AVLFIRE自己总结.docx
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AVLFIRE自己总结
制作面、线网格
hypermesh学习小结
◆检查模型
点击眼镜检查，将会出现一下几种类型的线。
红线
自由边
使用Gemo中quickedit，toggleedge将其合并若和并不成功，调大toggle的数值，将红线变成绿线
绿线
特征线
正常线，使用toggle将绿线变成蓝色的压缩线，
蓝线
压缩线
压缩线可以使划分的体网格不限制在绿线的顶点处。
黄色
三面的公用线
F2为删除快捷键，选用Surf—delete，
若黄线出现的仅为某条线，点击quickedit，toggle—右键点击线—变成红线，再点红线变成绿线。
◆不规则的面
选择先删除面，1）再对其进行缝补，缝补使用Gemo——Surface——Line—不使用自动生成面。
2）缝补不上的时候可以加点，加点操作为Gemo——pointedit——加点3）edgeedit，中replace可删除偶数边，进行缝补，需要点网格不点表壳。
◆定义表层
Tool—Organize—Component—命名—Creat—Tool—Organize—Surf——选中面—Move
命名的时候最好在细化部位加上数字以区分。
◆画表面网格
F12画网格—surf上面右击选中display——mesh，由于细化尺寸不一样，0.625一下的面用0.625，选择Δ画，0.625以上的用1画
◆导出表面网格
export—第二个—文件类型Abaqus——export
◆备注
ØHypermesh中需要生成三套网格，即气门重叠、只有进气门和压缩阶段。
每一套都要进行细化和定义
Ø定义网格有BND_inlet、BND_outlet、其余均为REF_
Ø压缩阶段需要删掉两气道并进行缝补，使用Geom—surface缝补
Ø导入hypermesh的壳体是.igs格式，画网格之前的文件保存后为.hm格式，画完网格的文件保存后为.inp格式
线网格
mesh右击导入input文件，对squish进行重新划分。
◆Selection定义
定义四类BND、MOV、INI、REF，MOV的部分即使没有进排气门也要定义名称，其余不需要。
ØMOV_intake/exhaust_valve_moving/buffer/non_moving和MOV_piston_moving/buffer/non_moving
Øv_INI_intake/exhaust_port和v_INI_cylinder，三者必须是完整的封闭的v_INI_cylinder需要加上火花塞，构成封闭系统，V_INI_intake_port需要guide和隔板。
◆画线网格
Ø难点是什么位置应该生成线网格？
气门靠近气门座的地方，气门上下两个端面上，气门座上，进出口，chamber即燃烧室附近，以及火花塞的电极。
Ø自动生成线网格
FH——Edgetools——Autoedge-closededges
Ø三个参数的含义：
minimumnumberofedgepatches指定了组成封闭曲线需要的最少的线段数目。
小于指定数目的线段将不被选择。
ØMinmaledgelength指定了所组成的封闭曲线的最小的长度，小于指定长度的曲线将不被选择。
ØAngle相邻的两个表面网格的法线方向的夹角大于指定的角度时，交界线才会作为线网格被选中。
也就是两个面的夹角小于180—设定值，则交线被选中。
◆手动添加线网格
Autoedge——trajectory，设置好，再点Trajectory，点击面网格上相邻两点。
可以添加线网格，
第一个选项只能生成两点间的一段
第二个选项可以将一圈的线网格都画出来
角度为两个面最大夹角
Selectmesh是选择要添加到的线网格文件。
◆如何删除？
对于要删除的线网格新建selection，命名-选中线，再cut。
也可以指定一部分面网格的selection，然后生成这些部分的线网格。
画好了线网格，在点击保存之前，在mesh文件夹里还没生成flm格式的线网格文件。
这时直接右击左侧目录中的线网格，delect就可以删除线网格。
但是保存之后，就生成了flm格式文件，需要在mesh文件夹中去删除。
制作动网格
压缩上止点为720度三套面网格和线网格画好之后，可以制作动网格，FEP。
新建FEP文件夹，创建一FEP文件。
过程：
FameEngine+选择FAH
◆Movingdefinitions：
输入MOV_intake/exhaust_valve和MOV_piston然后点击newdefinition
⏹Mov_intake_valve和Mov_exhaust_valve自动出现三部分，Typeofmovement使用Curve，选取适当的.dat或者txt文件，气门的运动方向为buffer到moving方向，使用FM——info——getinfo取出两点的坐标。
⏹Mov_piston的typemovement使用pistondisplacementfunction活塞位移函数，设置Connectingrodlength连杆长度，Stroke活塞行程，活塞的移动方向取决于第一套网格活塞的位置，活塞正处于向上止点运动则活塞方向为由下到上，在火化塞上取点，因为火花塞正对着活塞。
◆InputSurfaces
点击Add，选中对应的线网格和面网格，设置每套网格对应的角度，用Validatesurfaces检查
Offset的设置，若模型中已将气门下移0.2mm，则Offset为0，若为没有设为0.2mm，活塞的Offset一直保持为0
◆Setting
ØMaximalcellsize和minimalcellsize除特别细化部分之外的网格尺寸，一般为2mm和0.5mm
ØSelectionforconnectingedge选BND_inlet和BND_outlet设置默认
ØSelectionforremovecell选BND_gb，因隔板内没流体不需要动网格
ØSelectionforrefinement右击Auto-new，所有REF_的部分选中并添加
Chamber气门座附近0.25mm，其余全为1
intake/exhaust_port气门座附近0.5mm，其余全为2mm
exhaust_seat0.25mm
intake/exhaust_valve与气门座接触部分0.25，其余0.5
exhaust_valve_0.25在排气关前10度细化，本例为345-355,0.125mm
intake_valve_0.25在进气前后10度细化，349-359和571-581，0.125
gb平面2，垂直面0.5
guide1mm
liner最大0.25mm，上止点前后5度细化355-365和710-715,0.125mm
韩松最大设为1，指定喷雾开始前到燃烧结束都为0.5
Piston大的部位为2小的部分0.5有倒角的地方要0.25
韩松指定喷雾前到燃烧结束都为0.5，倒角部位更要≤0.25
Liner为1Add特别指定喷雾开始前到燃烧结束都为0.5
spark0.5和0.25mm
Squish0.5和0.25mm
Ø
ClosureLevel默认值1
ØNumberofboundarylayers默认值1
Ø
Numberofdomains默认1
ØFixedoctreecenters默认
ØMeshinginterval105
ØMovementMethod140.1
◆Startmeshing——选择计算核数，result中查看网格质量。
设置完可以点击exportsetting，将设置的fep文件导出。
⏹如果有红色的
1、可以删去，重新计算，这样有可能会合格。
2、可以Setting——Meshinginterval——Add21重新计算。
3、如果还有红色的，点击红色部分，load模型。
用Info—check检查。
然后点击visualize查看selection，多了三项，只显示这三项，找出出问题的地方，然后再Selectionrefinement中，找到对应的selection，然后指定角度，进行细化。
◆导出动网格
都合格之后，WriteFMOfile，新建一个文件名，保存到fep文件夹，得到一个flm文件，后面的计算就用它。
导入刚生成的flm文件，点击保存。
右击Calculation，对其新建一个case，保存。
这样就可以设置求解器了。
可以观看动网格的动画效果。
FM——Dummyrun——在FMOfliename中选择Fmo文件——FLMfilename导入flm文件——startdummyrun
设置求解器
右击Calculation，选择NewCase（FIRE），选择动网格，一个新的Case将出现在Calculation文件夹里，求解器的相关设置都存储在这里。
Solutiontype选择Default。
其他选项是一些设定好的模型，选择之后，下面的设置很多会有默认值，节省参数设置时间，一般不用。
一、Runmode：
选Crank-Angle，table模式。
Delta_alpha为时间步长的选择
时间步长:
一定要精心控制，对计算的稳定性和精确性都会有影响。
开始前3-5度（349-353）
0.1CA
收敛性差
换模型前后2CA
（353—357）
（579-583）
0.5CA
收敛性差
喷油、点火前2度和整个阶段
0.5/0.25
收敛性差
压缩、排气冲程
1/2CA
收敛性差
排气前2CA
0.5/0.25CA
收敛性差
ActivateEnginecyclefreezing不激活
Restartwithouttimeinformation保持默认不激活
二、Moduleactivation
激活SprayCombustionEmissionwallfilm。
Speciestransport自动被激活。
◆BoundaryCondition
定义进出口和多有壁面，一般是把所有的BND添加进去
1、BND_inlet：
设置质量流量、进口温度、湍动能（可按默认值1）
CopyfromBC保持默认值1，
TypeofBC选择Inlet/Outlet
Inlet/Outlet选择MassFlow，根据实验数据，或者由boost算出
ActivateFlowdirection不用激活
EGRmassfraction（残余废气系数）0
Equivalenceratio（空燃比），Fulemassfraction（燃油所占比例）没燃料，应该就是0）
Fixedtemperature激活有数据就表格，没有就平均值
Fixedscalar激活
Fixedturbulence激活
turbulence（湍流）的定义：
如果用户已知入口的流速，可以将这个速度作为参考值定义为Turb.Ref.velocity，（入口流速为什么不是表格）湍流速度与这个参考速度的关系为5-10%，即得到了第二个数据（%ofmeanvelcocity），程序根据以上两个数值自动计算湍流速度大小，
的数值。
湍流长度尺度Turb.Lengthscale的数值与%ofhydraulicdiameter相关，进口面的水利直径程序会自动算出，用户只需输入湍流长度尺度与水利直径的百分比关系，建议是5-10%。
用户也可以直接定义湍动能和湍流长度尺度的数值。
注意：
入口湍动能的增加有利于计算过程的收敛。
这是入口湍动能，和给的初始条件的湍动能是不一样的，注意要区分开。
不知道就保持默认。
湍动能，湍流尺寸只设置缸内的初始状态，进排气口湍流不明显。
Turb.diss.rate（耗散率），有上面的自动算出
2、BND_outlet：
设置静压和EGR
CopyfromBC保持默认值1，
TypeofBC选择Inlet/Outlet
选择StaticPressure
Pressure选择Table模式，发动机的瞬态计算时为出口的瞬态总压，即随时间变化的曲线，它可以通过实验得到，也可以通过Boost仿真得到。
ActivateFlowdirection保持默认
EGRmassfraction为1出口全为废气。
Equivalenceratio（空燃比），Fulemassfraction（燃油所占比例）
（没有燃料，应该就是0）
Fixedtemperature、Fixedscalar、Fixedturbulence都选NO，
3、壁面边界条件只设定温度
Piston
Wall——meshmovement
500-600K
Chamber
Wall
450K
Liner
Wall
450
Intakeport
Wall
330K
Exhaustport
Wall
550K
Valve
Wall——meshmovement
进330排550
Seat
Wall
进330排550
◆Fluidproperties都为空气不用管
◆Initialcondition
根据网格套数对进气道、排气道、气缸分别设置三者的压力、温度、湍动能、EGR率和当量比，其余可以默认
Pressure由实验来初始时刻的缸内压力比大气压大一些
Temperature由实验来900——1000
Density有上两个自动算出。
Turb.kin.enery===（3/2）*（u的平方）。
u===1.4*h*（n/60）
Turb.length.scale====H/2h：
冲程。
n：
转速。
H：
气门最大升程。
Turb.diss.rate（湍能耗散率）由上两个自动计算出。
EGRmassfraction（残余废气系数）排气为1，进气为0.
Equivalenceratio设置都为0因为初始时和燃烧后没燃料。
Velocityuvw不管
Additionalterms：
保持默认即不激活
Initializationmode定义缸内初始时刻的涡流滚流比，对于汽油机，缸内涡流（滚流）有进气行程中进气道对气体的组织作用确定，在进气行程的仿真中自动得到。
保持uniforminitialization。
子选项Swirl/tumble可能是滚流涡流比
Reinitialization如果知道后面某度的某些参数，可以再此处设置。
如果在点火前设置空燃比，相当于加入仿真工况下的汽油量。
Smoothing在某一度，对压力、温度迭代次数，子选项后面的Iterions为迭代次数。
更为平衡，易于收敛。
Typeofhydrocarbonfuel选燃料
EGRComposition为1，说明缸内气体为完全燃烧后，残余废气中氧含量为0。
排气道湍动能：
韩松设置100
◆Solvercontrol
1、Discretization（离散）
ØCalculationofboundaryvalues（计算边界值）：
推荐Mirror
Extrapolate（外差），Mirror（镜面对称）；外插更加准确，Mirror更易收敛
ØCalculationofderivatives（计算导数）：
推荐LeastSq.Fit（最小二乘法）
LeastSq.Fit对网格不好的网格计算更为准确而作为默认选项。
如果体网格有很多坏网格，可以使用Gauss（高斯法）。
ØCell相关的三个量可以再发散的区域激活，利于收敛，一般不激活
Cellfaceadjustment-equation/geometry一般选择NO作为默认选项，因为这会影响能量守恒，但是，他对质量不好的网格（即有很多坏网格）计算有帮助。
ØRealizabilityConstraints激活，利于收敛
控制局部湍流粘度的最高值，保障计算的稳定性
ØDecoupledDomains用于多计算域NO
Ø算法：
推荐simple/piso
Simple这个算法是从离散的连续方程和动量方程里导出一个压力校正方程，Simple和Simple/piso的差别在于速度的更新方法不同。
Simple/piso对于松弛因子的依赖较弱，压力的校正甚至不需要下松弛。
Simplec对于一些压力-速度耦合起的作用较大的时候会得到更好的结果，而在一些有其他源项的情况下，如较强的湍流，喷雾，燃烧时，Simple算法会更好。
ØVariableLimits：
按默认选择NO
◆Equationcontrol（方程控制）
ØActivateequations
模块
模型选择
说明
MomentumContinuity（动量方程）
Yes
●k-zeta-f：
四方程模型，精度和稳定性都较好，比k-ε更准确
●SpalartAllmaras一般用于高马赫数流动
●k-e（涡粘性/耗散模型）：
双方程模型。
基于Boussinesq假设，隐含湍流是各相相同性的，导致对复杂流动的模拟不够准确。
优点是计算稳定性好，对计算资源的要求和花费低。
适合工程应用。
●RSM对每个湍流应力分量的求解能准确模拟湍流应力场及其各相异性。
缺点：
对计算资源要求高，稳定性差。
●AVL复合湍流模型：
结合k-e与RSM的优点提出的复合模型。
●Laminar层流模拟；LES大涡模拟只用于研究；PANS翻译为部分N-S平均法
Turbulence
（湍流方程）
k-zeta-f
Energy（能力方程）
Yes
Enthalpy（焓）
Totalenthalpy
一般情况选这个
Walltreatment
（壁函数）
Hybridwalltreatment
对层流区进行优化
Hybridwalltreatment与k-zeta-f匹配使用
Heattransfermodel
（壁面换热）
Standardwallfunction
Compressibility
Compressibile
可压缩流体
Viscousheating
Yes
培训没有提，应该是保持默认即可
Pressurework
Yes
Scalar
No
Pressurereferencecell压力参考网格
默认
Twostagepressurecorrection
Yes
对于一个稳态过程，推荐使用二阶压力修正，可以显著提高压力方程的收敛性。
◆Underrelaxation（低松弛因子）：
控制流体运动方程的运算快慢
对计算稳定性有较大影响，主要为前四项：
动量、压力、湍动能和耗散率，在计算刚开始或者喷雾燃烧或计算发散时，可将这四项调小，可以给定table设定，一般松弛因子可以按照左图进行设置。
所有松弛因子不要低于右图中的最小值。
Energy
≥0.8
否则求解的温度可能不准
masssource
≥0.8最好为1
为了保证计算能够收敛，可短时间内将之调整得小一些（例如排气门刚刚打开的时候）计算稳定后调整回大于0.8
fluent教材中述说：
Under-RelaxationFactors是分离式求解器所使用的一个加速收敛的参数，用于控制每个迭代步内计算的场变量的更新。
注意，除耦合方程之外的所有方程，包括耦合隐式求解器中的非耦合方程（如湍流方程），均有与之相关的松弛因子。
为了尽可能地加快收敛，可在刚一启动时，先用默认值，在迭代5~10次后，检查残差是增加还是减小，若增大，则减小松弛因子的值；反之，则增大。
总之，在迭代过程中，通过观察残差变化来选择合适的松弛因子。
注意，粘度和密度均作松弛处理。
◆Differencingscheme（差分格式）：
差分格式
适用模块
Blengdingfactor
备注
Centraldifferencing（中心差分）
Continuity必须用
1
二阶精度最高，收敛性差
MinmodRelaxed
Momentum用之
0.5
二阶精度较中心差
Upwind（迎风差分）
湍流、能量、尺度
0
一阶精度最低无条件收敛
blendingfactor（揉和因子）：
选择一个高阶格式，然后设定一个揉和因子，这样就在高阶格式中揉入了低阶格式。
当选择低阶格式的时候，揉和因子就设置为0就行了，1表示计算只应用高阶格式，而0表示计算只采用迎风格式（一阶格式）
◆Linearsolver（代数方程）
在FIRE中采用了非常有效的共轭梯度方法（CG）:
GSTB和CGJP。
计算开始收敛性比较差的时候选用GSTB,然后采用CGJP来加快计算速度。
大多数情况下Continuity公差可取0.01,最大迭代次数为100。
AMG类似GSTB,一般用于非常复杂的问题但要多占用50%的内存。
一般情况下，按下图设置：
注意：
目前连续性方程continuity建议使用AMG，其余设置同图表
◆Convergencecriteria（收敛标准）：
仿真计算过程中，求解器需识别何时终止计算以及瞬态计算时何时跳入下一步，有两种方法做出判断。
（1）循环步数超出了给定值时，计算终止或进行下一步。
（2）若流通残余量小于给定值，求解器假设计算收敛从而终止计算或进入下
个循环。
ØMax.numberofiteration（最大迭代步数）：
80或者50一般不超100
ØMin：
3581015
ØNormalizedresiduals：
一般开口系使用，收敛残差为10-4
ØReduction：
一般闭口系可以采用，收敛残差为10-2
Ø收敛标准：
一般用表格。
刚开始计算，换模型调大，调大一个数量级。
需要激活：
Pressure：
1E-2
Momentum：
1E-2
Energy：
1E-2
◆2D结果都激活
指定某部位的输出结果，需要使用formula，选择selectionfor2D，添加formula进行设置，如需要火花塞附近的流场，选中enablegeometricselection—Geometricselectionbyformula—importexample—选中sphere（球形），给定原点和半径。
◆backup和restart选项，在喷雾、燃烧、排气门打开前1或2度需要设定backup文件
◆3D
进气过程少输出10或者20
喷雾燃烧时会多输出1或者2
压缩上止点后100来度有可以少输出。
◆Log不管。
◆restart和backup文件
Writerestartfile（.rs0,.rs1）
在计算过程中，restart文件可以按照用户定义的输出频率进行输出，在整个计算过程中，程序只会保留两个restart文件
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