【小白的CFD之旅】08 CFD速成之道【轉(zhuǎn)載】

2017-01-18 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

學(xué)了那么一個(gè)星期的流體力學(xué),又看了一周的計(jì)算流體力學(xué),小白對(duì)于如何應(yīng)用CFD解決工程流體問(wèn)題,依然是一無(wú)所知。眼看一個(gè)月的時(shí)間已經(jīng)過(guò)半,小白有點(diǎn)著急起來(lái)。于是在一個(gè)陽(yáng)光明媚的早晨,小白又找到了黃師姐。

“師姐,半個(gè)月過(guò)去了,還是對(duì)CFD如何解決工程問(wèn)題沒(méi)有一點(diǎn)思路,怎么辦呀?“小白略顯著急的問(wèn)。
”這半個(gè)月讓你學(xué)習(xí)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué),雖然時(shí)間太少,但卻是條正道。要想用好CFD,這兩方面的基礎(chǔ)是越深厚越好,但是咱們沒(méi)那么多的時(shí)間留給你慢慢學(xué)了,這樣吧,今天我教你一種CFD快速入門方法。“黃師姐也有點(diǎn)急。
”雖然有點(diǎn)急功近利,但時(shí)間來(lái)不及了也只好這樣了,我要講的速成方法,核心在于以下幾個(gè)方面:

以軟件學(xué)習(xí)為主,理論學(xué)習(xí)為輔
以軟件實(shí)例學(xué)習(xí)為主,軟件操作學(xué)習(xí)為輔

再次強(qiáng)調(diào)這種學(xué)習(xí)方式是一種快餐式的學(xué)習(xí)方式,難免會(huì)留下基礎(chǔ)不牢的缺陷?！包S師姐補(bǔ)充道。

”看過(guò)《笑傲江湖》沒(méi)有?今天介紹的這種CFD學(xué)習(xí)方式就類似華山派的劍宗,先從招式入手,以精妙的劍法打天下。而與此相反的CFD學(xué)習(xí)方式(先學(xué)CFD背后的理論,再使用CFD軟件)則類似于華山派的氣宗。兩種方式在前期的表現(xiàn)差異很大,劍宗入門容易但難免內(nèi)力不足威力不夠,氣宗則內(nèi)力很足卻缺乏精妙的招式將威力發(fā)揮出來(lái),最理想的狀態(tài)則是:有深厚的理論基礎(chǔ),也會(huì)熟練的使用軟件?！秉S師姐是個(gè)武俠迷,小白聽實(shí)驗(yàn)室的其他師兄說(shuō)過(guò)。

“好了,下面來(lái)具體講該怎么做吧?！秉S師姐以一種過(guò)來(lái)人的口吻教導(dǎo)著小白。

黃師姐的CFD速成之道

1 選擇合適的CFD軟件
2 軟件的學(xué)習(xí)
2.1 CFD問(wèn)題分類
2.2 大量案例練習(xí)
3 學(xué)習(xí)資料
鄭重申明

1 選擇合適的CFD軟件

選擇一款合適的CFD軟件對(duì)于初學(xué)者來(lái)講非常重要。雖然說(shuō)目前的CFD軟件界面都很友好,使用起來(lái)也很方便,但是還是需要認(rèn)真選擇。有些CFD軟件的GUI設(shè)計(jì)比較好,邏輯性很強(qiáng),更適合于新手入門。而有些軟件則不是那么的適合。
黃師姐建議小白選擇ANSYS FLUENT作為CFD軟件的入門軟件,黃師姐的理由:

FLUENT的界面非常友好,完全圖形化的界面
FLUENT的界面具有非常好的邏輯性,將計(jì)算參數(shù)設(shè)置以一種邏輯性比較強(qiáng)的樹形菜單形式展示給用戶
FLUENT有完備的實(shí)例文檔,通過(guò)大量的CFD實(shí)例練習(xí)可以快速的掌握軟件
項(xiàng)目使用的是FLUENT,有這一條理由足夠了

2 軟件的學(xué)習(xí)

通常情況下,對(duì)于軟件的學(xué)習(xí)通常是先從操作入手,先熟悉軟件界面,再熟悉功能按鈕的使用方法等等。但如果要想快速的入門CFD軟件,自然不能太糾結(jié)這些細(xì)節(jié),這里的方法是:

CFD問(wèn)題整理分類
大量練習(xí)案例

2.1 CFD問(wèn)題分類

CFD問(wèn)題的分類是從牛師兄那里得到的,他將CFD問(wèn)題大體分為了6類:

常規(guī)流動(dòng)問(wèn)題:不涉及除了流體流動(dòng)之外的問(wèn)題,計(jì)算過(guò)程中求解連續(xù)方程、動(dòng)量方程,可涉及能量方程。這方面的應(yīng)用包括低速流動(dòng)、高速流動(dòng)(跨音速、超音速以及高超音速流動(dòng))。流動(dòng)問(wèn)題可以包括內(nèi)流流動(dòng)及外流流動(dòng)。
熱問(wèn)題:包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流以及熱輻射問(wèn)題。除了求解流動(dòng)問(wèn)題外,還需要額外求解傳熱模型。
組分傳輸問(wèn)題:包括常規(guī)的組分?jǐn)U散問(wèn)題、化學(xué)反應(yīng)及燃燒問(wèn)題。組分傳輸是典型的質(zhì)量傳遞問(wèn)題,較為復(fù)雜。
多相流問(wèn)題:對(duì)于計(jì)算域中涉及多相流的問(wèn)題,需要求解多相流模型。
運(yùn)動(dòng)部件的模擬:對(duì)于一些涉及到邊界運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,如旋轉(zhuǎn)機(jī)械的葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞等,如何建模是個(gè)很重要的問(wèn)題。
多物理場(chǎng)耦合:對(duì)于流場(chǎng)與其他物理場(chǎng)的耦合問(wèn)題

[實(shí)際工程問(wèn)題中,往往不會(huì)分得那么清楚,通常是多種問(wèn)題的混合。]

2.2 大量案例練習(xí)

找尋大量案例進(jìn)行練習(xí)。ANSYS FLUENT有完善的Tutorial文檔,最好的做法是將所有的案例都做一遍。如果時(shí)間不夠用的話,可以只做流動(dòng)問(wèn)題和傳熱問(wèn)題的案例。做這幾個(gè)案例的目的是為了熟悉軟件操作及CFD工作流程。案例練習(xí)過(guò)程中需要注意:

完整性:確保每一個(gè)案例都完全做完。即從網(wǎng)格模型導(dǎo)入至計(jì)算后處理完成這整個(gè)過(guò)程都完全做到。對(duì)于零基礎(chǔ)人員來(lái)講,一開始的案例可能做不出結(jié)果,這時(shí)候一定要有耐心,仔細(xì)檢查設(shè)置,確保案例完全做完。案例沒(méi)做完等于白做
多思考:在對(duì)著文檔做案例的過(guò)程中,一定要多思考,雖然說(shuō)暫時(shí)不去考慮軟件設(shè)置背后的理論基礎(chǔ),但是在進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置過(guò)程中,多留個(gè)心眼,比較不同案例設(shè)置中的不同。
多總結(jié)多記錄:認(rèn)真總結(jié)記錄案例操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及問(wèn)題解決過(guò)程。其實(shí)問(wèn)題解決的過(guò)程就是自己成長(zhǎng)的過(guò)程。