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商用CFD软件的前处理、求解和后处理

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:为方便用户使用CFD软件处理不同类型的工程问题,CFD商用软件将复杂的CFD过程集成,通过一定的接口,让用户快速地输入问题的有关参数。所有的商用CFD软件均包括三个基本环节:前处理、求解和后处理。前处理环节是向CFD软件输入所求问题的相关数据,该过程一般是借助与求解器相对应的对话框等图形界面来完成的。FVM是目前商用CFD软件广泛采用的方法。

商用CFD软件的前处理、求解和后处理

从使用者的角度而言,按CFD工作流程图求解CFD的过程显得较为复杂。为方便用户使用CFD软件处理不同类型的工程问题,CFD商用软件将复杂的CFD过程集成,通过一定的接口,让用户快速地输入问题的有关参数。所有的商用CFD软件均包括三个基本环节:前处理、求解和后处理。与之对应的程序模块常简称:前处理器、求解器和后处理器。

前处理器用于完成前处理工作。前处理环节是向CFD软件输入所求问题的相关数据,该过程一般是借助与求解器相对应的对话框等图形界面来完成的。在前处理阶段需要用户进行的工作如下:

(1)定义所求问题的几何计算域。

(2)将计算域划分成多个互不重叠的子区域,形成由网格单元组成的网格。

(3)对所要研究的物理化学现象进行抽象,选择相应的控制方程。

(4)定义流体的属性参数。

(5)为计算域边界处的单元指定边界条件

(6)对于瞬态问题,指定初始条件。

求解器的核心是数值求解方案。常用的数值求解方案包括FDM、FEW和FVM等。总体上讲,这些方法的求解过程大致相同,求解步骤如下:

(1)借助简单函数近似待求的流动变量

(2)将该近似关系代入连续型的控制方程中,形成离散方程组。(www.xing528.com)

(3)求解代数方程组。

各种数值求解方案的主要差别在于流动变量被近似的方式及相应的离散化过程。FVM是目前商用CFD软件广泛采用的方法。

后处理的目的是有效地观察和分析流动计算结果。随着计算机图形功能的提高,目前的CFD软件均配备了后处理器,提供了较为完善的后处理功能,包括:

(1)计算域的几何模型及网格显示。

(2)矢量图(如速度矢量线)。

(3)等值线图。

(4)填充型的等值线图(云图)。

(5)xy散点图

(6)粒子轨迹图。

(7)图像处理功能(平移、缩放、旋转等)。

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