60-CFX总结

CFX总结张永立编写2009年CFX的安装CFX前处理1.旋转机械的几种级间模式FrozenRotor:坐标系改变，但转子与定子之间的相对位置不变，相当于准稳态计算。适合于流体速度远大于交界面位置的机械转动速度时（即转速较慢），此模型计算量最小。此联结方式下有两个参数可以设置：RotationalOffset和TransformationType.对于RotationalOffset,可以用于不提前改变网格相对位置，而实现不同转子/定子相对位置下的流场计算。对于TransformationType，当pitchratio不等于1或者当interface中的两个网格面不完全overlap时，可以选择”Automatic”，当interface的两网格面完全overlap时可以选择”None”。Stage:多叶片通道被同时求解时，在旋转区域和静止区域之间进行物理量周向平均。适合于流速和机械转动速度量级相当时（即转速较快），此模型计算量大于FrozenRotor，此模型型适合于多级旋转机械的计算。推荐应用FrozenRotor获得初解，然后应用Stage获得精确解。此联结方式下有一个参数可以设置：PressureProfileDecay,这是为了避免交界面求解的不稳定性,一般设为0.05。SameFrameWithFrozenRotor或SameFrameWithStage：适用于坐标系没有改变，而存在pitchchange（匹配度不等于1）时。如果此时不选择上述两选项，而选择“None”，则程序不会考虑“pitchchange”和“shapechange”的影响。TransientRotor-Stator：真实考虑瞬态效应的模型，计算量最大。有参数TransformationType可供设置（祥见FrozenRotor中的介绍）。2.旋转机械PitchRatio的介绍有三种选择：Automatic/Value/SpecifiedPitchAngles.其中Automatic自动处理；Value是给定Pitchratio的值；SpecifiedPitchAngles是分别制定Side1和Side2的角度。3.旋转机械的时间步长设置对于稳态计算（FrozenRotor/Stage），时间步长=1/ω，如：转速ω=523rad/s，则时间步长=1/523=0.002s.对于瞬态计算（TransientRotor-Stator），时间步长≤旋转机械走过1个pitch所用时间的1/10，比如：转速ω=523rad/s，动静叶匹配关系为60/113，则通过一个pitch的时间=(2*PI/60)*(1/ω)=2.0e-4s,要在这一个pitch上计算至少十步，所以时间步长≤2.0e-5s.4.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0与Fluent6.3.26比较）（测试几何模型：直管，半径1cm，长度100cm）工况边界设置计算结果CFX1(参考压力=1atm)不可压空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-1.0Pa，入口静压=-4085Pa，出口静压=-8001.7Pa，质量流量=0.0308kg/sCFX2(参考压力=1atm，298K)理想空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-1.7Pa，入口静压=-3938Pa，出口静压=-8001.9Pa，质量流量=0.0294kg/sCFX3(参考压力=1atm，298K)理想空气：入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-171.6Pa，入口静压=-4024.4Pa，出口静压=-8001.8Pa，质量流量=-0.0291kg/sFluent2(参考压力=1atm，298K)理想空气：入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=0Pa，入口静压=-3845Pa，出口静压=-8000Pa，质量流量=0.02925kg/sFluent3(参考压力=1atm，298K)理想空气：入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa入口总压=-170Pa，入口静压=-3923Pa，出口静压=-8000Pa，质量流量=0.02889kg/s5.CFX火灾喷淋仿真方法火灾气体中含有：CO/CO2/O2/H2O/N2喷淋液体就是水雾：H2O（Liquid）仿真过程：1>定义可变气体混合物（CO/CO2/O2/H2O/N2）2>定义液体水：H2O（L）3>一定要定义“HomogeneousBinaryMixture”混合物：材料1是H2O，材料2是H2O（L），而且H2O和H2O（L）之间的转换必须设定为“AntonieEquation”的形式，这样在定义“FluidPairs”时应用“LiquidEvaporationModel”模型。参考下面的图片：6.CFX-Pre中的DomainInterface的设置说明(V12.1)一、Interface的类型：六大类交界面类型：Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.二、Interface模型的选择：InterfaceModelOption ：TranslationalPeriodicityInterfaceModelOption ：RotationalPeriodicityInterfaceModelOption ：GeneralPeriodicity三、Mesh连接方式：7.如何在一个case中实现不同的计算域使用不同的流体介质？CFX求解器8.计算时出错：“InsufficientCatalogueSize”如何解决？答：FromtheSolverManager,edityourdefinitionfile(Tools/EditDefinitionFile)andaddtheCatalogueSizeMultiplierparameterwithintheFLOW/SOLVERCONTROLsection.Usearealvalue,like1.2orhigheruntilthesolvermanages.(答案来源于：www.cfd-online.com)9.CFX并行分区算法CFX用基于节点的分区算法，因为这样可以保证基于节点的线性求解器的连续性。有七种分区算法：1>  MeTiS算法：此算法先对网格信息构建出一个拓扑几何，然后把网格粗化降低至几百个点，对粗化后的图形对分成两部分，把分割后的区域返回投影到原始模型上，达到分区的目的。此算法默认是基于域（IndependentPartitioning）的基础上分区，分区过程如果不想考虑多域带来的影响，则选择“CoupledPartitioning”。此方法需要较多内存。2>  RecursiveCoordinateBisecton算法：此分区算法是基于网格的全局坐标，每步对分成两部分时都实在区间最大的坐标方向上进行。这种算法所需要的附件内存较小，但可能带来每个分区内存在几个孤立域。3>  OptimizedRecursiveCoordinateBisection算法：此算法类似RecursiveCoordinateBisection算法，但允许在任一方向上分区。4>  UserDefinedDirection算法：沿着用户指定的矢量方向上分区。5>  Radial算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其径向方向上分区。6>  Circumferential算法：此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其周向上分区。7>  JunctionBox算法：通过CCL语言，来实现用户指定自己的分区算法。10.CFX如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？命令如下：cfx5solve-deftest.def-initialtest_001.res11.关于CFX并行的几个问题？机器满负荷运转为什么有时候会出现挂起不算的现象？如果满负荷运转，有可能会出现中间某些数据传递被延迟或截断，导致计算挂起，或者发散。别的软件如dyna也出现过满负荷运转挂起的问题。建议每个节点不要用满8核。串行计算1G内存最多算多少万六面体网格，多少万四面体网格？六面网格大约70万节点；四面体网格大约35万节点，175万单元。并行计算，1个CPU(2核)最多承担多少六面体网格,多少四面体网格，1个节点(八核16G内存)最多承担多少六面体网格，多少四面体网格？这个和内存有关系，我们1000万hexa算例在1个cpu上也跑过；八核16G内存最多承担六面体1000万节点，承担四面体网格500万节点，2500万单元。多少六面体网格，多少四面体网格量以内建议不分节点计算？tetra，每个核最少分配3万节点，hexa，每个核最少分配7.5万节点。12.CFX并行模式：1>  series:单CPU。2>  PVMLocalParallel：PVM即ParallelVirtualMachine.支持异构系统。3>  PVMDistributedParallel:多机PVM。4>  MPICHLocalParallelforWindows：MPICH(message-passinglibraries)：支持同构系统。同构系统下，MPICH比PVM效率更高，而PVM比MPICH更可靠。5>  MPICHDistributedParallelforWindows:多机Windows系统MPICH。6>RSH服务：RemoteShellService。13.ke和SST两个模型计算阻力测试？管形（介质：水）湍流模型流速阻力压差直管d=2cm/L=100cmke0.5m/s0.053N174Pa直管d=2cm/L=100cmSST0.5m/s0.053N174Pa波纹管？14.CFX进行各向异性材料换热的实现方法？【总部回复】HiZhenya-TheCFXsolversupportsorthotropicthermalconductivity. ItisahiddenbetafeaturewhichmeansthatyouneedtosetitupbyeditingtheCCLoutsideofCFX-Pre.Todothis,setupyoursimulationandwriteoutadefinitionfilewiththethermalconductivityforthematerialofinterestsettoaconstantvalue.1.YouwillthenextractthecclcontentfromthedefinitionfiletoatextfileusingthefolloiwngcommandwhichyoucanexecutefromtheCFXcommandprompt(CFXLauncher/Tools/CommandLine).Supposethatyourdefinitionfileisnamedtest.def. Youwouldtypethefollowingcommand:cfx5cmds-read -deftest.def-texttest.cclYouwillthenhaveatextfilecalledtest.cclwiththeproblemsetupinformation.2.Youtheneditthetest.cclfileandreplace,forthematerialofinterest.THERMALCONDUCTIVITY:Option=ValueThermalConductivity=12.0[Wm^-1K^-1]ENDwith:THERMALCONDUCTIVITY:Option=OrthotropicCartesianComponentsThermalConductivityXComponent=1[Wm^-1K^-1]ThermalConductivityYComponent=2[Wm^-1K^-1]ThermalConductivityZComponent=3[Wm^-1K^-1]ENDIused1,2,3forconvenience.ThisisfortheCartesianComponents,ifyouprefertouseCylindricalComponents,usethefollowingtexttoreplacetheoldone:THERMALCONDUCTIVITY:Option=OrthotropicCylindricalComponentsThermalConductivityAxialComponent=1[Wm^-1K^-1]ThermalConductivityThetaComponent=2[Wm^-1K^-1]ThermalConductivityrComponent=3[Wm^-1K^-1]AXISDEFINITION:Option=CoordinateAxisRotationAxis=Coord0.1ENDENDWhereCoord0.1istheglobalXaxis,soglobalYandZaxiswillbeCoord0.2andCoord0.3,respectively.3.Youthenwritethemodified test.cclbacktothedefinitionfileusingthefollowingcommand:cfx5cmds-write -deftest.def-txttest.ccl4.Youwillseeinyoursubsequentoutputfile(whenrunningthecase)thattheorthotropicvaluesarethere.--C.KurtSvihla,Ph.D.SeniorTechnicalServicesEngineerANSYS,Inc.Southpointe275TechnologyDriveCanonsburg PA 15317Tel:(724)514-3600Fax:(724)514-5096www.ansys.com15.CFX提交求解出错？在windows64位下提交任务，用了算例的各个*.def文件都不行，出错（见上图）。提交过程没有选择并行，即只是单CPU就出错。为什么？CFX后处理16.如何在CFX-Post中求温度或密度等Scalar的梯度？17.CFX如何求得换热系数的？答：h=q/(T-Tbulk)；Tbulk一般选取主流温度或来流温度或全场平均温度。为了让数值求解的h和实验数据一致，需要数值求解的所使用的Tbulk和实验所选择的Tbulk相同。18.在CFD-Post中如何显示周向速度和径向速度分量？答：在www.cfd-online.com上获得答案如下，事实证明是可行的。Incfxpostgototurbomodethendefineyourrotationaxisnextclickcalculatevelocitycomponents.nowyoucanplotthevariablesyouneed.19.如何创建任意形状的切面（平面或曲面）答：把想创建的切面（任意复杂度的平面或曲面）通过CAD软件创建出来，给此切面划分网格，把此网格读入到CFX-Post中（也可以先生成*.def文件在读入CFX_Post），通过“File-Export...”把此边界保存成*.csv的文本文件。应用“UserSurface”方法创建，选择“FromFile”方法！把此*.csv文件读入即可。CFX并行欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供，策划案书，学习资料等等打造全网一站式需求