cfd软件论文,cfd软件教程

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浅谈常见的几种CFD算法

浅谈常见的几种CFD算法

1. FVM-有限体积法

这是目前CFD领域最成熟的算法。该算法是将流体的Euler控制方程在单元控制体内进行积分后离散求解。目前大家常用的CFD软件,例如Fluent,CFX,Starccm+和OpenFoam等都是主要基于这种方法。

FVM的基本思路:1、将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,每一个控制体积都有一个节点作代表,将待求的守恒型微分方程在任一控制体积及一定时间间隔内对空间与时间作积分;2、对待求函数及其导数对时间及空间的变化型线或插值方式作出假设;3、对步骤 1 中各项按选定的型线作出积分并整理成一组关于节点上未知量的离散方程。

就离散方法而言,有限体积法可视作有限单元法和有限差分法的中间物。有限单元法必须假定值在网格点之间的变化规律(既插值函数),并将其作为近似解。有限差分法只考虑网格点上的数值而不考虑值在网格点之间如何变化。有限体积法只寻求的结点值,这与有限差分法相类似;但有限体积法在寻求控制体积的积分时,必须假定值在网格点之间的分布,这又与有限单元法相类似。在有限体积法中,插值函数只用于计算控制体积的积分,得出离散方程之后,便可忘掉插值函数;如果需要的话,可以对微分方程中不同的项采取不同的插值函数。

FVM的优点:1、具有很好的守恒性。2、更加灵活的假设,可以克服泰勒展开离散的缺点。3、可以很好的解决复杂的工程问题。对网格的适应性很好。4、在进行流固耦合分析时,能够完美的和有限元法进行融合。

2. FDM-有限差分法

有限差分方法(FDM)是计算机数值模拟最早采用的方法,至今仍被广泛运用。该方法将求解域划分为差分网格,用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级数展开等方法,把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法,数学概念直观,表达简单,是发展较早且比较成熟的数值方法。

对于有限差分格式,从格式的精度来划分,有一阶格式、二阶格式和高阶格式。从差分的空间形式来考虑,可分为中心格式和逆风格式。考虑时间因子的影响,差分格式还可以分为显格式、隐格式、显隐交替格式等。目前常见的差分格式,主要是上述几种形式的组合,不同的组合构成不同的差分格式。差分方法主要适用于有结构网格,网格的步长一般根据实际地形的情况和柯朗稳定条件来决定。

FDM的基本思路:按时间步长和空间步长将时间和空间区域剖分成若干网格,用未知函数在网格结(节)点上的值所构成的差分近似代替所用偏微分方程中出现的各阶导数,从而把表示变量连续变化关系的偏微分方程离散为有限个代数方程,然后解此线性代数方程组,以求出溶质在各网格结(节)点上不同时刻的浓度。

3. FEM-有限元法

有限元方法的基础是变分原理和加权余量法,广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中(这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系)。有限元方法最早应用于结构力学,后来随着计算机的发展慢慢用于流体力学的数值模拟。在有限元方法中,把计算域离散剖分为有限个互不重叠且相互连接的单元,在每个单元内选择基函数,用单元基函数的线形组合来逼近单元中的真解,整个计算域上总体的基函数可以看为由每个单元基函数组成的,则整个计算域内的解可以看作是由所有单元上的近似解构成。

FEM的基本思路:把计算域划分为有限个互不重叠的单元,在每个单元内,选择一些合适的节点作为求解函数的插值点,将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式,借助于变分原理或加权余量法,将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数形式,便构成不同的有限元方法。

有限元法常应用于流体力学、电磁力学、结构力学计算,使用有限元软件ANSYS、COMSOL等进行有限元模拟,在预研设计阶段代替实验测试,节省成本。

4.粒子法

粒子法是近20多年来逐步发展起来的一种无网格方法。它利用核函数对物理问题进行近似处理,用离散的粒子来描述宏观连续分布微观仍为粒子的流体,而每个粒子则携带了其所在位置的流体的各种性质,如质量、密度、速度、能量等。

基本思路:将视作连续的流体(或固体)用相互作用的质点组来描述,各个物质点上承载各种物理量,包括质量、速度等,通过求解质点组的动力学方程和跟踪每个质点的运动轨道,求得整个系统的力学行为。从原理上说,只要质点的数目足够多,就能精确地描述力学过程。

粒子法可以分为光滑粒子法(SPH)、半隐式运动粒子法(MPS)和有限体积粒子法(FVP)三类。

第一种SPH光滑粒子法,该算法最早由Gingold and Monaghan (1977) 和Lucy (1977)提出,该方法对流体压力采用显示求解,特点是计算快速,弱点压力场计算不准确。

第二种MPS半隐式运动粒子法是由Koshizuka教授于1995年提出,该算法通过求解压力泊松方程获得流体的压力场,并通过压力梯度修正预测的流体速度。MPS方法在提出后的很长时间内都存在很多底层的数值稳定性问题,主要体现在压力场不符合物理实际的波动。后来很多学者对该方法提出了修正和改进。

最后一种FVP粒子法,相对比MPS的区别将控制方程在假想的粒子体积空间内进行积分,获得新的梯度和Laplacian算子,该算法与MPS无太大本质区别。

SPH方法虽然快,但是有失准确度,适合于追求视觉效果的场景,例如某些电影里的海啸场景,就采用该算法。MPS和FVP方法虽然计算速度较慢,但物理量计算更加准确,适合于工程场景。

5. LBM-离散格子玻尔兹曼法

Lattice Boltzmann Method(LBM),即离散格子玻尔兹曼方法,主要用来模拟处于Maxwell或近Maxwell平衡态的连续流区或近连续滑移区低速槽道流。

近年,国际上许多学者提出发展将宏观流体力学与微观分子动力学连接起来的介观理论,通过发展基于分子运动论(气体动理学理论)Boltzmann方程的介观数值模型来再现特征尺度达微、纳米量级的气体流动问题。LBM就是其一。

该方法并没有像前其他CFD方法那样求解流体的Navier–Stokes方程,而是通过计算微观粒子间的streaming和collision两个过程,从而模拟整体流体的运动行为。该算法最大的特点是并行计算效率非常高,主要是因为算法过程相对简单容易并行。

目前,除了在一般的流体力学问题中得到了成功的应用外,格子BoftZmann方法在多相(元)流、化学反应扩散、渗流、粒子悬浮流、磁流体力学等相关领域也得到了比较成功的应用。LBM正处于不断的发展之中,近年来在基本理论、基本模型和应用等各方面都有所发展。

cfd流体力学软件能导入哪些软件做出来建模

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有Fluent、CFX、STAR-CD、STAR-CCM+、phoneics、flow-3d、airpak、icepak、flotherm与OpenFOAM,这些copy都好用.其中,常用的是Fluent;由2113于其源程序开放性,使得可以仿真复杂的5261边界条件,4102OpenFOAM是高端的CFD软件,其开放性代表1653CFD乃至其它仿真软件的发展方向.

现在研一了,导师前一阵子给了课题.大概是用CFD软件如Fluent研究下峡谷风,明天要让给他讲下研究思路.

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你可以关注下 各种湍流模型在这方面的应用效果的对比,是不是得当,可以做几个模拟比较.

论文摘要翻译,我最近急着用,有点错误可以,但不要太多,更不要用在线翻译或者有道什么的,都是有很多错

摘要内容:随着汽车行驶速度的提高,汽车阻力也明显加大。

Abstract: when the vehicle speed increases, its resistance obviously increases as well.

研究表明:车速达到70km/h时,汽车阻力占行驶阻力的一半。

Research shows that when vehicle speed reaches 70km/h, its resistance takes up half of the driving resistance.

汽车速度过高对汽车的稳定性、安全性也有着很大影响。

The excessive vehicle speed has great influence on the stability and safety of the vehicle.

现阶段空气动力学研究一般都采用风洞试验、数值模拟、理论研究。

The current aerodynamics research generally adopts wind tunnel test, numerical simulation and theoretical research.

风洞试验室运用最为广泛,但其投资过高、周期长等缺点。

The wind tunnel test is the most commonly used, but it has disadvantages such as too much investment, long cycle and etc.

随着计算机的发展,数值模拟取得了很大的发展(CFD)。

With the development of computer, the numerical simulation has had huge development (CFD).

CFD是以电子计算机为工具,应用各种离散化的数学方法,对流体力学的各类问题进行数值试验、计算机模拟和分析研究,以解决各种问题。

CFD uses different mathematical method of discretization by means of computer to test, stimulate, analyze and research various problems of hydromechanics and etc. so as to deal with these problems.

CFD具有试验周期短、费用低等优点。

CFD has these advantages such as short test cycle, low cost and so on.

目前的模拟是CFD和风洞试验相结合的方法,互相促进,CFD还不能完全取代风洞试验。

CFD and wind tunnel test are adopted in current simulation and they mutually promote, but CFD cannot totally replace wind tunnel test.

本文首先对汽车流场发展和研究意义和CFD软件包做了介绍。

This paper first introduces the development of flow field and CFD software package.

第二章中对CFD的理论基础进行了讲解。

It illustrates the theoretical principle of CFD in the 2nd chapter.

第三章主要说明利用GAMBIT建立汽车模型、网格划分以及边界条件的确定。

In the 3rd chapter it mainly explains the utilization of GAMBIT to make car model, the grid generation and the determination of edge condition.

在第四章中说明FLUENT进行模拟的一般步骤。

The 4th chapter gives out the general procedures of FLUENT simulation.

第五章中对不同的汽车前部后部造型进行模拟对比,了解汽车前后造型设计的基本思路。

In the 5th chapter simulated comparisons are made about the shape of the front and rear part of different vehicles in order to understand the basic idea of their design.

汽车前部发动机盖应与水平面成一定斜度,汽车顶部与发动机盖在同一曲面上,汽车尾部为鱼尾巴形的汽车造型最优。

The front vehicle hood should form a certain slope with the horizontal plane. The vehicle roof and hood should be on the same curved surface. Those vehicles with fishtail-shaped rear part have the optimum shaping.

还对汽车的不同离地距离和不同行驶速度进行了分析对比。

Analysis and comparison is also made in different ground clearances and running speeds of vehicle.

汽车离地距离小,汽车升力增加,气动阻力减少。

When the vehicle ground clearance decreases, the lift will increases, thus reducing the aerodynamic resistance.

汽车速度增加是周围空气速度和阻力将明显加大。

The increase of vehicle speed obviously increases the ambient air speed and resistance.

合理的确定造型和最优的离地距离对汽车阻力减少影响很大。

The reasonable shape and optimum ground clearance has huge influence on the decrease of vehicle resistance.

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cfd文件怎么看

!.CFD是CryptoForge文档、图象文件、压缩文件这3种文件的扩展名!可以用:CryptoForge 和网易泡泡 这两款软件来打开!

计算流体力学(CFD)的前景怎么样

当然是比较好的,因为他依赖计算机,计算机的发展对其影响很大,目前CFD能够对大多数的情况进行计算,得到满意的结果,往后越来越多的设计工作都可以借助CFD完成 相当有前景

ICEM-CFD是什么软件,哪位行家给介绍一下

ICEMCFD——专业的CAE前处理软件 作为专业的前处理软件ICEMCFD为所有世界流行的CAE软件提供高效可靠的分析模型。它拥有强大的CAD模型修复能力、自动中面抽取、独特的网格“雕塑”技术、网格编辑技术以及广泛的求解器支持能力。同时作为ANSYS家族的一款专业分析环境,还可以集成于ANSYS Workbench平台, 获得Workbench的所有优势。 ICEMCFD软件功能 • 直接几何接口(CATIA, CADDS5, ICEM Surf/DDN, I-DEAS, SolidWorks, Solid Edge, Pro/ENGINEER and Unigraphics) • 忽略细节特征设置:自动跨越几何缺陷及多余的细小特征 • 对CAD模型的完整性要求很低,它提供完备的模型修复工具,方便处理“烂模型” • 一劳永逸的Replay技术:对几何尺寸改变后的几何模型自动重划分网格 • 方便的网格雕塑技术实现任意复杂的几何体纯六面体网格划分 • 快速生成自动生成六面体为主的网格 • 自动检查网格质量,自动进行整体平滑处理,坏单元自动重划,可视化修改网格质量 • 超过100种求解器接口: 如FLUENT、Ansys、CFX、Nastran、Abaqus、LS-Dyna ICEMCFD的网格划分模型 • Hexa Meshing 六面体网格 ANSYS ICEM CFD中六面体网格划分采用了由顶至下的“雕塑”方式,可以生成多重拓扑块的结构和非结构化网格。整个过程半自动化,使用户能在短时间内掌握原本只能由专家进行的操作。采用了先进的O-Grid等技术,用户可以方便地在ICEMCFD中对非规则几何形状划出高质量的“O”形、“C”形、“L”形六面体网格 • Tetra Meshing 四面体网格 四面体网格适合对结构复杂的几何模型进行快速高效的网格划分。在ICEM CFD中四面体网格的生成实现了自动化。系统自动对已有的几何模型生成拓扑结构。用户只需要设定网格参数,系统就可以自动快速地生成四面体网格。系统还提供丰富工具使用户能够对网格质量进行检查和修改。 • Prism Meshing 棱柱型网格 Prism网格主要用于四面体总体网格中对边界层的网格进行局部细化,或是用在不同形状网格(Hexa和Tetra)之间交接处的过渡。跟四面体网格相比,Prism网格形状更为规则,能够在边界层处提供较好的计算区域。

CFD是什么,一种软件吗,还是很多软件的统称,求各位高手解答,求CFD交流qq群

CFD (Computational Fluid Dynamics, 即计算流体动力学, 简称CFD.它是一个学科,而不是软件,但是有CFD分析软件,目前比较好的CFD软件有:CFX、Fluent、Phoenics、Star-CD;qq群有:74782068

CFD是干什么滴软件?

CFD软件是计算流体力学(Computational fluid Dynamics)软件的简称,是专门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件.通过CFD软件,可以分析并且显示发生在流场中的现象,在比较短的时间内,能预测性能,并通过改变各种参数,达到最佳设计效果. 来自www.fundfund.cn 详文参考: http://www.fundfund.cn/news_200924_37389.htm

高手帮我看看这是什么文件?要怎么才能打开?

信峰哥,得结果:

一、这是什么文件?

CFX是一种工业软件文件。

CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件,是英国AEA Technology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发,诞生在工业应用背景中的CFX一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求,并以其在这些方面的卓越成就,引领着CFD技术的不断发展。

目前,CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域,为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。

二、要怎么打开?

《ANSYS CFX》或者方正飞腾可以打开,这是一个研究流体动力学的分析软件,因为这种文档类型主要用于建模等工业应用,所以很少有其他软件兼容这种格式。