【小白的CFD之旅】08 CFD速成之道【轉載】

2017-01-18 by:CAE仿真在線來源:互聯網

學了那么一個星期的流體力學,又看了一周的計算流體力學,小白對于如何應用CFD解決工程流體問題,依然是一無所知。眼看一個月的時間已經過半,小白有點著急起來。于是在一個陽光明媚的早晨,小白又找到了黃師姐。

“師姐,半個月過去了,還是對CFD如何解決工程問題沒有一點思路,怎么辦呀?“小白略顯著急的問。
”這半個月讓你學習流體力學和計算流體力學,雖然時間太少,但卻是條正道。要想用好CFD,這兩方面的基礎是越深厚越好,但是咱們沒那么多的時間留給你慢慢學了,這樣吧,今天我教你一種CFD快速入門方法。“黃師姐也有點急。
”雖然有點急功近利,但時間來不及了也只好這樣了,我要講的速成方法,核心在于以下幾個方面:

以軟件學習為主,理論學習為輔
以軟件實例學習為主,軟件操作學習為輔

再次強調這種學習方式是一種快餐式的學習方式,難免會留下基礎不牢的缺陷。“黃師姐補充道。

”看過《笑傲江湖》沒有?今天介紹的這種CFD學習方式就類似華山派的劍宗,先從招式入手,以精妙的劍法打天下。而與此相反的CFD學習方式(先學CFD背后的理論,再使用CFD軟件)則類似于華山派的氣宗。兩種方式在前期的表現差異很大,劍宗入門容易但難免內力不足威力不夠,氣宗則內力很足卻缺乏精妙的招式將威力發揮出來,最理想的狀態則是:有深厚的理論基礎,也會熟練的使用軟件。”黃師姐是個武俠迷,小白聽實驗室的其他師兄說過。

“好了,下面來具體講該怎么做吧。”黃師姐以一種過來人的口吻教導著小白。

黃師姐的CFD速成之道

1 選擇合適的CFD軟件
2 軟件的學習
2.1 CFD問題分類
2.2 大量案例練習
3 學習資料
鄭重申明

1 選擇合適的CFD軟件

選擇一款合適的CFD軟件對于初學者來講非常重要。雖然說目前的CFD軟件界面都很友好,使用起來也很方便,但是還是需要認真選擇。有些CFD軟件的GUI設計比較好,邏輯性很強,更適合于新手入門。而有些軟件則不是那么的適合。
黃師姐建議小白選擇ANSYS FLUENT作為CFD軟件的入門軟件,黃師姐的理由:

FLUENT的界面非常友好,完全圖形化的界面
FLUENT的界面具有非常好的邏輯性,將計算參數設置以一種邏輯性比較強的樹形菜單形式展示給用戶
FLUENT有完備的實例文檔,通過大量的CFD實例練習可以快速的掌握軟件
項目使用的是FLUENT,有這一條理由足夠了

2 軟件的學習

通常情況下,對于軟件的學習通常是先從操作入手,先熟悉軟件界面,再熟悉功能按鈕的使用方法等等。但如果要想快速的入門CFD軟件,自然不能太糾結這些細節,這里的方法是:

CFD問題整理分類
大量練習案例

2.1 CFD問題分類

CFD問題的分類是從牛師兄那里得到的,他將CFD問題大體分為了6類:

常規流動問題:不涉及除了流體流動之外的問題,計算過程中求解連續方程、動量方程,可涉及能量方程。這方面的應用包括低速流動、高速流動(跨音速、超音速以及高超音速流動)。流動問題可以包括內流流動及外流流動。
熱問題:包括熱傳導、對流以及熱輻射問題。除了求解流動問題外,還需要額外求解傳熱模型。
組分傳輸問題:包括常規的組分擴散問題、化學反應及燃燒問題。組分傳輸是典型的質量傳遞問題,較為復雜。
多相流問題:對于計算域中涉及多相流的問題,需要求解多相流模型。
運動部件的模擬:對于一些涉及到邊界運動的問題,如旋轉機械的葉片、發動機中的活塞等,如何建模是個很重要的問題。
多物理場耦合:對于流場與其他物理場的耦合問題

[實際工程問題中,往往不會分得那么清楚,通常是多種問題的混合。]

2.2 大量案例練習

找尋大量案例進行練習。ANSYS FLUENT有完善的Tutorial文檔,最好的做法是將所有的案例都做一遍。如果時間不夠用的話,可以只做流動問題和傳熱問題的案例。做這幾個案例的目的是為了熟悉軟件操作及CFD工作流程。案例練習過程中需要注意:

完整性:確保每一個案例都完全做完。即從網格模型導入至計算后處理完成這整個過程都完全做到。對于零基礎人員來講,一開始的案例可能做不出結果,這時候一定要有耐心,仔細檢查設置,確保案例完全做完。案例沒做完等于白做
多思考:在對著文檔做案例的過程中,一定要多思考,雖然說暫時不去考慮軟件設置背后的理論基礎,但是在進行各項設置過程中,多留個心眼,比較不同案例設置中的不同。
多總結多記錄:認真總結記錄案例操作過程中遇到的問題以及問題解決過程。其實問題解決的過程就是自己成長的過程。