60CFX总结DOC.docx
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60CFX总结DOC
CFX总结
张永立编写
2009年
目录
CFX的安装1
CFX前处理1
1.旋转机械的几种级间模式1
2.旋转机械PitchRatio的介绍1
3.旋转机械的时间步长设置1
4.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0与Fluent6.3.26比较）2
5.CFX火灾喷淋仿真方法2
6.CFX-Pre中的DomainInterface的设置说明（V12.1）4
7.如何在一个case中实现不同的计算域使用不同的流体介质？
4
CFX求解器4
1.计算时出错：
“InsufficientCatalogueSize”如何解决？
4
2.CFX并行分区算法5
3.CFX如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？
5
4.关于CFX并行的几个问题？
6
5.CFX并行模式：
6
6.ke和SST两个模型计算阻力测试？
6
7.CFX进行各向异性材料换热的实现方法？
【总部回复】6
8.CFX提交求解出错？
9
CFX后处理10
1.如何在CFX-Post中求温度或密度等Scalar的梯度？
10
2.CFX如何求得换热系数的？
10
3.在CFD-Post中如何显示周向速度和径向速度分量？
10
4.如何创建任意形状的切面（平面或曲面）10
CFX并行10
CFX的安装
CFX前处理
1.旋转机械的几种级间模式
FrozenRotor:
坐标系改变，但转子与定子之间的相对位置不变，相当于准稳态计算。
适合于流体速度远大于交界面位置的机械转动速度时（即转速较慢），此模型计算量最小。
此联结方式下有两个参数可以设置：
RotationalOffset和TransformationType.对于RotationalOffset,可以用于不提前改变网格相对位置，而实现不同转子/定子相对位置下的流场计算。
对于TransformationType，当pitchratio不等于1或者当interface中的两个网格面不完全overlap时，可以选择”Automatic”，当interface的两网格面完全overlap时可以选择”None”。
Stage:
多叶片通道被同时求解时，在旋转区域和静止区域之间进行物理量周向平均。
适合于流速和机械转动速度量级相当时（即转速较快），此模型计算量大于FrozenRotor，此模型型适合于多级旋转机械的计算。
推荐应用FrozenRotor获得初解，然后应用Stage获得精确解。
此联结方式下有一个参数可以设置：
PressureProfileDecay,这是为了避免交界面求解的不稳定性,一般设为0.05。
SameFrameWithFrozenRotor或SameFrameWithStage：
适用于坐标系没有改变，而存在pitchchange（匹配度不等于1）时。
如果此时不选择上述两选项，而选择“None”，则程序不会考虑“pitchchange”和“shapechange”的影响。
TransientRotor-Stator：
真实考虑瞬态效应的模型，计算量最大。
有参数TransformationType可供设置（祥见FrozenRotor中的介绍）。
2.旋转机械PitchRatio的介绍
有三种选择：
Automatic/Value/SpecifiedPitchAngles.其中Automatic自动处理；Value是给定Pitchratio的值；SpecifiedPitchAngles是分别制定Side1和Side2的角度。
3.旋转机械的时间步长设置
对于稳态计算（FrozenRotor/Stage），时间步长=1/ω，如：
转速ω=523rad/s，则时间步长=1/523=0.002s.
对于瞬态计算（TransientRotor-Stator），时间步长≤旋转机械走过1个pitch所用时间的1/10，比如：
转速ω=523rad/s，动静叶匹配关系为60/113，则通过一个pitch的时间=（2*PI/60）*（1/ω）=2.0e-4s,要在这一个pitch上计算至少十步，所以时间步长≤2.0e-5s.
4.关于给压差计算流量的测试结果（CFX11.0与Fluent6.3.26比较）
（测试几何模型：
直管，半径1cm，长度100cm）
工况
边界设置
计算结果
CFX1
（参考压力=1atm）
不可压空气：
入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa
入口总压=-1.0Pa，
入口静压=-4085Pa，
出口静压=-8001.7Pa，
质量流量=0.0308kg/s
CFX2
（参考压力=1atm，298K）
理想空气：
入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa
入口总压=-1.7Pa，
入口静压=-3938Pa，
出口静压=-8001.9Pa，
质量流量=0.0294kg/s
CFX3
（参考压力=1atm，298K）
理想空气：
入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa
入口总压=-171.6Pa，
入口静压=-4024.4Pa，
出口静压=-8001.8Pa，
质量流量=-0.0291kg/s
Fluent2
（参考压力=1atm，298K）
理想空气：
入口总压=0Pa，出口静压=-8000Pa
入口总压=0Pa，
入口静压=-3845Pa，
出口静压=-8000Pa，
质量流量=0.02925kg/s
Fluent3
（参考压力=1atm，298K）
理想空气：
入口总压=-170Pa，出口静压=-8000Pa
入口总压=-170Pa，
入口静压=-3923Pa，
出口静压=-8000Pa，
质量流量=0.02889kg/s
5.CFX火灾喷淋仿真方法
火灾气体中含有：
CO/CO2/O2/H2O/N2
喷淋液体就是水雾：
H2O（Liquid）
仿真过程：
1>定义可变气体混合物（CO/CO2/O2/H2O/N2）
2>定义液体水：
H2O（L）
3>一定要定义“HomogeneousBinaryMixture”混合物：
材料1是H2O，材料2是H2O（L），而且H2O和H2O（L）之间的转换必须设定为“AntonieEquation”的形式，这样在定义“FluidPairs”时应用“LiquidEvaporationModel”模型。
参考下面的图片：
6.CFX-Pre中的DomainInterface的设置说明（V12.1）
一、Interface的类型：
六大类交界面类型：
Fluid/Fluid、Fluid/Porous、Fluid/Solid、Porous/Porous、Porous/Solid、Solid/Solid.
二、Interface模型的选择：
InterfaceModelOption ：
TranslationalPeriodicity
InterfaceModelOption ：
RotationalPeriodicity
InterfaceModelOption ：
GeneralPeriodicity
三、Mesh连接方式：
7.如何在一个case中实现不同的计算域使用不同的流体介质？
CFX求解器
8.计算时出错：
“InsufficientCatalogueSize”如何解决？
答：
FromtheSolverManager,edityourdefinitionfile（Tools/EditDefinitionFile）andaddtheCatalogueSizeMultiplierparameterwithintheFLOW/SOLVERCONTROLsection.
Usearealvalue,like1.2orhigheruntilthesolvermanages.
（答案来源于：
www.cfd-）
9.CFX并行分区算法
CFX用基于节点的分区算法，因为这样可以保证基于节点的线性求解器的连续性。
有七种分区算法：
1>MeTiS算法：
此算法先对网格信息构建出一个拓扑几何，然后把网格粗化降低至几百个点，对粗化后的图形对分成两部分，把分割后的区域返回投影到原始模型上，达到分区的目的。
此算法默认是基于域（IndependentPartitioning）的基础上分区，分区过程如果不想考虑多域带来的影响，则选择“CoupledPartitioning”。
此方法需要较多内存。
2>RecursiveCoordinateBisecton算法：
此分区算法是基于网格的全局坐标，每步对分成两部分时都实在区间最大的坐标方向上进行。
这种算法所需要的附件内存较小，但可能带来每个分区内存在几个孤立域。
3>OptimizedRecursiveCoordinateBisection算法：
此算法类似RecursiveCoordinateBisection算法，但允许在任一方向上分区。
4>UserDefinedDirection算法：
沿着用户指定的矢量方向上分区。
5>Radial算法：
此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其径向方向上分区。
6>Circumferential算法：
此算法需要用户指定旋转轴，然后根据旋转轴在其周向上分区。
7>JunctionBox算法：
通过CCL语言，来实现用户指定自己的分区算法。
10.CFX如何命令实现用结果文件作为新的求解初始场？
命令如下：
cfx5solve-deftest.def-initialtest_001.res
11.关于CFX并行的几个问题？
机器满负荷运转为什么有时候会出现挂起不算的现象？
如果满负荷运转，有可能会出现中间某些数据传递被延迟或截断，导致计算挂起，或者发散。
别的软件如dyna也出现过满负荷运转挂起的问题。
建议每个节点不要用满8核。
串行计算1G内存最多算多少万六面体网格，多少万四面体网格？
六面网格大约70万节点；四面体网格大约35万节点，175万单元。
并行计算，1个CPU（2核）最多承担多少六面体网格,多少四面体网格，1个节点（八核16G内存）最多承担多少六面体网格，多少四面体网格？
这个和内存有关系，我们1000万hexa算例在1个cpu上也跑过；八核16G内存最多承担六面体1000万节点，承担四面体网格500万节点，2500万单元。
多少六面体网格，多少四面体网格量以内建议不分节点计算？
tetra，每个核最少分配3万节点，hexa，每个核最少分配7.5万节点。
12.CFX并行模式：
1>series:
单CPU。
2>PVMLocalParallel：
PVM即ParallelVirtualMachine.支持异构系统。
3>PVMDistributedParallel:
多机PVM。
4>MPICHLocalParallelforWindows：
MPICH（message-passinglibraries）：
支持同构系统。
同构系统下，MPICH比PVM效率更高，而PVM比MPICH更可靠。
5>MPICHDistributedParallelforWindows:
多机Windows系统MPICH。
6>RSH服务：
RemoteShellService。
13.ke和SST两个模型计算阻力测试？
管形（介质：
水）
湍流模型
流速
阻力
压差
直管d=2cm/L=100cm
ke
0.5m/s
0.053N
174Pa
直管d=2cm/L=100cm
SST
0.5m/s
0.053N
174Pa
波纹管？
14.CFX进行各向异性材料换热的实现方法？
【总部回复】
HiZhenya-
TheCFXsolversupportsorthotropicthermalconductivity.Itisa
hiddenbetafeaturewhichmeansthatyouneedtosetitupbyediting
theCCLoutsideofCFX-Pre.
Todothis,setupyoursimulationandwriteoutadefinitionfile
withthethermalconductivityforthematerialofinterestsettoa
constantvalue.
1.Youwillthenextractthecclcontentfromthedefinitionfiletoa
textfileusingthefolloiwngcommandwhichyoucan
executefromtheCFXcommandprompt（CFXLauncher/Tools/CommandLine）.
Supposethatyourdefinitionfileisnamedtest.def.Youwouldtype
thefollowingcommand:
cfx5cmds-read-deftest.def-texttest.ccl
Youwillthenhaveatextfilecalledtest.cclwiththeproblemsetup
information.
2.Youtheneditthetest.cclfileandreplace,forthematerialof
interest.
THERMALCONDUCTIVITY:
Option=Value
ThermalConductivity=12.0[Wm^-1K^-1]
END
with:
THERMALCONDUCTIVITY:
Option=OrthotropicCartesianComponents
ThermalConductivityXComponent=1[Wm^-1K^-1]
ThermalConductivityYComponent=2[Wm^-1K^-1]
ThermalConductivityZComponent=3[Wm^-1K^-1]
END
Iused1,2,3forconvenience.
ThisisfortheCartesianComponents,ifyouprefertouseCylindrical
Components,usethefollowingtexttoreplacetheoldone:
THERMALCONDUCTIVITY:
Option=OrthotropicCylindricalComponents
ThermalConductivityAxialComponent=1[Wm^-1K^-1]
ThermalConductivityThetaComponent=2[Wm^-1K^-1]
ThermalConductivityrComponent=3[Wm^-1K^-1]
AXISDEFINITION:
Option=CoordinateAxis
RotationAxis=Coord0.1
END
END
WhereCoord0.1istheglobalXaxis,soglobalYandZaxiswillbe
Coord0.2andCoord0.3,respectively.
3.Youthenwritethemodifiedtest.cclbacktothedefinitionfile
usingthefollowingcommand:
cfx5cmds-write-deftest.def-txttest.ccl
4.Youwillseeinyoursubsequentoutputfile（whenrunningthecase）
thattheorthotropicvaluesarethere.
--
C.KurtSvihla,Ph.D.
SeniorTechnicalServicesEngineer
ANSYS,Inc.
Southpointe
275TechnologyDrive
CanonsburgPA15317
Tel:
（724）514-3600
Fax:
（724）514-5096
15.CFX提交求解出错？
在windows64位下提交任务，用了标准算例的各个*.def文件都不行，出错（见上图）。
提交过程没有选择并行，即只是单CPU就出错。
为什么？
CFX后处理
16.如何在CFX-Post中求温度或密度等Scalar的梯度？
17.CFX如何求得换热系数的？
答：
h=q/（T-Tbulk）；Tbulk一般选取主流温度或来流温度或全场平均温度。
为了让数值求解的h和实验数据一致，需要数值求解的所使用的Tbulk和实验所选择的Tbulk相同。
18.在CFD-Post中如何显示周向速度和径向速度分量？
答：
在www.cfd-上获得答案如下，事实证明是可行的。
Incfxpostgototurbomodethendefineyourrotationaxisnextclickcalculatevelocitycomponents.nowyoucanplotthevariablesyouneed.
19.如何创建任意形状的切面（平面或曲面）
答：
把想创建的切面（任意复杂度的平面或曲面）通过CAD软件创建出来，给此切面划分网格，把此网格读入到CFX-Post中（也可以先生成*.def文件在读入CFX_Post），通过“File-Export...”把此边界保存成*.csv格式的文本文件。
应用“UserSurface”方法创建，选择“FromFile”方法！
把此*.csv文件读入即可。
CFX并行
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