1、CFXCFX 總結總結張永立編寫2009年目錄1目錄CFX的安裝1CFX前處理11.旋轉機械的幾種級間模式12.旋轉機械PitchRatio的介紹13.旋轉機械的時間步長設置14.關于給壓差計算流量的測試結果（CFX11.0與Fluent6.3.26比較）25.CFX火災噴淋仿真方法26.CFX-Pre中的DomainInterface的設置說明（V12.1）47.如何在一個case中實現不同的計算域使用不同的流體介質？4CFX求解器41.計算時出錯：“InsufficientCatalogu”如Ze解決？42.CFX并行分區算法53.CFX如何命令實現用結果文件作為新的求解初始場？54.關于

2、CFX并行的幾個問題？65.CFX并行模式：66.ke和SST兩個模型計算阻力測試？67.CFX進行各向異性材料換熱的實現方法？【總部回復】68.CFX提交求解出錯？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.如何創建任意形狀的切面（平面或曲面）10CFX并行10正文1CFX的安裝的安裝CFX前處理前處理1.旋轉機械的幾種級間模式旋轉機械的幾種級間模式FrozenRotor:坐標系改變，但轉子與定子之間的相對位置不變，相當于準穩態計算。適合于流體速度遠大于交

3、界面位置的機械轉動速度時（即轉速較慢），此模型計算量最小。此聯結方式下有兩個參數可以設置：RotationalOffset和TransformationType.對于RotationalOffset，可以用于不提前改變網格相對位置，而實現不同轉子/定子相對位置下的流場計算。對于TransformationType,當pitchratio不等于1或者當interface中的兩個網格面不完全overlap時，可以選擇”Automatic”，當interface的兩網格面完全overlap時可以選擇”None”。Stage:多葉片通道被同時求解時，在旋轉區域和靜止區域之間進行物理量周向平均。適合于流

4、速和機械轉動速度量級相當時（即轉速較快），此模型計算量大于FrozenRotor，此模型型適合于多級旋轉機械的計算。推薦應用FrozenRotor獲得初解，然后應用Stage獲得精確解。此聯結方式下有一個參數可以設置：PressureProfileDecay，這是為了避免交界面求解的不穩定性，一般設為0.05。SameFrameWithFrozenRotor或SameFrameWithStage：適用于坐標系沒有改變，而存在pitchchange（匹配度不等于1）時。如果此時不選擇上述兩選項 ， 而 選 擇 “None” ， 則 程 序 不 會 考 慮 “pitchchange” 和 “sha

5、pechange” 的 影 響 。TransientRotor-Stator：真實考慮瞬態效應的模型， 計算量最大。 有參數TransformationType可供設置 （祥見FrozenRotor中的介紹）。2.旋轉機械旋轉機械PitchRatio的介紹的介紹有三種選擇：Automatic/Value/SpecifiedPitchAngles.其中Automatic自動處理；Value是給定Pitchratio的值；SpecifiedPitchAngles是分別制定Side1和Side2的角度。3.旋轉機械的時間步長設置旋轉機械的時間步長設置對于穩態計算（FrozenRotor/Stage）

6、,時間步長=1/w w，如：轉速 W W=523rad/s，則時間步長正文2=1/523=0.002s.對于瞬態計算（TransientRotor-Stator）,時間步長 W 旋轉機械走過1個pitch所用時間的1/10,比如：轉速 3 3=523rad/s,動靜葉匹配關系為60/113,則通過一個pitch的時間=（2*PI/60）*（1/W W）=2.0e-4s,要在這一個pitch上計算至少十步，所以時間步長 W2.0e-5s.4.關于給壓差計算流量的測試結果（關于給壓差計算流量的測試結果（CFX11.0與與Fluent6.3.26比較）比較）（測試幾何模型：直管，半徑1cm，長度10

7、0cm）工況邊界設置計算結果CFX1（參考壓力=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,質量流量=0.0308kg/sCFX2（參考壓力=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,質量流量=0.0294kg/sCFX3（參考壓力=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

8、.8Pa,質量流量=-0.0291kg/sFluent2（參考壓力=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,質量流量=0.02925kg/sFluent3（參考壓力=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=-3923Pa,出口靜壓=-8000Pa,質量流量=0.02889kg/s5.CFX火災噴淋仿真方法火災噴淋仿真方法火災氣體中含有：CO/CO2/O2/H2O/N2噴淋液體就是水霧：H2O（Liquid）正文3仿真過程：

9、1定義可變氣體混合物(CO/CO2/O2/H2O/N2)2定義液體水：H20(L)3一定要定義“HomogeneousBinaryMixture”混合物： 材料1是H20,材料2是H2O(L),而且H2O和H2O(L)之間的轉換必須設定為“AntonieEquation”的形式， 這樣在定義“FlluidPairs”時應用“LiquidEvaporationModel”模型。參考下面的圖片：Outline|Expressions|OutputControlMaterial:mixtureDetailsofmiKtureBasicSettings|MixturePropertiesOptionO

10、utline|Expressions|OutputControlMaterial:H20VL1Q)etailsofH20VLBasicSettings|SaturationProperties|Option|nogeneonsBinaryMixtureMaterialGrouppCombustion.,WaterData二|JMaterial1H20JMaterial2flMaterialDes匚ription|H2OIdJ田Outline|Expressions|OutputControl|Material:H20VLDomain:flowdetailsofflowGeneralOption

11、sFluidModelsFluidDetailsFluidPairsParticleInjectionRegionsInitialisationnFluidPairsmixture|H20Imixture|H20IpiableCompositionMixture|MaterialGroupMaterialsListJMaterialDes匚ription|InterphaseMassTransfer|COjCO2jH20,N2,02廠ThermodynamicState廠CoordFrame日一iParti匚leCoupling|Fully匚口口已 T曰一DragForceOption5cKi

12、llerNaumann廠LinearisationBlendFactor田一IrHeatTiwsfer曰一Option|RanzMarshallParticleBreakup-ComponentPairs曰一rlFH20|H20IOptionCOIH20IC02|H20IH20|H20IN2|H20I02|H20IEH|LiquidEva口口日曰口仃Model|-LatentHeat日OptionAutomaticSurf日匚已TensionCoeffi匚ientMomentumTransfer,-Non-dragForces正文46.CFX-Pre中的中的DomainInterface的設置

13、說明的設置說明(V12.1)一、Interface的類型：六大類交界面類型：Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.二、Interface模型的選擇：InterfaceModelOption：TranslationalPeriodicityInterfaceModelOption：RotationalPeriodicityInterfaceModelOption：GeneralPeriodicity三、Mesh連接方式：7.如何在一個如何在一個case中實現不同的計算域使用不同的流體

14、介質中實現不同的計算域使用不同的流體介質? ?UsingMultipleDomainsFor:anygivenCFDprobleni,moreth：diionedom；ditimaybedefiiied.E：-ydefault,thephysi匚;mlmodelsusedin巳mehdom；ditimustbeconsistent;th已r已fore,已achtimeyou匚r已就已or已 litadoniiaiti,thephysicalmodels(fluidlists,heattrmsfermod已1気已tej； teappE已1across:alli：loiii；insofth已sai

15、l已typ已(e.g-?fluidorsolid),possiblyovenvritingmodels匚hosene；rlierforotherdom；Ltis.PleasenotethefoEowing:Itispossibletooverridetinsbehavior:mddefinedifferentphysic：dl匚onditionsindistin匚tseptatefluiddomidiiis.Tinsc：diibedoneeitherbysettingtheenvirontiient.volatileto:anyvduebeforestartingANSYSCFJ-Pre,or

16、byenatiluigbetafeatures:andsettingthe匚 門 : 三： t 曰 門tDcjmainPhysics爼 匚tionbyright-匚lk ： ImigontheSimulationbrmch.Tliiswillresultinno匚heclmigforconsist已ntphysicsrosssep；ratedotiiiiiiisbyAMSYSCFX-Pre.siniulationthathasb已已nde&ti已曰intinsmod已willremember1th已死settingswhenitisre-openediiiCFJ-Pre.Som已exc

17、eptions已idstwhenusingfluid:andsoEdi：loiii；instog已th已r；mnldsoto:allowMFRmultipl已住;mm已ofr已ference)simulationstobede&ti已LIfai：lom；ditiinterfaceisrequired,refertoUsingDom；ditiInterfa匚弟foritiformationonthecorrectuseofinterfaces.CFX求解器求解器1.計算時出錯：計算時出錯：“InsufficientCatalogueSize”女口何解決？女口何解決？答：FromtheSo

18、lverManager,edityourdefinitionfile(Tools/EditDefinitionFile)andaddtheCatalogueSizeMultiplierparameterwithintheFLOW/SOLVERCONTROLsection.Usearealvalue,like1.2orhigheruntilthesolvermanages.正文5(答案來源于：www.cfd-)2.CFX并行分區算法并行分區算法CFX用基于節點的分區算法，因為這樣可以保證基于節點的線性求解器的連續性。有七種分區算法：1MeTiS算法：此算法先對網格信息構建出一個拓撲幾何，然后把網

19、格粗化降低至幾百個點，對粗化后的圖形對分成兩部分，把分割后的區域返回投影到原始模型上，達到分區的目的。此算法默認是基于域(IndependentPartitioning)的基礎上分區，分區過程如果不想考慮多域帶來的影響，則選擇“CoupledPartitioning”。此方法需要較多內存。2RecursiveCoordinateBisecton算法：此分區算法是基于網格的全局坐標，每步對分成兩部分時都實在區間最大的坐標方向上進行。這種算法所需要的附件內存較小，但可能帶來每個分區內存在幾個孤立域。3OptimizedRecursiveCoordinateBisection算法： 此算法類似Rec

20、ursiveCoordinateBisection算法， 但允許在任一方向上分區。4UserDefinedDirection算法：沿著用戶指定的矢量方向上分區。5Radial算法：此算法需要用戶指定旋轉軸，然后根據旋轉軸在其徑向方向上分區。6Circumferential算法：此算法需要用戶指定旋轉軸，然后根據旋轉軸在其周向上分區。7JunctionBox算法：通過CCL語言，來實現用戶指定自己的分區算法。3.CFX如何命令實現用結果文件作為新的求解初始場？如何命令實現用結果文件作為新的求解初始場？命令如下：cfx5solve-deftest.def-initialtest_001.res4.

21、關于關于CFX并行的幾個問題？并行的幾個問題？機器滿負荷運轉為什么有時候會出現掛起不算的現象？如果滿負荷運轉， 有可能會出現中間某些數據傳遞被延遲或截斷，導致計算掛起，或者發散。別的軟件如dyna也出現過滿負荷運轉掛起的問題。建議每個節點不要用滿8核。串行計算1G內存最多算多少萬六面體網格，多少萬四面體網格？六面網格大約70萬節點；正文6四面體網格大約35萬節點，175萬單元。并行計算，1個CPU（2核）最多承擔多少六面體網格，多少四面體網格，1個節點（八核16G內存）最多承擔多少六面體網格，多少四面體網格？這個和內存有關系，我們1000萬hexa算例在1個cpu上也跑過；八核16G內存最多承

22、擔六面體1000萬節點，承擔四面體網格500萬節點，2500萬單元。多少六面體網格，多少四面體網格量以內建議不分節點計算？tetra，每個核最少分配3萬節點，hexa，每個核最少分配7.5萬節點。5.CFX并行模式：并行模式：1series:單CPU。2PVMLocalParallel：PVM即ParallelVirtualMachine.支持異構系統。3PVMDistributedParallel:多機PVM。4MPICHLocalParallelforWindows：MPICH（message-passinglibraries）：支持同構系統。同構系統下，MPICH比PVM效率更高，而PV

23、M比MPICH更可靠。5MPICHDistributedParallelforWindows:多機Windows系統MPICH。6RSH服務：RemoteShellService。6.ke和和SST兩個模型計算阻力測試？兩個模型計算阻力測試？管形（介質：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？7.CFX進行各向異性材料換熱的實現方法？【總部回復】進行各向異性材料換熱的實現方法？【總部回復】HiZhenya-TheCFXsolversupportsorthotropi

24、cthermalconductivity.ItisahiddenbetafeaturewhichmeansthatyouneedtosetitupbyeditingtheCCLoutsideofCFX-Pre.Todothis,setupyoursimulationandwriteoutadefinitionfilewiththethermalconductivityforthematerialofinterestsettoaconstantvalue.正文71.Youwillthenextractthecclcontentfromthedefinitionfiletoatextfileusi

25、ngthefolloiwngcommandwhichyoucanexecutefromtheCFXcommandprompt(CFXLauncher/Tools/CommandLine).Supposethatyourdefinitionfileisnamedtest.def.Youwouldtypethefollowingcommand:cfx5cmds-read-deftest.def-texttest.cclYouwillthenhaveatextfilecalledtest.cclwiththeproblemsetupinformation.2. Youtheneditthetest.

26、cclfileandreplace,forthematerialofinterest.THERMALCONDUCTIVITY:Option=ValueThermalConductivity=12.0WmA-1KA-1ENDwith:THERMALCONDUCTIVITY:Option=OrthotropicCartesianComponentsThermalConductivityXComponent=1WmA-1KA-1ThermalConductivityYComponent=2WmA-1KA-1ThermalConductivityZComponent=3WmA-1KA-1ENDIuse

27、d1,2,3forconvenience.ThisisfortheCartesianComponents,ifyouprefertouseCylindricalComponents,usethefollowingtexttoreplacetheoldone:THERMALCONDUCTIVITY:正文8Option=OrthotropicCylindricalComponentsThermalConductivityAxialComponent=1WmA-1KA-1ThermalConductivityThetaComponent=2WmA-1KA-1ThermalConductivityrC

28、omponent=3WmA-1KA-1AXISDEFINITION:Option=CoordinateAxisRotationAxis=Coord0.1ENDENDWhereCoord0.1istheglobalXaxis,soglobalYandZaxiswillbeCoord0.2andCoord0.3,respectively.3. Youthenwritethemodifiedtest.cclbacktothedefinitionfileusingthefollowingcommand:cfx5cmds-write-deftest.def-txttest.ccl4. Youwillseeinyoursubsequentoutputfile(whenrunningthecase)正文9thattheorthotropicvaluesarethere.C.KurtSvihla,Ph.D.SeniorTechnicalServicesEngineerANSYS,Inc.Southpointe275TechnologyDriveCanonsburgPA15317Tel:(724)514-3600Fax:(724)514-8.CFX提交求解出錯？提交求解出錯？(onMODE5)正文10CFX后處理后處理1.如何在如何在CFX-Post中求溫度或密度等中求溫