搜索CFD——計算流體動力學(xué)
2017-03-03 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
CFD——計算流體動力學(xué)其結(jié)構(gòu)為:
提出問題——流動性質(zhì)(內(nèi)流、外流;層流、湍流;單相流、多項流;可壓、不可壓……),流體屬性(牛頓流體:液體、單組分氣體、多組分氣體、化學(xué)反應(yīng)氣體;非牛頓流體)
分析問題——建模——N-S方程(連續(xù)性假設(shè)),Boltzmann方程(稀薄氣體流動),各類本構(gòu)方程與封閉模型。
解決問題——計算格式的構(gòu)造/選擇:有限元、有限差分、有限體積、譜方法等;程序的具體編寫/軟件的選用,后處理的完成。
成果說明——形成文字,提交報告,賺取應(yīng)得的回報。
CFD實現(xiàn)過程:
1.建模——物理空間到計算空間的映射。
主要軟件:
二維:
AutoCAD:
大家不要小看它,非常有用。一般的網(wǎng)格生成軟件建模都是它這個思路,很少有參數(shù)化建模的。相比之下AutoCAD的優(yōu)點在于精度高,草圖處理靈活?？梢赃@樣說,任何一個網(wǎng)格生成軟件自帶的建模工具都是非參數(shù)化的,而對于非參數(shù)化建模來說,AutoCAD應(yīng)該說是最好的,畢竟它發(fā)展了很多很多年!因此,在處理二維復(fù)雜流動問題時,大家最好首先想一向可不可以用AutoCAD實現(xiàn)。
CAXA:
使用方便,支持與AutoCAD之間的直接轉(zhuǎn)換。屬于低端CAD軟件。
三維:
CATIA:
航空航天界CAD的老大,法國人的東西,NB,實體建模厲害,曲面建模獨步武林。本身可以生成有限元網(wǎng)格,2003年又發(fā)布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。有了它和ICEM-CFD,可以做任何建模與網(wǎng)格劃分!該軟件的缺點是價格太貴,對計算機要求過高。
UG&I-deas:
總覺得EDS腦袋進水了,收了I-deas這么久了,也才發(fā)布個幾百M的UG NX 2.0,還被大家爭論來爭論去說它如何的不好用!其實,軟件本身不錯,大公司用得也多,可是就這么打市場,早晚是走下坡路。按CAD建模的功能來說它排不上第一,也不能屈居第二,尤其是加上了I-DEAS更是如虎添翼?，F(xiàn)在關(guān)鍵是看市場了。
Solidworks:
這哥們講的是實用主義,中端CAD軟件它絕對是老大,Solidedge功能是不比它差,但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十幾倍,接口也比SE多很多,要是你,你會選哪個?Autodesk Inventor也只能算是中端軟件,目前說來,我是處于觀望態(tài)度,看發(fā)展再決定?？傊?Solidworks目前的發(fā)展如日中天,合作伙伴多如牛毛。用起來極其順手(呵呵,我的手,其它兄弟的我不知道)。這里極力向大家推薦的是ICEM-CFD DCI FOR Solidworks!有了這個東西畫個全機網(wǎng)格也就個把天!
Pro/E:
參數(shù)化建模的老祖
2.網(wǎng)格劃分——連續(xù)空間的離散化。
主要軟件:
ICEM-CFD(Ansys Inc):
最NB的CFD網(wǎng)格劃分軟件,主要四個模塊:Tetra(水平最高)、Hexa(用起來方便)、Global(難得的笛卡爾網(wǎng)格劃分軟件)、AutoHexa(算是垃圾,有那么一點點用處)。接口賊多,幾乎支持所有流行的CFD軟件!!!使用方便,一個月內(nèi)可以學(xué)會,兩個月就可以針對課題努力了。
這個軟件還有后處理模塊Visual3,但是目前說來還沒有聽過哪個兄弟用過,我也沒用過。在我看來,該軟件還有一個特殊的優(yōu)點就是對CGNS格式支持得相當(dāng)?shù)暮?一旦CGNS標(biāo)準(zhǔn)化,它就更加如魚得水了。
Gridgen(Poinwise Inc):
你要學(xué)習(xí)網(wǎng)格理論,用它比較好,你要和它一起來完成網(wǎng)格,不能*它自動給你個復(fù)雜網(wǎng)格。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分很好。幫助文檔有些標(biāo)新立異了,很多術(shù)語就是難為大家這些入門級別的,實體不叫實體,它非得說是Database,何必呢!
Gambit(Fluent Inc):
好學(xué)、好用。就是要拖著一個Exceed當(dāng)*山,功能強大。但是占用內(nèi)存比較多,常常會跑死機(不是個別的問題)。目前最新版本2.1.6,功能不見多大改善,導(dǎo)入幾何仍然需要手動修復(fù)。
CFX-build(Ansys Inc):
基于Patran的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分軟件,會Patran就會它!功能自不用說,Patran有多猛,搞FEA/CAE的兄弟都知道。
CFD-Geom(CFDRC Inc):
好學(xué),不過有些概念要仔細領(lǐng)會,最好是對拓撲與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、類型比較熟悉。
Patran(Msc Inc)、Hypermesh(Altair Inc):
這兩個不說了FEA方面的猛將,CFD也可以借鑒。
以上按功能和在CFD領(lǐng)域的適用范圍分類。
3。求解器——差分方程的求解。
主要軟件:
Fluent:
不可壓流動的優(yōu)秀求解器,可壓流動求解稍差,市場做得好,用的人多。非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器。它不是最好的,但是是最通用的,具體還是要看你的問題。幫助文檔我已經(jīng)全部翻譯了。
CFX5.x:
相當(dāng)于Fluent的分離求解器,Ma<2有效?；诜墙Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格。沒啥好說的,優(yōu)點找不到,缺點也沒什么。
CFX4.x:
化學(xué)反應(yīng)和多項流結(jié)構(gòu)網(wǎng)格求解器,不了解,大家可以補充。
Star-CD:
源于英國,日本也搞,我不喜歡有日本人的氣味!西交大用得比較多。
Phoenics:
英國佬的,由于決策上的失誤(網(wǎng)格處理方面的決策),目前仍在低谷,功能強大,但使用不方便,前處理太差。
CFDRC:
我最喜歡的求解器,功能比前面所有加起來的都多,解決問題極其廣泛,缺點是接口較差,幫助文檔有些做得較為馬虎,錯別字,錯誤的公式較多,要看懂它需要一定的基礎(chǔ)。
Cosmos Floworks:
Solidworks的一個插件,真是委屈它了,這世道美女都找有錢的主,它找的是Solidworks,和其它求解器相比,它是花瓶。
CFDesign:
Cosmos Floworks的金蘭姐妹,下嫁Pro/E,與Cosmos相比,各有千秋。
Numeca:
針對渦輪機械的,好東西,市場沒搞好,目前不得志。
說Numeca是針對渦輪機械的太委屈它了!!!前些天把它的幫助文檔過了一遍,發(fā)現(xiàn)它真是塊金子!!!因為它的差分格式不是Fluent和CFX可以比擬的,在網(wǎng)格劃分方面也非常的有特色,像搞航天的學(xué)生們,老板如果不給買好軟件,可以考慮買這個。
Ansys Flotran:
4.后處理——求解結(jié)果的可視化與整理。
主要軟件:
Tecplot:
短小精悍,首選?？梢宰约壕幊烫幚頂?shù)據(jù),非常強大!實驗數(shù)據(jù)處理用它也絕對是首選。
CEI Ensight:
這個屬于對中國禁運的軟件之一。不過由于網(wǎng)絡(luò)精神的存在,老美也不要奇怪中國人怎么會用它。特點是界面難看,使用復(fù)雜,啥都能做,難學(xué)。對于空間流場的顯示沒有任何一個其它的后處理軟件可以與其相比。
FieldView:
還可以,國外用得比較多,沒Tecplot平易近人。有些思路莫名其妙。俺不喜歡的說。
AVS Express:
沒指望學(xué)它,用它可以編個Tecplot!
還有一個——Matlab,不說了吧,這可是最靈活也是功能最強大的后處理軟件了,很多計算與實驗數(shù)據(jù)我都用它做。
5。報告處理:Scientific Workplace、MathType(公式編輯器,很需要);Word、Acrobat………………
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