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使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧

使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧
看完之后不要留下"谢谢"二字,希望留下你的技巧或经验或问题.

关于计算流体力学主要有以下几个主要问题大家比较关心 
一、 关于瞬态计算的问题： 
计算瞬态设置参数与稳态不同，主要设置的参数为： 
1． FLDATA1,SOLU,TRAN,1 设置为瞬态模式 
2． FLDATA4,TIME,STEP,0.02, 自定义时间步时间间隔0.02秒 
3． FLDATA4,TIME,TEND,0.1, 设置结束时间0。1秒 
4． FLDATA4,TIME,GLOB,10, 设置每个时间步多少次运算 
5． fldata4a,time,appe,0.02 设置记录时间间隔 
6．SET,LIST,2 查看结果 
7．SET,LAST 设为最后一步 
8．ANDATA,0.5, ,2,1,6,1,0,1 动态显示结果 
以上为瞬态和稳态不同部分的设置和操作，特别是第五步。为了动态显示开始到结束时间内气流组织的情况，还是花了我们很多时间来找到这条命令。如果你是做房间空调送风计算的，这项对你来说非常好，可以观察到从开空调机到稳定状态的过程。 
二．关于建模的问题 
大家主要关心的建模问题是模型的导入和导出，及存在的一些问题。这些问题主要体现在： 
1． AUTOCAD建模导出后的格式与ANSYS兼容的只有SAT格式。PROE可以是IGES格式或SAT格式。当然还有其它格式，本人使用的限于正版软件，只有上述两种格式。SAT格式可由PROE中导出为IGES格式。ANSYS默认的导入模型为IGES格式的图形模型。 
2． 使用AUTOCAD一般绘制界面比较复杂的拉伸体非常方便。如果是不规则体，用PROE和ANSYS都比较方便，当然本人推荐用ANSYS本身的建模功能。对于PROE，因为它的功能强大，本人推荐建立很复杂的模型如变截面不规则曲线弯管（如血管）。 
3． 导入过程中会出现默认选项和自定义选项，一般本人推荐使用自定义选项，以避免一些操作带来的问题。有时出现显示只有线而没有面颜色的问题，可以用命令： 
/FACET,NORML 来解决这个问题。 
三．关于网格化的问题。 
网格化对结果影响很大，如果网格化不合理，出现的结果会不准确，或者计算时不收敛。更甚者，网格数量太大，减慢求解速度。对计算流体力学来说，实际应用中三维问题偏多，计算量一般非常大，由于ANSYS采用的是有限元，所以同有限差分比较来说，收敛慢，内存需要量大。但这并不是说水平不如有限差分的流体计算软件。ANSYS的计算结果直观性较好，特别对涡流的处理很形象很准确（其它软件往往看不到该有的涡流，给人的感觉太粗糙）。当然对于稍大的模型，就有点力不从心的感觉。 
首先运行前合理设置内存需求量，充分估计本人计算机的计算能力，本人不愿意看到黄牛拉火车的现象（可能拉不动）。合理划分网格可以大大节省机时，还可以避免自动网格划分中带来的过度疏密。本人建议首先采用手动设置的网格划分，可以大大减少网格数量。对于长大模型，推荐采用比例长度缩小模型，网格化后再比例放大（因为四面体网格不能使用SWEEP）。对于小尺寸或者风口位置，应该尽可能地加密，可以很好的实现收敛。网格化有很多技巧，需要在实践中自己摸索。 
四．动画显示 
在计算完以后，我们最关心的是是用图形方式查看计算的结果，当然最好是动画显示（如粒子流），可以非常形象地显示分析后的效果。ANSYS提供了这方面的强大功能，我们常用的有以下几种： 
1． 切片 
2． 粒子流 ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 
下面是切片显示设置的命令流： 
/TYPE,1,8 8指的是Q-SLICE Z_BUFFER 
/CPLANE,1 当前工作面WORKSPACE 
…… 
PLNSOL,V,SUM,0, PLNSOL为查看云图 
如果是粒子流，则命令为： 
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定义多个跟踪点 
。。。。。。 
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通过跟踪点的离子流线 
对于三维粒子流，如果设置为切片模式，切片会遮挡流线，所以应该设置为： 
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定义多个跟踪点 
/GRAPHICS,POWER 
/TYPE,1,0 消隐类型 
/CPLANE,0 正常视图 
/SHADE,1,1 
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通过跟踪点的离子流线 
以上各项的菜单位置为： 
1. Main菜单下的General PostProc子菜单plot result菜单下flow trace\Defi Trace PT+。 
2. Utility菜单plotctrls子菜单下style\hidden-line options\下，/TYPE设置为nohidden；/CPLANE设置为nomal to view。 
ANSYS未提供切片的动态显示，如果你的结果显示速度可以的话，编写一个程序可以实现切片的动画。其中的一个循环命令流见下： 
WPOF,,, .1 步进量为0.1 
PLNSOL,V,SUM,0 显示矢量切片 
/WAIT,0.1 暂停0.1秒 
只要控制开始到结束的步数，用循环操作来实现。本人用VB编写了一个生成移动的命令流，运行时输入移动方向和移动距离、步进量、暂停时间，确定后生成两个宏文件（向前和返回）。在程序中调用即可。






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-- 作者： caohuali
-- 发布时间： 2004/10/08 05:56pm

[UploadFile=ANSYSCAB9D3C3CEC_1097229349.rar]
希望会有用。 





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-- 作者： caohuali
-- 发布时间： 2004/10/08 05:58pm

如何正确理解ANSYS的节点坐标系 

节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系， 在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总 体笛卡尔坐标系平行。有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的，这些量包括：
输入数据：
1 自由度常数
2 力
3 主自由度
4 耦合节点
5 约束方程等
输出数据：
1 节点自由度结果
2 节点载荷
3 反作用载荷等

但实际情况是，在很多分析中，自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行，比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等，这些情况下，可以利用ANSYS的“旋转节点坐标系”的功能来实现节点坐标系的变化，使其变换到我们需要的坐标系下。具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的“分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系”中说明的步骤实现。






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-- 作者： caohuali
-- 发布时间： 2004/10/08 05:58pm

如何得到径向和周向的计算结果? 
在圆周对称结构中，如圆环结构承受圆周均布压力。要得到周向及径向位移，可在后处理/POST1中，通过菜单General Postproc>Options for Outp>Rsys>Global cylindric 或命令Rsys,1 将结果坐标系转为极坐标，则X方向位移即为径向位移，Y向位移即为周向位移。 






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-- 作者： caohuali
-- 发布时间： 2004/10/08 07:41pm

有关ansys的入门级出版物(目前)：                                                 
0【ANSYS公司的培训教材及手册】(正版用户可购买)                                  
                              
1【使用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践】王国强主编，西北工业大学出版社      
，1999.8                                                                        
   这书太老，介绍还可以                                                        
2【电脑辅助工程分析ANSYS使用指南】陈精一等编著，中国铁道出版社，2001.4          
台湾人的，介绍命令流：   很不错得      个人觉得入门者还是应该从更直观的GUI     
开始                                                                            
3【ANSYS教学范例】洪庆章等编著，中国铁道出版社，2002                           
4【有限元分析基础篇ANSYS与Matlab】夸克工作室编著，清华大学出版社，2002.2        
                                                                            
5【有限元分析基础篇ANSYS与Mathematica】夸克工作室编著，清华大学出版社，2002.2                                                                         
6【ANSYS5.7有限元实例分析教程】嘉木工作室编著，机械工业出版社，2002.4           
入门时看看还可，