使用ANSYS进行CFD流体力学计算的技巧

AaronSpark

关于计算流体力学主要有以下几个主要问题大家比较关心
一、 关于瞬态计算的问题：
计算瞬态设置参数与稳态不同，主要设置的参数为：
1． FLDATA1,SOLU,TRAN,1 设置为瞬态模式
2． FLDATA4,TIME,STEP,0.02, 自定义时间步时间间隔0.02秒
3． FLDATA4,TIME,TEND,0.1, 设置结束时间0。1秒
4． FLDATA4,TIME,GLOB,10, 设置每个时间步多少次运算
5． fldata4a,time,appe,0.02 设置记录时间间隔
6．SET,LIST,2 查看结果
7．SET,LAST 设为最后一步
8．ANDATA,0.5, ,2,1,6,1,0,1 动态显示结果
以上为瞬态和稳态不同部分的设置和操作，特别是第五步。为了动态显示开始到结束时间内气流组织的情况，还是花了我们很多时间来找到这条命令。如果你是做房间空调送风计算的，这项对你来说非常好，可以观察到从开空调机到稳定状态的过程。
二．关于建模的问题
大家主要关心的建模问题是模型的导入和导出，及存在的一些问题。这些问题主要体现在：
1． AUTOCAD建模导出后的格式与ANSYS兼容的只有SAT格式。PROE可以是IGES格式或SAT格式。当然还有其它格式，本人使用的限于正版软件，只有上述两种格式。SAT格式可由PROE中导出为IGES格式。ANSYS默认的导入模型为IGES格式的图形模型。
2． 使用AUTOCAD一般绘制界面比较复杂的拉伸体非常方便。如果是不规则体，用PROE和ANSYS都比较方便，当然本人推荐用ANSYS本身的建模功能。对于PROE，因为它的功能强大，本人推荐建立很复杂的模型如变截面不规则曲线弯管（如血管）。
3． 导入过程中会出现默认选项和自定义选项，一般本人推荐使用自定义选项，以避免一些操作带来的问题。有时出现显示只有线而没有面颜色的问题，可以用命令：
/FACET,NORML 来解决这个问题。
三．关于网格化的问题。
网格化对结果影响很大，如果网格化不合理，出现的结果会不准确，或者计算时不收敛。更甚者，网格数量太大，减慢求解速度。对计算流体力学来说，实际应用中三维问题偏多，计算量一般非常大，由于ANSYS采用的是有限元，所以同有限差分比较来说，收敛慢，内存需要量大。但这并不是说水平不如有限差分的流体计算软件。ANSYS的计算结果直观性较好，特别对涡流的处理很形象很准确（其它软件往往看不到该有的涡流，给人的感觉太粗糙）。当然对于稍大的模型，就有点力不从心的感觉。
首先运行前合理设置内存需求量，充分估计本人计算机的计算能力，本人不愿意看到黄牛拉火车的现象（可能拉不动）。合理划分网格可以大大节省机时，还可以避免自动网格划分中带来的过度疏密。本人建议首先采用手动设置的网格划分，可以大大减少网格数量。对于长大模型，推荐采用比例长度缩小模型，网格化后再比例放大（因为四面体网格不能使用SWEEP）。对于小尺寸或者风口位置，应该尽可能地加密，可以很好的实现收敛。网格化有很多技巧，需要在实践中自己摸索。
四．动画显示
在计算完以后，我们最关心的是是用图形方式查看计算的结果，当然最好是动画显示（如粒子流），可以非常形象地显示分析后的效果。ANSYS提供了这方面的强大功能，我们常用的有以下几种：
1． 切片
2． 粒子流 ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2
下面是切片显示设置的命令流：
/TYPE,1,8 8指的是Q-SLICE Z_BUFFER
/CPLANE,1 当前工作面WORKSPACE
……
PLNSOL,V,SUM,0, PLNSOL为查看云图
如果是粒子流，则命令为：
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定义多个跟踪点
。。。。。。
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通过跟踪点的离子流线
对于三维粒子流，如果设置为切片模式，切片会遮挡流线，所以应该设置为：
TRPOIN,P51X,P51X 在工作面上定义多个跟踪点
/GRAPHICS,POWER
/TYPE,1,0 消隐类型
/CPLANE,0 正常视图
/SHADE,1,1
ANFLOW,10,0, , ,1.03840361777,0.375E-02,0.2 通过跟踪点的离子流线
以上各项的菜单位置为：
1. Main菜单下的General PostProc子菜单plot result菜单下flow trace\Defi Trace PT+。
2. Utility菜单plotctrls子菜单下style\hidden-line options\下，/TYPE设置为nohidden；/CPLANE设置为nomal to view。
ANSYS未提供切片的动态显示，如果你的结果显示速度可以的话，编写一个程序可以实现切片的动画。其中的一个循环命令流见下：
WPOF,,, .1 步进量为0.1
PLNSOL,V,SUM,0 显示矢量切片
/WAIT,0.1 暂停0.1秒
只要控制开始到结束的步数，用循环操作来实现。本人用VB编写了一个生成移动的命令流，运行时输入移动方向和移动距离、步进量、暂停时间，确定后生成两个宏文件（向前和返回）。在程序中调用即可。

来自猎手