发布时间 : 星期一 文章CFXANSYS使用高手流固耦合至理名言更新完毕开始阅读e9f1d0d428ea81c758f57873
CFX只有3d求解器，在求解二维问题时，需要有特别的设置。当然,Fluent有专门的2d求解器，求解速度要快得多。 二维问题可以分为平面二维(planar 2D)问题和轴对称二维(axisymmetric 2D)问题。 1. 几何形状 平面二维：在DesignModeler里面，extrude二维sketch。延伸的长度不重要，但是厚度要比较薄。 轴对称二维: 在DesignModeler里面，revolve二维sketch。转动的角度部重要，1度到5度比较合适。 2. 网格 平面二维：在CFX-Mesh里面，把Option -> Meshing Strategy改成Extruded 2D Mesh，Number of Layers = 1，然后定义Extruded Pair，Option = Translational 轴对称二维：在CFX-Mesh里面，把Option -> Meshing Strategy改称Extruded 2D Mesh, Number of Layers = 1，然后定义Extruded Pair，Option = Rotational，并定义轴。 生成的网格主要由锲形(prism)网格组成。轴对称情况下，靠近轴的地方会有退化网格。 3. 定义 二维问题使用和三维问题类似的边界条件。对前面和后面，定义成symmetry(对称)边界条件就可以了。如果没有定义成对称条件的话，CFX-Solver回提示不能正确计算梯度，求解器会自动中止。 Technorati : CFX, 二维 http://blog.singinfo.com/?p=107
Wed, 03 Oct 2007 07:27:00 +0000
用CFX模拟流体在不同材料里的扩散
在生物医药的应用上，有时候需要模拟药物在不同材料里的扩散。流体本身没有流动，但是药物会从高浓度区域扩散到低浓度区域。 要求解这个问题，不需要求解速度场和对流项。只要求解一个扩散方程。因此自己开发程序或者用matlab可能会更适合。用CFX可以模拟比较复杂的几何形状。 1. 不求解动量方程。Insert -> Solver -> Expert Parameter -> Model Over-rides，把solve fluid的选项改成f。 2. 不求解湍流方程。把湍流模型设成laminar 3. 不使用任何其他模型。没有传热，多相流等。 4. 定义一个Additional variable。然后再domain里面激活这个additional variable，使用diffusive transport equation。并且定义该additional variable在里面的扩散系数。 5. 定义边界条件。 在CFX里，默认情况下，CFX-Pre会对所有的domain使用同样的设定。如果要给不同的domain设定不同的扩散系数的话，需要作一个高级设置。Edit -> Options -> CFX-Pre -> Enable Beta Features。最后在树形目录的Simulation上点右键，选空Constant Domain Physics。这样便可以给不同的区域顶以不同的扩散系数了。当然，在做网格时，要先把domain划分好。 Technorati : CFX, 扩散 http://blog.singinfo.com/?p=108
Mon, 01 Oct 2007 07:56:00 +0000
CFX：Insufficient Catalogue Size
前面一篇帖子，介绍了CFX求解器堆栈长度不足的处理。最近遇到一个实例，在进行瞬态计算时，CFX报告了下面的错误消息： +——————————————————————–+| *** INSUFFICIENT CATALOGUE SIZE *** || ACTION REQUIRED : Increase the file catalogue size. || If the situation persists please contact the CFX Customer Helpline || giving the following details:- || Current catalogue size : 50822 |+——————————————————————–+ 这是由于CFX的存储管理系统(Memory Management System, MMS)没有分配足够的内存给所要求解的问题。这种问题是不常见的。 有两个办法可以解决这个问题，在CFX-Pre里面用CCL控制，或者在CFX-Solver里，配置相应的参量。它们的作用是一样的。 1. 在CFX-Pre里用CCL控制 在Solver Control上点右键，然后选择”Edit in Command Editor”。在CCL里插入下面的语句： Catalog
ue Size Multiplier = 1.2 这句定义可以直接放在”SOLVER CONTROL”下面。点击Process确认。 2. 在CFX-Solver里配置参量 如果是用命令行提交CFX，在CFX5solve命令里加上”-size-mms 1.2″控制。这个控制是让MMS请求1.2倍的内存。根据情况不同，可以使用更大的值。 如果是用图形界面提交CFX，在solver标签下面，可以输入advanced arguments。 [...]
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Sun, 30 Sep 2007 05:40:00 +0000
配置windows系统CFX并行计算
最近被问到怎么给windows系统配置CFX并行计算。其实CFX的并行计算功能是很容易配置的。32位windows上使用mpich，64位windows上使用mpich2。 如果已经安装了ANSYS Workbench的话，帮助里会有一本Installation and Licensing Documentation。在里面搜索mpich会看到具体的配置方法： 1.在CFX-Launcher上，Tools -> Command Line 2.安装mpi 2.1 32位系统，输入： cfx5parallel -install-mpich-service 2.2 64为系统，输入： cfx5parallel -install-mpich2-service 3.注册用户 3.1 32位系统，输入： cfx5parallel -register-mpich-user 3.2 64位系统，输入： cfx5parallel -register-mpich2-user 4. 输入用户名和密码。个人认为这个用户名和密码并不是很重要，可以输入任意值。 如果使用分布式并行计算的话，还需要安装rsh服务和配置防火墙。对于前者，安装帮助上的说明安装就可以了；对于后者，通常我是直接把windows防火墙关了。 另外，在windows上使用mpich要比pvm快很多很多。用pvm不需要特别的设置。 Technorati : CFX, 并行计算
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Sat, 29 Sep 2007 06:08:00 +0000
ICEM CFD：extrude mesh操作的side part name
问题： ………………………………………………….Subject…: 关于ICEM的一个问题………………………………………………….请问通过平面网格通过extrude mesh操作,转化为六面体网格以后,边界条件(part)不能从原来的线对应成面,是什么原因? 回答： 请参见附件的截图。设定一个side part name就可以了。 http://blog.singinfo.com/?p=112
Fri, 28 Sep 2007 06:17:00 +0000
ANSYS 11.0 service pack 1发布
ANSYS 11.0 SP1已经发布了。ANSYS, Workbench和ICEM CFD已经支持Windows Vista，CFX对Windows Vista的支持是beta版本。 Technorati : ANSYS, Vista http://blog.singinfo.com/?p=103
Tue, 02 Oct 2007 13:12:07 +0000
本博客主要介绍ANSYS，CFX，Fluent的最新更新，使用技巧等。同时也有CFD和FEA基本理论，及其他CAE软件的介绍。
CFX：如果确定timescale
CFX的求解器是比较特别的，和普通教科书上的不太一样。它使用耦合求解器(coupled solver)，并且使用求解瞬态方程的方法来求解稳态问题。时间步长(timescale)是影响收敛的最重要的因素。时间步长在耦合求解器里的重要性，相当于松弛因子(underrelaxation fac
tor)在分离求解器(segregated solver)里的重要性。前面有一篇帖子，讲了时间步长在流固耦合传热问题中的作用。 打个比方，在开车时。如果速度很慢，就会比较安全，但是需要比较长的时间才能到达目的地；如果速度很慢，就会节省时间，但是可能会不安全。同样的，在用CFX求解时，如果timescale很小，收敛会很稳定，但是需要很多的迭代，速度较慢；如果timescale很大，需要的迭代次数较少，但也可能引起求解器不稳定，甚至发散。因此合适的timescale对于收敛是很重要的。 通常情况下，timescale可以根据(特征时间=特征长度/特征速度)这个公式算出来。但是对于复杂的流场而言，直接推算出合适的时间步长还是有一定难度的，需要试出合适的timescale。 在CFX里，auto timescale是让系统自动估算出timescale，而physical timescale是由用户直接输入timescale。通常情况下，系统估算出的auto timescale过于保守，用户需要使用较大的physical timescale。另外，由于使用耦合求解器的缘故，CFX一般能在100-200个迭代步内收敛。如果在200步内还没有收敛的话，需要考虑改大timescale，而不是让系统跑更多的迭代(例如，把最大迭代数设成1000)，这样会浪费很多宝贵的时间。 最近碰到一个室内空调系统的模拟问题，由于浮力(buoyancy)的存在，动量方程和能量方程的耦合会导致收敛困难。使用的是CFX 11.0。11.0提供了时间步长系数(Timescale factor)这个新选项，可以方便的测试不同的timescale。timescale factor = 10代表timescale = 10 * auto timescale。 上面所说的空调模拟问题，我测试了timescale factor = 1、10、100三种情况。平均残差(RMS residual)和全局不平衡(global imbalance)的曲线图附在下面。 从曲线图可以清楚地看出，使用小的时间步，收敛曲线呈波浪形，或收敛缓慢，全局不平衡较大；使用大的时间步，收敛曲线呈”之”字形上下跳动。下面这个例子，timescale factor = 10可能较快得到收敛结果，最终我使用了timescale factor = 20。曾经尝试修改能量方程的时间步长，但是效果不太好。 timescale factor = 1 timescale factor = 10 timescale factor = 100 Technorati : CFX, 收敛, 时间步长 http://blog.singinfo.com/?p=97
Sun, 26 Aug 2007 01:16:46 +0000
CFX：带压力差的周期性边界条件
带压力差的周期性边界条件(translational periodic boundary with pressure drop)是一种常见的边界条件。比如很多用DNS/LES的管道流动，以及换热器流动。CFX在11.0才正式支持这种边界条件。要定义周期性边界条件，需要定义一个fluid-fluid interface。 阅读了帮助后，发现位移周期性边界条件可以有两种应用(除了模拟周期性条件以外)： 1.连接网格。这个时候位移周期性边界条件的作用是和通用连接(general connect with no frame change or pitch change)一样的。CFX的第8个练习题(Tutorial 8: Supersonic Flow Over a Wing)便是使用周期性边界条件来连接三块网格。个人认为，这个时候使用周期性边界条件或通用连接并没有区别，完全是个人的使用习惯问题。 2.模拟porous jump。前面有一篇帖子讲过Fluent里可以定义porous jump，但是CFX不可以。其实这个功能可以使用带压力差的周期性边界条件来实现。具体做法是：1)用周期性边界条件来连接相邻的网格；2)设定一个压力差。具体的公式推导在CFX帮助里已经提到： ANSYS CFX-Solver Modeling Guide | Domain Interface Modeling | Interface Models | Mass and Momentum Models 在这个帮助里还提到，除了在位移周期性边界条件上设定压力差，用户还可以设定质量流量(massflow rate)。通常情况下，设定质量流量会比较难收敛。因为CFX使用的是基于压力的求解器，如果使用质量流量的话，系统需要根据质量流量来收敛得到压力差；而如果设定压力差的话，系统会直接使用压力差来计算，因此比较容易收敛。 Technorati : CFX, 周期性边界条件
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Sat, 25 Aug 2007 02:23:00 +0000
Fluent UDF：为什么不能使用C_R_G
在写Fluent UDF时，不能使用C_R_G macro，但是其它mcro，例如C_P_G和C_U_G可以正常使用。求解器是基于压力的隐式耦合求解器。 查看了UDF manual后发现，C_R_G的功能是取出密度梯度，在帮助中有下里面的注解： C_R_G can be used only in the density-based solver and C_P_G can be used only in the pressure-based solver. 也就是说在使用基于压力的求解器时，系统并不支持C_R_G；使用基于密度的求解器时，系统不支持C_R_P。 要解决这个问题，可以根据理想气体方程计算密度，而不是直接从求解器中取密度。 Technorati : Fluent, UDF http://blog.singinfo.com/?p=99
Fri, 24 Aug 2007 02:46:00 +0000
GAMBIT：OPENGL_DEVICE_DRIVER not supported
在运行GAMBIT时，会出现下面的警告： Gambit build SP2006032921.Warning: locale not supported by Xlib, locale set to COPENGL_DEVICE_DRIVER not supportedDefaulting to X_DEVICE_DRIVER with standard visual 我在网络上也发现不少问同样问题的帖子。出现这个警告信息的原因是没有安装Hummingbird Exceed 3D。Exceed 3D是一个附加模块，它并不是运行GAMBIT所必须的，因此我们可以忽略这个警告。 Technorati : GAMBIT
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Thu, 23 Aug 2007 04:48:00 +0000
CFX：MPICH运行失败
最近遇到了一个并行计算的例子，用serial(1个CPU)和2个CPU的并行计算，求解器可以正常收敛，用4个CPU或者更多，在开始求解第一步时，求解器自动终止，并且没有错误消息。 刚开始是怀疑patitioner的问题，但是CFX的默认patitioner是MeTis，而且通常情况下patitioner的选择只会影响效率，很少会引起求解器失败。 测试使用的MPI(message passing interface)是local MPICH(CFX 10.0, IBM UNIX)。模型有很多interface。 在换用local PVM后，系统可以在8个CPU上正常运行。这个实例说明如果MPICH不能运行的话，可以换用PVM MPI试试。另外这也可能是10.0里面的bug。PVM其实是CFX里默认的MPI。MPICH虽然速度较快，但是可能不如PVM稳定。 Technorati : CFX, MPI
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Wed, 22 Aug 2007 05:12:00 +0000
CFX：读取CGNS网格
CGNS(CFD General Notation System, http://www.cgns.org/)是一种通用的CFD文件交换标准。很多软件可以输出、输入CGNS格式。下面的链接提供了一些CGNS例子：http://www.cgns.org/CGNSFiles.html 很多CGNS格式网格是multi-block structred mesh。在读入CFX-Pre之后，在图形界面上，显示为很多block。但是，网格实际上是连续的。用户并不需要用interface把网格连接起来。 在CFX Tutorial 8里面的例子使用的是Patran Neutral格式，需要用interface把三个区域连接起来。 如果不太熟悉这些网格格式的话，