科研流體模擬.通用cfd軟件cham phoenics v2009及培訓(xùn)教程基礎(chǔ)內(nèi)容中文版

1、2022-4-221PHOENICS2010PHOENICS2010初級(jí)培訓(xùn)教程初級(jí)培訓(xùn)教程 上海飛熠軟件技術(shù)有限公司上海飛熠軟件技術(shù)有限公司 地址：上海欽州南路地址：上海欽州南路8181號(hào)號(hào)1916-19191916-1919室室 網(wǎng)址：網(wǎng)址： 主講：余祖斌主講：余祖斌（TECPLOT，PHOENICS，F(xiàn)LOW3D，GRIDGEN，F(xiàn)LOWNEX國內(nèi)代理）2022-4-222 第一章 PHOENICS軟件基本介紹 第二章 PHOENICS-VR應(yīng)用設(shè)置 第三章 案例操作練習(xí)2022-4-223 第一章 PHOENICS軟件基本介紹1.1 1.1 基本簡介基本簡介1.2 1.2 應(yīng)用范圍應(yīng)用

2、范圍1.3 VR1.3 VR操作界面操作界面1.4 PHOENICS1.4 PHOENICS主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)1.5 PHOENICS1.5 PHOENICS模擬思路模擬思路2022-4-2241.1 1.1 基本簡介基本簡介第一章 PHOENICS軟件基本介紹 世界上第一套計(jì)算流體與計(jì)算傳熱學(xué)商用軟件 PHOENICS-81 1981年 PHOENICS2009 2010年 發(fā)展至今。PHOENICS Parabolic Hyperbolic or Elliptic Numerical Integration Code Series2022-4-2251.2 1.2 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 建筑及暖

3、通設(shè)計(jì)優(yōu)化建筑周邊的空氣流動(dòng)及溫度分布建筑表面的風(fēng)壓系數(shù)建筑內(nèi)部空間的空氣流動(dòng)及溫度分布Wind (S-W)2022-4-226 其他應(yīng)用范圍航空航天、船舶、汽車、環(huán)境、能源動(dòng)力、化工等領(lǐng)域還可模擬流體流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)及相關(guān)現(xiàn)象動(dòng)力機(jī)械船舶2022-4-2271.3 VR1.3 VR操作界面操作界面菜單欄工具欄標(biāo)題計(jì)算域2022-4-228計(jì)算域尺寸定義計(jì)算域尺寸定義2022-4-2292022-4-22102022-4-22111.3 VR1.3 VR操作界面操作界面- -菜單欄菜單欄新建算例新建算例打開已有的案例打開已有的案例從案例庫中調(diào)入例子從案例庫中調(diào)入例子讀入讀入Q1文件文件打開

4、結(jié)果文件打開結(jié)果文件打開監(jiān)視窗口打開監(jiān)視窗口保存保存保存圖片保存圖片F(xiàn)ileFile2022-4-2212檢查點(diǎn)參數(shù)設(shè)置檢查點(diǎn)參數(shù)設(shè)置添加文本添加文本后處理時(shí)可用后處理時(shí)可用繪制線性圖繪制線性圖調(diào)整鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整縮放速度調(diào)整縮放速度調(diào)整光線調(diào)整光線標(biāo)題標(biāo)題SettingsSettings2022-4-2213調(diào)整視窗調(diào)整視窗常用控制面板常用控制面板工具欄管理工具欄管理定義位置定義位置定義尺寸定義尺寸復(fù)制復(fù)制陣列陣列ViewView2022-4-2214前處理前處理求解：一般求解及并行求解求解：一般求解及并行求解后處理后處理修補(bǔ)工具修補(bǔ)工具RunRun2022-4-2215/p

5、hoenics/d_polis/d_docs/facetfix/building.stl , 經(jīng)過修補(bǔ)后的文件會(huì)自動(dòng)保存為經(jīng)過修補(bǔ)后的文件會(huì)自動(dòng)保存為building0.dat修補(bǔ)工具介紹：修補(bǔ)工具介紹：有破面的有破面的STL文件文件調(diào)用破面的調(diào)用破面的stl確定修復(fù)位確定修復(fù)位置或者默認(rèn)置或者默認(rèn)全部修復(fù)全部修復(fù)開始修復(fù)開始修復(fù)2022-4-2216OptionOption改變字體參數(shù)改變字體參數(shù)改變背景色改變背景色后處理與后處理與tecplot軟件接口軟件接口2022-4-2217前處理前處理求解器求解器后處理后處理1.4 PHOENICS1.4 PHOENICS主要結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)2022-

6、4-22181.5 PHOENICS1.5 PHOENICS模擬思路模擬思路模型模擬結(jié)果劃分網(wǎng)格簡化解數(shù)理模型方程實(shí)物離散指導(dǎo)2022-4-22192.2 PHOENICS2.2 PHOENICS前處理設(shè)置前處理設(shè)置2.4 PHOENICS2.4 PHOENICS開放性開放性2.3 PHOENICS2.3 PHOENICS后處理后處理 第二章 PHOENICS-VR應(yīng)用設(shè)置2.1 2.1 仿真操作流程仿真操作流程2022-4-2220 第二章 PHOENICS-VR應(yīng)用設(shè)置2.1 2.1 仿真操作流程仿真操作流程物質(zhì)屬性及其模型選擇簡單的模型 可在PHOENICS中直接建立復(fù)雜的模型可從cad

7、中建模，再將模型導(dǎo)入PHOENICSInlet 風(fēng)速或者流量OpeningWind -根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)設(shè)置參數(shù)等迭代計(jì)算 后處理查看結(jié)果前處理操作建立仿真模型設(shè)置邊界條件調(diào)整網(wǎng)格2.2.1 模型建立2.2.2 物性及求解模型的選擇2.2.3 邊界條件設(shè)置2.2.4 計(jì)算域網(wǎng)格的調(diào)整 網(wǎng)格疏密的調(diào)整操作 PARSOL功能（對網(wǎng)格質(zhì)量的優(yōu)化）2.2.5 其他相關(guān)設(shè)置初始化設(shè)置源相設(shè)置Output設(shè)置Numerics選項(xiàng)設(shè)置2022-4-22212.2 PHOENICS2.2 PHOENICS前處理設(shè)置前處理設(shè)置2022-4-22222.2.1模型的建立 PHOENICS自帶模型種類多樣，例如：人

8、體形狀，各種家具等2022-4-2223CAD模型導(dǎo)入PHOENICS軟件的幾點(diǎn)要求如下：CAD的導(dǎo)出：1.必須是三維實(shí)體圖形2.圖形實(shí)體位于第一象限3.輸出格式為ASCII碼 復(fù)雜的模型可從CAD或PROE等建模，再將模型導(dǎo)入PHOENICS2.2.1模型的建立2022-4-2224建模步驟打開菜單欄ViewControl panel，即可出現(xiàn)VR Editor快捷菜單，單擊Obj菜單；彈出Object管理菜單，選擇ObjectNew，顯示New Object（新建物體）、Import CAD Object（導(dǎo)入CAD文件）和Import CAD Group（導(dǎo)入CAD組件）；2022-4-

9、2225選擇New Object，打開新建物體對話框。設(shè)置物體的類型、大小、位置和形狀。給物體命名，設(shè)置類型（實(shí)體Blockage、風(fēng)口Inlet、風(fēng)機(jī)Fan等）設(shè)置物體形狀，打開shape，從Geometry對話框可以找到PHOENICS自帶的各種各樣幾何形狀的物體。2022-4-2226設(shè)置新建物體的大小設(shè)置新建物體的位置2022-4-2227CAD File可以導(dǎo)入CAD文件，Import by group可以導(dǎo)入多個(gè)CAD文件。單擊CAD File，打開對話框，找到所建的STL文件；2022-4-2228瀏覽找到stl文件所在的地方，（存放stl文件的路徑為英文路徑）將文件讀入進(jìn)來之后

10、點(diǎn)ok ，彈出如下窗口須注意：CAD與PHOENICS軟件的單位統(tǒng)一2022-4-2229PHOENICS的默認(rèn)單位為米，假如CAD中尺寸單位為毫米，此處修改為：0.001 點(diǎn)擊applyok 根據(jù)需要選擇下面的參數(shù)：根據(jù)需要選擇下面的參數(shù)： Take size from Geometry file Yes-讀取物體的幾何尺寸讀取物體的幾何尺寸 Take position from Geometry file Yes-讀取物體的位置讀取物體的位置 Origin of CAD co-ordinate system From CAD-原原CAD坐標(biāo)坐標(biāo) Geometry scaling facto

11、r 1.000000-單位換算單位換算 CAD X Y Z align with VR X Y Z - CAD坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系2022-4-2230設(shè)置物體類型設(shè)置溫度/熱量設(shè)置物體的屬性物體類型物體類型描述描述Blockage3D, 固體或者流體固體或者流體. 提供熱源和動(dòng)量源提供熱源和動(dòng)量源Inlet2D, 通風(fēng)口（速度、體積流量、質(zhì)量流量）通風(fēng)口（速度、體積流量、質(zhì)量流量）Angled-in3D, 不規(guī)則通風(fēng)口不規(guī)則通風(fēng)口Wind3D, 三維風(fēng)環(huán)境、包括周邊邊界條件三維風(fēng)環(huán)境、包括周邊邊界條件Wind_Profile2D, 二維風(fēng)廓線二維風(fēng)廓線Opening 2D, 設(shè)置壓力邊界

12、條件設(shè)置壓力邊界條件Angled-out3D, 不規(guī)則物體表面壓力邊界條件不規(guī)則物體表面壓力邊界條件Plate2D, 沒有厚度的障礙物沒有厚度的障礙物.也可以作為多孔介質(zhì)也可以作為多孔介質(zhì)Thin Plate2D, nominal thickness for heat transfer.標(biāo)稱厚度傳熱介質(zhì)標(biāo)稱厚度傳熱介質(zhì)Fan2D, 通風(fēng)機(jī)組通風(fēng)機(jī)組Point_history某個(gè)位置的瞬態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)某個(gè)位置的瞬態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)2022-4-2231Fine Grid Vol3D ，細(xì)化網(wǎng)格，細(xì)化網(wǎng)格User Defined2D or 3D, 用戶自定義用戶自定義 (PATCH/COVAL). Cellt

13、ype 2D or 3D, 用戶自定義用戶自定義 (cannot affect grid). Null2D or 3D. 用于控制和改善網(wǎng)格用于控制和改善網(wǎng)格PCB 3D, 非各向同性熱傳導(dǎo)固體或者流體非各向同性熱傳導(dǎo)固體或者流體Pressure Relief 某個(gè)位置設(shè)置壓力點(diǎn)源某個(gè)位置設(shè)置壓力點(diǎn)源Person設(shè)置人體的坐站姿勢和熱量設(shè)置人體的坐站姿勢和熱量People設(shè)置人體的熱量設(shè)置人體的熱量ROTOR3D,圓柱極坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)域圓柱極坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)域Drag_lift3D, 計(jì)算作用力計(jì)算作用力 Assembly2D or 3D 容器組件，管理其他組件容器組件，管理其他組件Tr

14、ansfer2D, 用于計(jì)算的熱源用于計(jì)算的熱源Clipping_plane3D, 剪輯圖像，不影響計(jì)算結(jié)果剪輯圖像，不影響計(jì)算結(jié)果2022-4-22322022-4-22332.2.2 物性及模型的選擇 物質(zhì)屬性的選擇:材料屬性有固體，液體，氣體和其他材料選擇 從以下界面可以選擇PHOENICS已有的材料屬性2022-4-2234PHOENICS中如何加載自己的材料屬性用記事本打開這個(gè)文件phoenicsd_earthprops材料屬性包括：1 density, kg/m*3 2 kinematic viscosity, m*2/s, 3 specific heat, joules/(kg*

15、degC) 4 thermal conductivity, watts/(m*degC) 5 thermal expansion coefficient,(degC)*(-1)6 compressibility, or the reciprocal of Youngs Modulus in the case of solids, m*2/Newton以0號(hào)物性為例子： Air at 20 deg C, 1 atm, treated as pressible01.1891.544E-051005.00.02583.41E-30.0PRPSdensityviscosity specific hea

16、tconductivitythermal expansion coefficientcompressibility, or the reciprocal of Youngs Modulus in the case of solidskg/m*3m*2/skg*degCm*degC(degC)*(-1)m*2/Newton物號(hào)密度 粘度比熱導(dǎo)熱系數(shù)熱膨脹系數(shù)壓縮系數(shù)或楊氏莫量2022-4-2235將自己要編輯的物質(zhì)按照各物質(zhì)屬性編寫好，在相應(yīng)的空缺位置對號(hào)入座2022-4-2236 模型的選擇主要在domain setting 窗口的Models里面選擇,Model里面還有一些其他的常用模型：速

17、度和壓力場，溫度場，舒適度，濕度，煙氣等。2.2.2 物性及模型的選擇2022-4-2237舒適度：PMV預(yù)測平均熱感覺指標(biāo)濕度計(jì)算：包括濕度率和相對濕度等 2022-4-2238空氣齡計(jì)算2022-4-2239煙氣計(jì)算：PMV、煙氣密度、可視度 2022-4-22402022-4-22412.2.3 邊界條件設(shè)置散流器例如：散流器類型2022-4-22422022-4-22432022-4-22442022-4-2245噴淋 Wind2022-4-22462022-4-22472.2.4 計(jì)算域網(wǎng)格的調(diào)整單擊Geometry，設(shè)定計(jì)算域，具體如下：1.坐標(biāo)系的選取，有笛卡爾坐標(biāo)，圓柱極坐標(biāo)，

18、貼體坐標(biāo)；2.定常和非定常求解選擇；3.計(jì)算域的設(shè)置，即Domain Size；4.網(wǎng)格的設(shè)置，即Number of cellsa. 網(wǎng)格疏密的調(diào)整操作2022-4-2248坐標(biāo)系選擇坐標(biāo)系選擇穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)計(jì)算域尺寸計(jì)算域尺寸網(wǎng)格數(shù)網(wǎng)格數(shù)分塊網(wǎng)格分塊網(wǎng)格加密處理加密處理PARSOL2022-4-2249b. PASOL技術(shù)對網(wǎng)格質(zhì)量優(yōu)化PARSOL技術(shù)就是一種捕捉曲面和網(wǎng)格的交點(diǎn)，然后線性連接起來，從而避免了邊界上因結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格而產(chǎn)生的階梯形。 2022-4-2250處于off或on狀態(tài)時(shí)候，所得的網(wǎng)格質(zhì)量差別如下圖所示2022-4-2251同樣的網(wǎng)格尺寸與大小，當(dāng)pasol功能處于

19、off時(shí)：物體的外形撲捉如圖 當(dāng)pasol功能處于on時(shí)：物體的外形撲捉如圖 ：鋸齒狀外形消失，外觀形象逼真2022-4-2252如果有一定網(wǎng)格劃分基礎(chǔ)的話，可以分別打開X direction、Y direction、Z direction?？梢詫Ω鱾€(gè)區(qū)塊詳細(xì)劃分。單機(jī)Free all，則會(huì)均勻劃分網(wǎng)格c .網(wǎng)格均勻化Free all2022-4-2253正負(fù)號(hào)表示網(wǎng)格變化方向|Power|1,表示網(wǎng)格漸漸變大|Power|1,表示網(wǎng)格漸漸變大|Power|1,表示網(wǎng)格漸漸變小2022-4-2255e. 物體影響網(wǎng)格（ Object affects grid ）在PHOENICS 2010版本

20、中，物體影響網(wǎng)格（ Object affects grid ）功能可以對三個(gè)方向進(jìn)行選擇2022-4-2256f. Null 物體 創(chuàng)建劃分網(wǎng)格的區(qū)域2022-4-2257d. 嵌套網(wǎng)格（Fine_Grid_Vol）：網(wǎng)格局部細(xì)化2022-4-22582.2.5 其他相關(guān)設(shè)置Activate Restart for all variables，激活后將以上次計(jì)算結(jié)果為初始條件進(jìn)行計(jì)算，另一個(gè)是Reset initial values to default，重新開始計(jì)算。 a. 初始化設(shè)置2022-4-2259b. 源相設(shè)置2022-4-2260c. Output選項(xiàng)設(shè)置Output項(xiàng)可以設(shè)置監(jiān)

21、視點(diǎn)的位置 ，合成速度輸出設(shè)置，瞬態(tài)求解時(shí)各時(shí)刻輸出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)置等等2022-4-2261d. Numerics選項(xiàng)設(shè)置可以設(shè)置計(jì)算時(shí)間（迭代步），收斂參數(shù)，松弛因子，差分格式等。2022-4-2262開啟自動(dòng)收斂開啟自動(dòng)收斂松弛相設(shè)置：建議開啟松弛相設(shè)置：建議開啟PhoenicsPhoenics自動(dòng)收斂設(shè)置。自動(dòng)收斂設(shè)置。2022-4-2263關(guān)閉自動(dòng)收斂后，手動(dòng)調(diào)整收斂值時(shí)的建議關(guān)閉自動(dòng)收斂后，手動(dòng)調(diào)整收斂值時(shí)的建議0.3-10.3-10.01-10.01-1關(guān)閉自動(dòng)收斂關(guān)閉自動(dòng)收斂2022-4-2264單擊單擊 Run, Post processor, 選擇選擇 GUI Post pr

22、ocessor (VR Viewer) 。2.3.1 PHOENICS自帶的VR-viewer2.3 PHOENICS2.3 PHOENICS后處理后處理2022-4-2265單擊單擊 快捷欄快捷欄C按鈕按鈕 查看其他變量查看其他變量 設(shè)置顏色標(biāo)尺的最大最小值設(shè)置是否顯示等值線設(shè)置是否填充非顏色塊設(shè)置是否用平均值設(shè)置顏色是否連續(xù)設(shè)置顏色塊個(gè)數(shù)設(shè)置顏色透明度選擇不同變量2022-4-2266設(shè)置矢量箭頭長度設(shè)置矢量箭頭疏密度2022-4-2267設(shè)置等值面圖設(shè)置查看范圍2022-4-2268顯示網(wǎng)格顯示切片 顯示最大最小值顯示紅色鉛筆顯示網(wǎng)格位置顯示坐標(biāo)軸顯示項(xiàng)目標(biāo)題 顯示顏色條2022-4-2

23、269保存圖片保存圖片69 2.3.2 動(dòng)畫制作2022-4-2270動(dòng)畫制作（動(dòng)畫制作（i104為例瞬態(tài)求解）為例瞬態(tài)求解）2.右鍵右鍵703.彈出彈出Animation options對話框?qū)υ捒?.把把Save animation 由由No設(shè)為設(shè)為Yes5.單擊單擊OK6.再次單擊再次單擊 ，開始制作，開始制作動(dòng)畫動(dòng)畫1.單擊單擊 ，預(yù)覽動(dòng)畫，預(yù)覽動(dòng)畫632022-4-2271流線（以流線（以621為例）為例） 71單擊單擊 ， 設(shè)置設(shè)置Streamline options，單擊，單擊OK；彈出彈出Streamline Management，單擊，單擊Object-New，增加，增加流線

24、；流線；單擊單擊AnimateAnimation Control，彈出，彈出Animation Control對話框，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)；對話框，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)；2022-4-2272接下來制作流線動(dòng)畫，單擊 ，彈出Movement Animation對話框。單擊 ，再單擊 保存。722022-4-2273 2.3.2 PHOENICS與TECPLOT軟件的接口功能（以總院zz1模型為例）處于選處于選中狀態(tài)中狀態(tài)2022-4-2274先制作流線，然后在菜單欄先制作流線，然后在菜單欄animate 制作動(dòng)態(tài)效果制作動(dòng)態(tài)效果2022-4-22752.4.1 Plant功能的應(yīng)用PLANT使用的必備安裝：

25、（1）安裝PHOENICS2009 （2）安裝Intel visual Fortran compiler(v9.1或以上版本) （3）Microsoft Visual Studio. Net 2003 或2005 （4）安裝好以后，打開PHOENICS，運(yùn)行compiler 按鈕?？淳幾g是否 有問題，如果有錯(cuò)誤，則需要檢查Fortran的安裝目錄是否和phoenicsd_utilsphoeparth.bat 文件中的路徑一致，如果不一致修改phoeparth.bat使其一致。 如果運(yùn)行COMPILER沒有問題，可以使用PLANT了。2.4 PHOENICS2.4 PHOENICS開放性開放性2

26、022-4-2276Plant界面2022-4-2277pPlant介紹pfile:/C:phoenicsd_polisd_lecsplantplan0.htmpPlant casepfile:/C:phoenicsd_utilsd_libsq1ears.htm#zpfile:/C:/phoenics/d_polis/d_lecs/plant/plan3.htm2.4.2 Inform的應(yīng)用 Inform功能是利用PHOENICS自帶的一種語言格式來編寫。新版 本在inform方面的改進(jìn)，使其應(yīng)用更加方便。不需要安裝其他軟件，無需編譯連接。 例如：The inlet velocity prof

27、ile will be set to 2022-4-227871Z5U 2022-4-2279Inform界面2022-4-2280 第三章 案例操作練習(xí)例一 基本操作簡例621 例二 I209 噴淋 例三 室外通風(fēng)例四 火災(zāi)煙氣擴(kuò)散I104例五 v119運(yùn)動(dòng)物體Size（x，y，z） Position（x，y，z） 物質(zhì)屬性及其他設(shè)置計(jì)算區(qū)域2，1，1Inlet0，1，0.450，0，0.50號(hào)物性（x 0.5m/s）Opening0，1，0.452，0，0.05Plate10，1，0.50，0，0Plate20，1，0.52，0，0.5Plate30，1，0.650.5，0，0.3Blockage0.4，1，0.651，0，0.05103號(hào)copperH-block2，1，0.050，0，0.95100號(hào)AlL-block2，1，0.050，0，0100號(hào) Al （100w）2022-4-2281幫助文件地址 file:/C:phoenicsd_polisd_wkshpwrkshp1.htm例一 基本操作簡例621 2022-4-22822022-4-22832022-4-2284例二 Flow simulation 幫助文件地址 file:/C