第20章 计算流体动力学分析.ppt

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1、第第20章章计算流体动力学分析计算流体动力学分析 FLOTRAN CFD 分析的概念分析的概念 ANSYS程序中的程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具，使用的先进的工具，使用ANSYS中用于中用于FLOTRAN CFD分析的分析的FLUID 141和和FLUID 142 单元，可解决如下问题：单元，可解决如下问题：1.作用于气动翼作用于气动翼(叶叶)型上的升力和阻力型上的升力和阻力2.超音速喷管中的流场超音速喷管中的流场3.弯管中流体的复杂的三维流动弯管中流体的复杂的三维流动 同时，同时，FLOTRAN还

2、具有如下功能：还具有如下功能：1.计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布2.研究管路系统中热的层化及分离研究管路系统中热的层化及分离3.使用混合流研究来估计热冲击的可能性使用混合流研究来估计热冲击的可能性4.用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能5.对含有多种流体的对含有多种流体的(由固体隔开由固体隔开)热交换器进行研究热交换器进行研究2FLOTRAN 分析的种类分析的种类 FLOTRAN可执行如下分析：可执行如下分析：1.层流或紊流层流或紊流2.传热或绝热传热或绝热3.可压缩或不可压缩可压缩或不可压缩4.牛顿

3、流或非牛顿流牛顿流或非牛顿流5.多组份传输多组份传输 这些分析类型并不相互排斥，例如，一个层流分析可以是传热的或这些分析类型并不相互排斥，例如，一个层流分析可以是传热的或者是绝热的，一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。者是绝热的，一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。3FLOTRAN边界条件边界条件 1.进口边界进口边界/出口边界出口边界2.对称条件对称条件3.固定壁面和移动壁面固定壁面和移动壁面4.周期边界周期边界5.恒定温度恒定温度6.热流热流7.体积热源体积热源8.传热系数传热系数9.辐射辐射4FLOTRAN分析中产生的一些文件分析中产生的一些文件1.结果文件，结果文件，J

4、obname.RFL，包含节点结果。，包含节点结果。2.打印文件，打印文件，Jobname.PFL，包含各量的收敛记录及进，包含各量的收敛记录及进/出口状态出口状态(如如流量等流量等)。3.壁面文件，壁面文件，Jobname.RSW，包含壁面剪切应力以及，包含壁面剪切应力以及Y-Plus信息。信息。4.残差文件，残差文件，Jobname.RDF，包含节点残差。，包含节点残差。5.调试文件，调试文件，Jobname.DBG，包含数学求解器的有关信息。，包含数学求解器的有关信息。6.结果备份文件，结果备份文件，Jobname.RFO，包含结果文件数据的一个拷贝。，包含结果文件数据的一个拷贝。7.重启动文件，重启动文件，Jobname.CFD，包含，包含FLOTRAN的数据结构。的数据结构。5 FLOTRAN分析的主要步骤分析的主要步骤:一个典型的一个典型的FLOTRAN分析有如下七个主要步骤：分析有如下七个主要步骤：1.确定问题的区域。确定问题的区域。2.确定流体的状态。确定流体的状态。3.生成有限元网格。生成有限元网格。4.施加边界条件。施加边界条件。5.设置设置FLOTRAN分析参数。分析参数。6.求解。求解。7.检查结果。检查结果。6