ANSYS教学算例集FL-室内通风仿真计算课件.pptx
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1、1 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential室内通风仿真计算2 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential摘要本例以室内通风为例，用ANSYS 19.0软件，对室内流场进行仿真，包括流动材料属性、边界条件、求解和后处理的设置。计算流场内各物理量的分布，可用于评判室内空间流动状况。3 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential案例描述本例仿真办公环境流场状态，其中包含计算机及操作人员。第一部分为仿真空气在管路中的流动，最终获得房间进风口处的
2、流动参数；然后将两个风道出口数据设置为于房间进口边界，计算室内流动。本例将演示如何使用workbench 下的CFX模块实现进出口管路流场及室内流场的模拟。4 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.风道仿真3.1.1.准备工作3.1.1.1.创建Workbench工程文件(1)将网格文件duct_mesh.cfx5和room.cfx5拷贝至英文文件目录下，打开Workbench工程文件，将工程项目保存名为RoomStudy至网格文件目录下。5 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confi
3、dential操作步骤(2)鼠标双击Analysis Systems中的Fluid Flow（CFX），在Project Schematic中创建CFX仿真流程模块6 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.1.2.进入CFX界面双击Setup 进入CFX-Pre界面7 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.1.3.导入网格文件在【File】【Import】【Mesh】,选择【Files of type】为【ICEM CFD（*cfx*cfx5*msh）
4、】，在视图窗口选取网格文件duct_mesh.cfx5，单击【Open】导入网格。此时，图形界面中可以查看到导入的网格形态。8 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.2.物理模型设置3.1.2.1.定义流体材料双击Outline下Default Domain，在Basic Settings标签栏下的Material中，点击下拉菜单，选择Air Ideal Gas。保持【Domain Models】【Pressure】【Reference Pressure】栏里值为1atm。9 2018 ANSYS,Inc.January
5、1,2023ANSYS Confidential操作步骤切换到Fluid Models标签栏下，选择【Heat Transfer】【Option】【Isothermal】，设置Fluid Temperature为21C。设置【Turbulence】【Option】【Shear Stress Transport】，其余为默认设置。10 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.2.2.定义流场边界(1)进口边界设置在Outline下的Default Domain行单击右键，选择【Insert】【Boundary】选项，在Name
6、栏后填入“INLET”，点击【OK】。进入到Basic Settings设置栏中，保持【Boundary Type】【Inlet】。选择【Location】【INLET】。切换至Boundary Details设置栏中，设置【Mass And Momentum】【Option】【Total Pressure(stable)】【Relative Pressure】0Pa，其余设置为默认，点击【OK】完成设置。11 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤(2)出口1边界设置在Outline下的Default Domain行单击右键，选
7、择【Insert】【Boundary】选项，在Name栏后填入“VENT1”，点击【OK】。进入到Basic Settings设置栏中，保持【Boundary Type】【Outlet】。选择【Location】【VENT1】。切换至Boundary Details设置栏中，设置【Mass And Momentum】【Mass Flow Rate】0.225kg s-1，点击【OK】确认设置。12 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤(3)出口2边界设置在Outline下的Default Domain行单击右键，选择【Inser
8、t】【Boundary】选项，在Name栏后填入“VENT2”，点击【OK】。进入到Basic Settings设置栏中，保持【Boundary Type】【Outlet】。选择【Location】【VENT2】。切换至Boundary Details设置栏中，设置【Mass And Momentum】【Mass Flow Rate】0.225kg s-1，点击【OK】确认设置。13 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.2.3.求解器设定在Outline下双击选择Solver Control，在Basic Setting
9、s标签栏下勾选Conservation Target选项，其余设置为默认，点击【OK】确认设置。14 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.2.4.监测值设置在Outline下双击Output Control，在Monitor标签栏中，勾选Monitor Objects，在Monitor Points and Expressions选项栏中创建新的监测点，默认名称为Monitor Point 1，【Option】【Expression】【Expression Value】areaAve(Velocity w)VENT1，点
10、击【OK】确认设置。15 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.3.求解设置3.1.3.1.关闭CFX-Pre窗口，退回至Workbench界面。3.1.3.2.双击Solution，进入到CFX求解设置界面。16 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.3.3.选择Double Precision(可选)。3.1.3.4.选择【Parallel Environment】【Run Mode】调整并行核数(可选)。3.1.3.5.在打开的CFX-Solve
11、r求解器中选择【Start Run】。17 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.4.CFD-POST后处理设置在Workbench界面下，双击Results 。进入到CFD-POST界面下。18 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.4.1.输出出口截面速度分布(1)在菜单栏【File】【Export】【Export】(2)在Option选项栏中，命名输出文件名为vent1.csv，输出路径按照默认输出至user_files文件夹下(3)设置【Typ
12、e】【BC Profile】，【Location】【VENT1】(4)设置【Profile Type】【Inlet Velocity】(5)点击【Save】保存。19 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.4.2.输出出口截面速度分布(1)在菜单栏【File】【Export】【Export】(2)在Option选项栏中，命名输出文件名为vent2.csv，输出路径按照默认输出至user_files文件夹下(3)设置【Type】【BC Profile】，【Location】【VENT2】(4)设置【Profile Type】
13、【Inlet Velocity】(5)点击【Save】保存20 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.1.4.3.退出后处理模块，在Workbench下重命名模块为duct。21 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.2.室内仿真分析3.2.1.准备工作在Workbench下Toolbox栏下，鼠标双击Component Systems中的CFX，在Project Schematic中创建新的CFX仿真流程模块，将模块重命名为room。22 2018 ANSY
14、S,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.2.1.1.进入CFX界面双击Setup 进入CFX-Pre界面23 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.2.1.2.导入网格文件在【File】【Import】【Mesh】,选择【Files of type】为【ICEM CFD（*cfx*cfx5*msh）】，在视图窗口选取网格文件room.cfx5，单击【Open】导入网格。此时，图形界面中可以查看到导入的网格形态。24 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANS
15、YS Confidential操作步骤3.2.2.物理模型设置3.2.2.1.定义流体属性双击Outline下Default Domain，在Basic Settings标签栏下的Material中点击下拉菜单，选择Air Ideal Gas。保持【Domain Models】【Pressure】【Reference Pressure】栏里值为1atm。设置【Buoyancy Model】【Option】Buoyant，设置【Gravity X Dirn.】0m s-2，【Gravity Y Dirn.】0m s-2，【Gravity Z Dirn.】-g，设置【Bouy.Ref.Densit
16、y】1.185kg m-3。25 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤切换到Fluid Models标签栏下，选择【Heat Transfer】【Option】【Thermal Energy】，设置【Turbulence】【Option】【Shear Stress Transport】，其余为默认设置。26 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤继续切换至Initialization标签栏下，勾选Domain Initialization选项，设置【Temperat
17、ure】【Option】【Automatic with Value】【Temperature】21C27 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤3.2.2.2.读入边界条件文件在菜单栏中选择【Tools】【Initialize Profile Data】，在弹出的对话框中选择【Data File】为vent1.csv。28 2018 ANSYS,Inc.January 1,2023ANSYS Confidential操作步骤同理，重复以上步骤，导入vent2.csv文件。导入之后，在Outline中User Functions栏里
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