí)毫?1atm, 298K）理想空氣：入口總壓=-170Pa ,出口靜壓=-8000Pa入口總壓-170Pa , 入口靜壓-39

9、23Pa , 出口靜壓-8000Pa , 質(zhì)量流量-0.02889kg/s5. CFX 火災(zāi)噴淋仿真方法火災(zāi)氣體中含有：CO/CO2/O2/H2O/N2 噴淋液體就是水霧：H2O （ Liquid ）正文4仿真過(guò)程：1定義可變氣體混合物( CO/CO2/O2/H2O/N2 )2定義液體水：H2O ( L)3 一定要定義 “ Homoge neous Bi nary Mixture 混合物：材料 1 是 H2O，材料 2 是 H2O ( L), 而且 H2O 和 H2O ( L)之間的轉(zhuǎn)換必須設(shè)定為Antonie Equation 的形式，這樣在定義Fluid Pairs 時(shí)應(yīng)用Liquid E

10、vaporation Model 模型。參考下面的圖片：Orin# EprMMons Otput CortidrafchrtBass SettngE | iH&kr曹fropklm |Cp4wi| We匚cdpMttop PWwe丁 |Mdtend Goup| Interphs Maw Transfer二g 琳傀 隅QZ上廠PUt3D*KT0tiM=曠rhenrodwc 5tief QqriJflFifJNYWOdHmc：| EzprkxK | Ouipii: Cort rdMatfrii：H20t冶站of池OWLBwieMbfiiaiNUTJI如PTprH*f |Qptawi|nc9

11、enE9j5 Bnarf Mhdture二|MamrtKi回| Eaprwstans| OJtpdtCiodtrd |Ma*SMi：K20WLCiom-sfi: Fbw |FkJdPAt?nature I HZOflr ZoiwnLatflrt HwtAi.bDmdtkbWE是|MXI刁PififHcle-CoiningFiJyCaiJedr 5UF* Ttfltfgn CwlficHritOption回CompimWi.Pws-COIHGOIOOS | HZDl|H2O|H20O0ttenLtqpid Evadbon M&Jd丁fflO0UOHbeat TransferF:aru H

12、drihal正文56.CFX-Pre 中的 Domain Interface 的設(shè)置說(shuō)明( (V12.1)一、 In terface 的類型：六大類交界面類型：Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.二、 In terface 模型的選擇：In terface Model Optio n : Tran slati onal PeriodicityIn terface Model Opti on : Rotati onal PeriodicityIn terface Model Opt

13、io n : Gen eral Periodicity三、 Mesh 連接方式：7.如何在一個(gè) case 中實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)算域使用不同的流體介質(zhì)?Using Multiple DomninsFor any given CFD problem, more than one domain may be defined. By default the physical models used in each domain UMSt becoMtent, thirtfore, each hmB you createCtf edit a domain, the physical models (fluid

14、 heat trangfer modjels, etc )are applied across alldomains of the same tyjie (e.g?fluid or solicl), possiblyCWErwriting models chosen earlier for other domains.Please note Hue fottowirig:It is possible to ovemde this behavior and define different physical condktiojiis m distinct separate flmd domain

15、s starting AKSYSCFX-Pre, or by enabling beta features and setting the Cons taint Domain Physics action by right-cliclang on the Sixulat ian branch.This wil result in no checking for consistent phsits across separate dDmaiiiE by AN SYS CFX- Pre Any simulatioji that has beendefined m this mo de will m

16、ember1these settings when it is re-opened in CFX-Pre. SomEexceptions exist when using fluid and solid dcmains togelher and dsn to allow MFR (multiplE frame of reference)simulation? to te denned. If a domain iiitrface is requcfi refer to Using Dffluam Interfaces for tnfotmatiDn on the correctUEEof in

17、terfacesCFX求解器1.計(jì)算時(shí)出錯(cuò)：“ Insufficient Catalogue Size 如何解決？答: From the Solver Manager, edit your definition file (Tools/Edit Definition File) and add theCatalogue Size Multiplier parameter within the FLOW/SOLVER CONTROL sectio n.Use a real value, like 1.2 or higher un til the solver man ages.Etoanyval

18、uebefmreThs can be done either by setting the environment vanableCFX5 NO匚ONSTA?T PHYSIC正文6(答案來(lái)源于：www.cfd-o nli )2. CFX 并行分區(qū)算法CFX 用基于節(jié)點(diǎn)的分區(qū)算法，因?yàn)檫@樣可以保證基于節(jié)點(diǎn)的線性求解器的連續(xù)性。有七種分區(qū)算法：1 MeTiS 算法：此算法先對(duì)網(wǎng)格信息構(gòu)建出一個(gè)拓?fù)鋷缀?，然后把網(wǎng)格粗化降低至幾百個(gè)點(diǎn)，對(duì)粗化 后的圖形對(duì)分成兩部分，把分割后的區(qū)域返回投影到原始模型上，達(dá)到分區(qū)的目的。此算 法默認(rèn)是基于域(IndependentPartitioning )的基礎(chǔ)上分區(qū)，

19、分區(qū)過(guò)程如果不想考慮多域帶 來(lái)的影響，則選擇Coupled Partitioning ”。此方法需要較多內(nèi)存。2 Recursive Coordin ate Bisect on 算法：此分區(qū)算法是基于網(wǎng)格的全局坐標(biāo)，每步對(duì)分成兩部分時(shí)都實(shí)在區(qū)間最大的坐標(biāo)方向 上進(jìn)行。這種算法所需要的附件內(nèi)存較小，但可能帶來(lái)每個(gè)分區(qū)內(nèi)存在幾個(gè)孤立域。3 Optimized Recursive Coordin ate Bisect ion 算法：此算法類似 Recursive Coordinate Bisection 算法，但允許在任一方向上分區(qū)。4 User Defined Directi on 算法：沿著用戶

20、指定的矢量方向上分區(qū)。5 Radial 算法：此算法需要用戶指定旋轉(zhuǎn)軸，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸在其徑向方向上分區(qū)。6 Circumferential 算法：此算法需要用戶指定旋轉(zhuǎn)軸，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸在其周向上分區(qū)。7 Junction Box 算法：通過(guò) CCL 語(yǔ)言，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶指定自己的分區(qū)算法。Mode based pariitionEkmant traced partitton正文73. CFX 如何命令實(shí)現(xiàn)用結(jié)果文件作為新的求解初始場(chǎng)?命令如下：cfx5solve -def test.def -in itial test_001.res4.關(guān)于 CFX 并行的幾個(gè)問(wèn)題？機(jī)器滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)為什么有時(shí)候

21、會(huì)出現(xiàn)掛起不算的現(xiàn)象？如果滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，有可能會(huì)出現(xiàn)中間某些數(shù)據(jù)傳遞被延遲或截?cái)?，?dǎo)致計(jì)算掛起，或者發(fā)散。別的軟件如dyna 也出現(xiàn)過(guò)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)掛起的問(wèn)題。建議每個(gè)節(jié)點(diǎn)不要用滿8 核。串行計(jì)算 1G 內(nèi)存最多算多少萬(wàn)六面體網(wǎng)格，多少萬(wàn)四面體網(wǎng)格？六面網(wǎng)格大約 70 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)；四面體網(wǎng)格大約35 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)，175 萬(wàn)單元。并行計(jì)算，1 個(gè) CPU（2 核）最多承擔(dān)多少六面體網(wǎng)格，多少四面體網(wǎng)格，1 個(gè)節(jié)點(diǎn)（八核 16G 內(nèi)存）最多承擔(dān)多少六面體網(wǎng)格，多少四面體網(wǎng)格？這個(gè)和內(nèi)存有關(guān)系，我們1000 萬(wàn) hexa 算例在 1 個(gè) cpu 上也跑過(guò)；八核 16G 內(nèi)存最多承擔(dān)六面體 1000 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)四

22、面體網(wǎng)格500 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)，2500 萬(wàn)單元。多少六面體網(wǎng)格，多少四面體網(wǎng)格量以內(nèi)建議不分節(jié)點(diǎn)計(jì)算？tetra，每個(gè)核最少分配 3 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)，hexa，每個(gè)核最少分配 7.5 萬(wàn)節(jié)點(diǎn)。5.CFX 并行模式：1 series 單 CPU。2 PVM Local Parallel : PVM 即 Parallel Virtual Machine. 支持異構(gòu)系統(tǒng)。3 PVM Distributed Parallel:多機(jī) PVM。4 MPICH Local Parallel for Windows : MPICH（message-passing libraries）:支持同構(gòu)系統(tǒng)。 同構(gòu)系統(tǒng)下，MPICH

23、 比 PVM 效率更高，而 PVM 比 MPICH 更可靠。5 MPICH Distributed Parallel for Windows: 多機(jī) Windows 系統(tǒng) MPICH。6 RSH 服務(wù)：Remote Shell Service。6. ke 和 SST 兩個(gè)模型計(jì)算阻力測(cè)試?管形（介質(zhì)：水）湍流模型流速阻力壓差直管 d=2cm/L=100cmke0.5m/s0.053N174Pa直管 d=2cm/L=100cmSST0.5m/s0.053N174Pa波紋管？正文87. CFX 進(jìn)行各向異性材料換熱的實(shí)現(xiàn)方法？【總部回復(fù)】Hi Zhenya-The CFX solver suppo

24、rts orthotropic thermal con ductivity. It is a hidde n beta feature which means thatyou n eed to set it up by edit ing the CCL outside of CFX-Pre.To do this, set up your simulation and write out a definition file with the thermal con ductivity for thematerial of in terest set to a con sta nt value.1

25、. You will then extract the ccl content from the definition file to a text file using the folloiw ng comma ndwhich you canexecute from the CFX comma nd prompt (CFX Laun cher/Tools/Comma nd Lin e).Suppose that your definition file is named test.def.You would typethe followi ng comma nd :cfx5cmds -rea

26、d -def test.def -text test.cclYou will then have a text file called test.ccl with the problem setup in formati on.2. You then edit the test.ccl file and replace, for the material of in terest.THERMAL CONDUCTIVITY:Opti on = ValueThermal Con ductivity = 12.0 W mA-1 KA-1ENDwith:THERMAL CONDUCTIVITY:Opt

27、i on = Orthotropic Cartesia n Comp onentsThermal Co nductivity X Comp onent = 1 W mA-1 0-1Thermal Co nductivity Y Comp onent = 2 W mA-1 0-1Thermal Co nductivity Z Compo nent = 3 W mA-1 0-1正文9ENDI used 1,2,3 for convenience.This is for the Cartesia n Comp onen ts, if you prefer to use Cyli ndrical Co

28、mp onen ts, use the follow ingtext to replace the old one:THERMAL CONDUCTIVITY:Opti on = Orthotropic Cyli ndrical Comp onentsThermal Con ductivity Axial Compo nent = 1 W mA-1 KA-1Thermal Con ductivity Theta Compo nent = 2 W mA-1 0-1Thermal Con ductivity r Compo nent = 3 W mA-1 0-1AXIS DEFINITION:Opt

29、i on = Coordin ate AxisRotation Axis = Coord 0.1ENDENDWhere Coord 0.1 is the global X axis, so global Y and Z axis will be Coord 0.2 and Coord 0.3,respectively.3. You then write the modifiedtest.ccl back to the definition fileusing the follow ing comma nd:cfx5cmds -write -def test.def -txt test.ccl4

30、. You will see in your subseque nt output file (whe n running the case)正文10that the orthotropic values are there.C. Kurt Svihla, Ph.D.Senior Tech ni cal Services Engin eer ANSYS, Inc.Southpo inte275 Tech no logy DriveCanon sburg PA 15317Tel: (724)514-3600Fax: (724)514-8. CFX 提交求解出錯(cuò)?在 windows64 位下提交任務(wù)，用了標(biāo)準(zhǔn)算例的各個(gè)*.def 文件都不行，出錯(cuò)（見上圖）。提交過(guò)程沒(méi)有選擇并行，即只是單CPU 就出錯(cuò)。為什么？EfHErJlUH!flhMIMI* qdUUble G：PrX) )Bi-Wi FllTSftHfH|l：n0、Ad FBi：PI、hEniiiiiri事HK# nijK nnc hf FOILML iOnn AdErF nuw m*rtd-3-OMIrEJ:C: /PF-7EB-U rU-ir/.MIFY!Buy/riaoy/rE