CFX培训教材0瞬态模拟.ppt

ANSYSCFX培训教材第六节:瞬态模拟安世亚太科技(北京)有限公司原因自然界几乎所有流动都是瞬态流动!在以下假设下,可以认为流动是稳态的:忽略非稳态波动采用总/时均方法,忽略流动的波动性(这也是为什么采用湍流模型模化湍流的原因)在CFD,首选稳态的计算方法更小的计算代价更易处理和分析很多情况下,要求瞬态求解:空气动力学(Aerodynamics),如飞行器、汽车等–涡脱落(vortexshedding)旋转机械RotatingMachinery–转子/静子相互作用,停车,飞逸多相流MultiphaseFlows–自由液面,空泡动力学变形计算域DeformingDomains–缸内燃烧非稳态热传递UnsteadyHeatTransfer–瞬态加热和冷却更多瞬态流动的起源自然的非稳定性流动的不稳定性或非稳定的初始流动状态导致非稳定流动例如:自然对流,所有尺度的湍流涡,流动波(重力波,冲击波)强迫非稳定性时间相关的边界条件,源项驱动的非稳定流场例如:喷嘴处的脉冲流,转子-静子节间的相互影响Kelvin-HelmholtzCloudInstabilityRotor-pressor瞬态CFD模拟瞬态流域的模拟都是基于一个指定的时间周期可能的求解方法:稳态求解–流动变量不随时间改变时间周期求解–,(StrouhalNumber)时均(Time-averaged)和/或均方根(RMS)值与时间相关的参数(,污染物的扩散时间)谱数据–快速傅里叶变换(FFT)20Timestep=2sInitialTime=0sTotalTime=20sCoefficientLoops=524681012141618Time(seconds)5coefficientLoops通过计算不同离散时间点的方法完成瞬态模拟在每个时间点,都需要进行计算迭代如何求解瞬态问题对稳态计算也有相似的设置通常的工作流程:设置分析类型为Transient指定瞬态求解时间和时间步长设置物理模型和边界条件边界条件可以随时间变化指定初始条件最好采用符合实际的物理条件,比如稳态计算结果指定求解器设置设定瞬态结果文件(resultsfiles),瞬态统计(transientstatistics),监测点(monitorspoints),设置option为Transient设置TimeDuration控制求解结束时间选项::Timesteps/TimestepsfortheRun可采用不同的方式,,,,*,10*,20*,在规定的范围内,,时间步尺寸是一个很重要的参数求解与时间相关的特征的时候,需要时间步较小…实际值时间关心的变量Dt时间关心的变量Dt时间步较大,求解点通常不能反映真实的现象小的时间步,求解点可以反映真实的现象