【小白的CFD之同】07 CFD常识

学了同周到之流体力学,小白于流体力学有了核心的了解,但是流体力学涵盖的始末多之多,一圆的岁月怎么可能学得好吗,很多底定义都是模棱两只是。为了当一个月份下能运用CFD,小白以找到了黄师姐。

“师姐,看了千篇一律圆满的流体力学,现在本着它们发矣着力的认识,我怀念清楚计算流体力学和流体力学有啊联系么?“小白问。
”小白,这样吧,我吃你推荐一本书,你先夺图书馆借下好预先看吧,有免亮的还来提问我。“黄师姐说。
于是乎,小白去图书馆借到了黄师姐推荐的修《计算流体力学:从实践备受修》。

黑色的封皮儿,看正在非常高端。听黄师姐介绍,这按照开原本就是也胜年级本科生准备的,里面的答辩有非是众,而且书被再注重于工程使用,非常适合于像有些白这好像零基础人员入门。

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黄师姐以还嘱咐小白于读书此书时考虑的问题,并提示要为明白以下问题:

  • CFD是什么?
  • CFD可以使用叫如何场合?
  • CFD是怎么样采取为工程的?
  • 常用之CFD软件来什么样?

稍稍白去文具店买了单笔记本,将这些题目写于记录本及。经过三天的习,小白认为曾把当下几只问题将明白了。

小白的学习心得:

1 CFD是什么
2 CFD应用场合
3
CFD如何使用被工程
3.1 前处理
3.2 计算求解
3.3
计算后甩卖
4 CFD软件
4.1
通用软件及专业软件
4.2
商业软件及开源软件
4.3
前处理及后处理软件

1 CFD是什么

  • CFD是计量流体动力学(Computional Fluid
    Dynamic)的英文缩写,其利用计算机求解流体流动过程被之质地传递、能量传递、动量传递与化学反应题目。CFD是一律栽方式要工具,解决对象是流体力学问题,利用手段是数值计算。

2 CFD应用场合

  • 比方存在流体流动的场所都只是应用CFD。随着电脑技术与电脑计算能力的上进,CFD以及广泛应用于飞行航天、造船、汽车、食品、能源、石油化工、生物医学等领域,而且还于不停的为其他行业扩张。

3 CFD如何以为工程

倘以CFD应用叫工程,需要开过多之做事,一般来讲,CFD工程采用还足以分成三个阶段:前处理算求解以及测算后甩卖

3.1 前处理

测算前处理的显要目的在如果计算机识别现实世界。计算机及脑有大死之例外,要想为电脑识别真实世界是相同桩不极端爱之作业。
选举个简单的事例,如图所示,杯子里来番。

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人类的辨认方式恐怕是透过视觉将光学图像送入大脑,再乘记忆将图像识别为海和次。
而是要是为电脑来甄别而就是来少麻烦了。我们该如何告诉计算机“这里来只杯子,杯子受到产生一半海水”这无异于实际也?
首先使告计算机“这里产生个杯子”。我们用报计算机:

  • 海的尺码。杯子的形制是何等的?圆柱形还是圆台形?半径和壁厚等尺寸参数需要定义。
  • 海的半空中性。杯子是在地上的要么放在桌子上?我们要为其一个永恒尺寸。
    下,我们需要告诉计算机“杯子受到来水”。杯具的是,计算机可免知底呀水是什么玩意儿。不过我们得告知计算机:
  • 海受到盛装的素的各种物理特性。比如说水的密度、粘度、比热等。
  • 海受到作了多少趟。比如说告诉计算机水位高度要和之体积。
    通过提供 以上信息,计算机就能够分辨出“杯子受到作了回”这同样大体现实。

面前处理的意向就是在这么,要告诉计算机流体流动发生的场地、流体属性、流体流动仍的情理规则等。CFD前处理包含以下一些情:

  • 概念流动计算域:建立流体流动区域。告诉计算机流体流动发生的场子。
  • 计算域离散:将流动计算区域离散成网格单元。
  • 指定计算控制方程:告诉计算机所设解决之流体流动仍的情理规则。
  • 概念边界流动条件:特定流动问题产生特定的流边界条件。
  • 概念初始时刻流动条件:告诉计算机,零时刻计算域处于何种状态。
  • 求解参数定义
    如指定串行或并行计算、计算过程监测、离散算法指定等。
  • 输出参数定义:定义计算过程中有些盘算参数输出。

3.2 计算求解

  • 算求解普普通通由微机自动就,一般不欲人工干预。在眼前处理指定了后,求解器读取所有的求解参数进行活动求解计算,直至求解完成。

3.3 计算后甩卖

通过测算后甩卖将计求解得到的数额因直观的不二法门示出来,便于解读与工程采用。数据见的方式包括:

  • 数据表:每一个网格节点上的物理量数据,通常也压力、速度相当原来变量。
  • 曲线图:反映物理量变化规律
  • 云图:反映物理量空间分布
  • 矢量图:反映矢量空间分布
  • 动画:以动画片形式反应物理量随时间变化

4 CFD软件

CFD本身是同样种植数值计算方法,常常以那编制也电脑程序。当前来无数CFD软件可用以工程流体计算,根据软件功能,可分为通用软件专业软件;根据软件源代码是否公开,可分为商业软件开源软件;根据软件以CFD过程中的职,可分为前方处理软件求解器软件继处理软件

4.1 通用软件及专业软件

  • 通用软件:设计用来所有的CFD场合,求解的是通用流体控制方程。通用软件的前方处理目标广,能应付大多数底工问题。然而也多亏以要是保管通用性,而殉职了有的性质。通用CFD软件很多,比较常用的如ANSYS系列的FLUENT及CFX、CD-Adapco公司的STAR
    CCM+及STAR
    CD、ESI公司之Fastran及ACE+、CHAM公司之Phoenics、Metacomp公司的CFD++、Altair公司的Acusolve等
  • 业内软件:专为有平行当统筹之CFD软件。专业CFD软件要用于泵阀压缩机的PumpLinx、NUMECA;用于火灾消防的pyrosim及FDS等;用于建筑暖通计算的Flovent及AirPak等;用于电子散热的Flotherm及Icepak等,专业软件在特定的行业高达拥有通用软件无可比拟的建模和计算精度优势。

4.2 商业软件及开源软件

  • 商业软件:软件源代码不明白,需要花钱购买的软件。上网提到的CFD软件都是商业软件,都亟需花费不少的银子才会运用。
  • 开源软件:源代码公开的软件,用户可好进行编译也可以对源代码进行改动形成和谐的计算软件。目前CFD开源软件为无丢,比较出名的若OpenFoam、SU2等还是比好之开源CFD软件。

4.3 前处理与后处理软件

面前提到的CFD软件基本上还是求解器软件(不脱
一些软件包含前后处理),当前市场上还设有有规范前后处理软件。

  • 前处理软件:对于CFD前处理软件,其要任务是开展网格划分。代表性的CFD商用前软件包括ICEM
    CFD、Pointwise、Gridgen、GridPro等,开源前处理软件如Gmsh、Salome等
  • 继处理软件:后处理软件也产生不少,代表性的商用后处理软件包括Tecplot、Ensight等,开源之如ParaView等

来为明笔记(Wiz)

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