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CFD分析過程

進行CFD分析的一般過程如下所示：

1、將流動問題表示為表達式

2、建立幾何與流域的模型

3、設置邊界條件和初始條件

4、生成網格

5、設置求解策略

6、設置輸入參數與文件

7、進行仿真

8、監視仿真直至完成

9、后處理得到結果

10、對結果進行比較

11、重復上述過程，評價結果的敏感性

12、歸檔

展開來說，這些步驟包括以下內容：

1、將流動問題表示為表達式

分析的第一步是通過尋求以下問題的答案進將流動問題表示為表達式。

分析的目的是？

達到這些目的最簡單的途徑是？

包含怎樣的幾何？

來流和工作狀態是怎樣的？

該使用何種空間模型（一維、準一維、二維，軸對稱還是三維？）

流域是怎樣的？

該使用何種時間模型？（定常或非定常）

流動的粘性情況（無粘、層流還是湍流）

該使用何種氣體模型？

2、建立幾何與流域的模型

進行流動分析的對象需進行建模。一般涉及CAD軟件幾何造型。付出合理的努力進行分析需要進行幾何模型近似與簡化。于此同時，應該對實施仿真的流域范圍做一個確定。流域的部分邊界應與幾何模型曲面保持一致。其他曲面是自由邊界，在自由邊界上，流體流入或者流出。幾何模型和流域以這樣的方式建模，然后用于網格生成。這樣，建模過程通常需要考慮網格生成的結構和拓撲。

3、設置邊界條件與初始條件

當流域確定了的時候，需要給流域邊界指定物理條件。仿真一般開始于初始條件，然后通過迭代的方式得到流場的最終解。

4、網格生成

流域離散成為網格。網格生成包括結構和拓撲確定，然后在該拓撲上生成網格。目前所有的案例都涉及多塊網格和結構網格。然而，這些網格塊可能是對接的，連續的，非連續的或者重疊的。網格必須滿足最低的網格質量要求，如正交性（尤其是在邊界上），相對網格間距（最大值不能超過15%到20%），網格扭曲率等等。最大的網格間距應該與流場重要特征的分辨率一致。邊界層分辨率要求沿著物面法向的第一層網格點應恰好落在邊界層的層流層內。對于湍流流動，沿著物面法向的第一層網格點必須滿足y+<1的要求。

5、設置求解策略

執行仿真的策略包括以下內容：使用什么空間推進和時間推進方式，湍流或者化學模型的選擇，算法的選擇等。

6、設置輸入參數和文件

CFD程序通常需要給定輸入文件，輸入文件的內容是與既定策略一致的輸入參數值的列表。此外，還需要包含邊界條件信息的網格文件。

7、執行仿真

仿真可以通過圖形界面、批處理或者分布式的方式進行。

8、監視仿真直至完成

當仿真進行的時候，監測求解過程以確定是否得到了收斂的解，該解是一個迭代收斂解。

9、后處理得到結果

后處理的過程是從流場中提取出想獲得的流場特性（如推力、升力、阻力等）的過程。

10、對結果進行比較

將求解得到的流場特性與理論分析、計算或者試驗研究得到的結果進行比較，驗證計算結果的可靠性。

11、重復上述過程，評價敏感性

為了了解計算結果精度可能的差異和與以下因素相關的計算表現，必須評價計算結果的敏感性。如：維度、流場條件、初始條件、推進策略、算法、網格拓撲和密度、湍流模型、化學模型、通量模型、人工粘性、邊界條件和計算機系統等。

12、歸檔

將以上的分析整理成文檔。

轉載于:https://my.oschina.net/cfdvalidation/blog/308315

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CFD分析过程(CFD Analysis Process)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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