AVLFIRE自己总结.docx

1、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quick edit，toggle edge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Surfdelete，若黄线出现的仅为某条线，点击quick edit，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GemoSurfaceLine

2、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Gemopoint edit加点3）edge edit，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ToolOrganizeComponent命名CreatToolOrganizeSurf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displaymesh，由于细化尺寸不一样，0.625一下的面用0.625，选择画，0.625以上的用1画 导出表面网格export第二个文件类型Abaqusexport 备注 Hypermesh中需要生成三套网格，即气门重叠、只有

3、进气门和压缩阶段。每一套都要进行细化和定义 定义网格有BND_inlet、BND_outlet、其余均为REF_ 压缩阶段需要删掉两气道并进行缝补，使用Geomsurface缝补 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。 MOV_intake/exhaust_valve_moving/buffer/non_moving和MOV_piston

4、_moving/buffer/non_moving v_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 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。 自动生成线网格FHEdge toolsAuto edge-closed edges 三个参数的含义：minimum number of edge patches 指定了组成封闭曲线

5、需要的最少的线段数目。小于指定数目的线段将不被选择。 Minmal edge length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。 Angle 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Auto edgetrajectory，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se

6、lection，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：Fame Engine + 选择FAH Moving definitions：输入MOV_intake/exhaust_valve和MOV_piston然后

7、点击new definition Mov_intake_valve和Mov_exhaust_valve自动出现三部分，Type of movement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FMinfoget info取出两点的坐标。 Mov_piston的type movement使用piston displacement function活塞位移函数，设置Connecting rod length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，

8、因为火花塞正对着活塞。 Input Surfaces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Validate surfaces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 Maximal cell size和minimal cell size除特别细化部分之外的网格尺寸，一般为2mm和0.5mm Selection for connecting edge选BND_inlet和BND_outlet设置默认 Selection for remove cell选BND_gb，

9、因隔板内没流体不需要动网格 Selection for refinement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1intake/exhaust_port 气门座附近0.5mm，其余全为2mmexhaust_seat 0.25mmintake/exhaust_valve 与气门座接触部分0.25，其余0.5exhaust_valve_0.25在排气关前10度细化，本例为345-355, 0.125mmintake_valve_0.25在进气前后10度细化，349-359和571-581，0.125gb 平面2，垂直面0.5guide

10、1mmliner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0.5Piston 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0.25Liner 为1 Add 特别指定喷雾开始前到燃烧结束都为0.5 spark 0.5和0.25mmSquish 0.5和0.25mm Closure Level 默认值1 Number of boundary layers 默认值1 Number of domains 默认1 Fixed octree centers 默认

11、 Meshing interval 10 5 Movement Method 14 0.1 Start meshing选择计算核数，result中查看网格质量。设置完可以点击export setting，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SettingMeshing intervalAdd 2 1重新计算。3、如果还有红色的，点击红色部分，load模型。用Infocheck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Selection refinement中，找到对应的select

12、ion，然后指定角度，进行细化。 导出动网格都合格之后，Write FMO file，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。FMDummy run在FMOfliename中选择 Fmo文件FLMfilename导入flm文件start dummy run设置求解器右击Calculation，选择New Case (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

13、在这里。Solution type 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（353357）（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2CA0.5/0.25CA收敛性差Activate Engine cycle fr

14、eezing 不激活Restart without time information 保持默认不激活 二、Module activation 激活Spray Combustion Emission wallfilm。 Species transport自动被激活。 Boundary Condition 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） Copy from BC 保持默认值1， Type of BC 选择Inlet/OutletInlet/Outlet 选择 Mass Flow，根据实验数据，或者由boost

15、算出Activate Flow direction 不用激活 EGR mass fraction（残余废气系数）0 Equivalence ratio（空燃比），Fule mass fraction（燃油所占比例）没燃料，应该就是0）Fixed temperature 激活 有数据就表格，没有就平均值Fixed scalar 激活 Fixed turbulence 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(% of me

16、an velcocity)，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.Length scale 的数值与% of hydraulic diameter 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：

17、设置静压和EGRCopy from BC 保持默认值1， Type of BC 选择Inlet/Outlet选择Static PressurePressure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。Activate Flow direction 保持默认EGR mass fraction 为1 出口全为废气。Equivalence ratio（空燃比），Fule mass fraction（燃油所占比例）（没有燃料，应该就是0）Fixed temperature 、Fixed scalar 、Fixed

18、 turbulence都选NO， 3、壁面边界条件只设定温度PistonWallmesh movement500-600KChamberWall450KLinerWall450Intake portWall330KExhaust portWall550KValveWallmesh movement进330 排550SeatWall进330 排550 Fluid properties 都为空气不用管 Initial condition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Te

19、mperature 由实验来 9001000Density 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/2 h：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。EGR mass fraction （残余废气系数）排气为1，进气为0.Equivalence ratio 设置都为0 因为初始时和燃烧后没燃料。Velocity u v w 不管Additional terms：保持默认即不激活Initialization mode 定义缸内初始时刻的涡

20、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uniform initialization。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。Type of hydrocarbon fuel 选燃料 EGR Composition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

21、能：韩松设置100 Solver control1、Discretization （离散） Calculation of boundary values（计算边界值）：推荐MirrorExtrapolate(外差)，Mirror(镜面对称)；外插更加准确，Mirror更易收敛 Calculation of derivatives （计算导数）：推荐Least Sq.Fit(最小二乘法）Least Sq.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) 。 Cell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Cell face ad

22、justment-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。 Realizability Constraints 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 Decoupled Domains用于多计算域 NO 算法：推荐simple/pisoSimple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

23、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。 Variable Limits：按默认 选择NO Equation control （方程控制） Activate equations 模块模型选择说明Momentum Continuity（动量方程）Yes k-zeta-f：四方程模型，精度和稳定性都较好，比 k-更准确 Spalart Allmaras 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，

24、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-fEnergy(能力方程)YesEnthalpy（焓）Total enthalpy一般情况选这个Wall treatment（壁函数）Hybrid wall treatment对层流区进行优化Hybrid wall treatment与k-zeta-f匹配使用He

25、at transfer model（壁面换热）Standard wall functionCompressibilityCompressibile可压缩流体Viscous heatingYes培训没有提，应该是保持默认即可Pressure workYesScalarNoPressure reference cell 压力参考网格默认Two stage pressure correctionYes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

26、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。 Energy0.8否则求解的温度可能不准mass source0.8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0.8fluent 教材中述说：Under-Relaxation Factors 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

27、了尽可能地加快收敛，可在刚一启动时，先用默认值，在迭代510 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。 Differencing scheme（差分格式）：差分格式适用模块Blengding factor备注Central differencing（中心差分)Continuity必须用1二阶精度最高，收敛性差Minmod RelaxedMomentum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 blending factor（揉

28、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） Linear solver（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

29、用AMG，其余设置同图表 Convergence criteria（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。 Max.number of iteration（最大迭代步数）： 80或者50一般不超100 Min ： 3 5 8 10 15 Normalized residuals：一般开口系使用，收敛残差为10-4 Reduction ：一般闭口系可以采用，收敛残差为10-2 收敛标准：一般用表格。刚开始计

30、算，换模型调大，调大一个数量级。需要激活：Pressure：1E-2Momentum：1E-2Energy ：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selection for 2D，添加formula进行设置，如需要火花塞附近的流场，选中enable geometric selectionGeometric selection by formulaimport example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Write restart file (.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