CFD数值模拟技术及应用
作者：丛峻， 王孟鸿， 骆云良
作者单位：北京建筑工程学院,北京,100044
相似文献(10条)
1.学位论文王正茂油藏含砂流体渗流机理及流固耦合单井数值模拟研究2004
本文根据出砂油井开采过程中流体渗流和砂粒产生、运移、沉降、堵塞与油井围岩弹塑性变形动态耦合的作用机理,提出了"含砂流体流固耦合渗流数值模拟"这一新概念,并首次对含砂流体流固耦合渗流理论及数值模拟方法进行了研究,取得了突破性成果,对于易出砂储层的开采具有重要的指导意义.本文在前人大量实验和理论分析成果的基础上,将渗流力学、岩石力学和弹塑性力学相结合,通过多学科综合研究,首次建立了一套新型的、完整的含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟理论模型;探索出了实现含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟的一系列配套技术和方法;研制了在微机上实现含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟的软件,并通过实例分析验证了本文理论、方法及软件的正确性和有效性.在模型建立方面:本文通过多学科综合研究,创建了储层岩土骨架破坏准则和可动砂启动准则,为出砂油层流固耦合渗流单井数值模拟模型的建立打下坚实的基础.在此基础上,本文首次将流体中的可动砂作为流体中的一相进行研究,建立了流固耦合情况下流体和可动砂的运动方程以及骨架砂剥离本构方程、可动砂在孔隙表面和喉道沉降方程,并根据质量守恒原理建立了含砂流体流固耦合渗流三维四相单井黑油模型.然后根据油井围岩弹塑性变形的特点,建立了油井围岩弹塑性变形本构模型;并根据有效应力原理及平衡条件,建立了油井围岩弹塑性变形平衡微分方程.在物性参数动态模型方面,本文考虑了体积应变、骨架砂剥离、可动砂在孔隙表面和喉道沉积对物性参数的影响,建立了含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟所需的物性参数动态模型.这些准则和模型的建立,构成了完整的含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟模型.在模型求解方面:本文根据有限差分的基本原理,研究了用于含砂流体流固耦合渗流单井模型求解的有限差分方法;根据有限元的基本原理,研究了用于出砂流固耦合油井围岩弹塑性变形模型求解的有限元方法;根据含砂流体渗流模型差分求解和油井围岩弹塑性变形模型有限元求解的基本特点,研究了在两个模型间耦合求解的方法.在模拟器研制和实例分析方面:本文根据软件工程的基本要求,研制了含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟器;通过该模拟器对实例进行了模拟计算,证实了本文理论模型、方法与模拟器的正确性和有效性.研究结果表明,储层中砂粒产生、运移、沉降、堵塞对流体渗流、岩土骨架变形有着明显影响,并最终影响油井的开采.因此,含砂流体流固耦合渗流单井数值模拟不仅具有很强的理论意义,而且对油井开采和油田开发具有重要的指导作用.
2.期刊论文郝继光.姜毅.刘琦.HAO Ji-guang.JIANG Yi.LIU Qi导弹头部气动加热的流固耦合数值模拟-弹箭与
制导学报2006,26(4)
采用非定常数值模拟方法对某型号远程导弹头部气动加热问题进行了研究.提出了一种流固耦合的计算方法,在求解流体力学控制方程组的同时,求解流体与固体表面的热传递方程以及固体区域的能量方程.计算获得了各个时刻流场内的温度、压力、速度等参数的空间分布,同时得到了导弹头部固体区域及导弹内部的温度变化.研究表明,采用流固耦合方法对气动加热问题进行模拟,可以得到合理可用的弹表温度数据.
3.学位论文文成杨双重介质气藏流固耦合数值模拟研究2005
近年来，随着石油工业的发展以及解决复杂石油工程问题的需要，流固耦合研究在石油钻井、开采、开发领域显得越来越重要，并已受到人们的高度重视。目前，油气田开发数值模拟领域的流固耦合问题研究主要成果集中在单重介质多相流体流固耦合方面，双重介质储层流体流固耦合问题的特殊性表现为全耦合模型建立的难度大和数值求解技术的复杂性。本文针对目前在双重介质气藏流固耦合数值模拟问题的研究中存在的理论问题和求解技术进行了研究，采用双重有效应力理论来研究该问题，并推导了有限元求解方程，编制了计算程序。有利于制定科学合理的开发方案，提高决策的准确性和科学性。
本文在前人大量的实验和理论研究成果的基础上，在双重介质气藏流固耦合理论方面完成了以下研究工作：
1、分析了采用的Terzaghi广义有效应力理论研究岩石等致密介质的局限性和对双重介质流固耦合问题研究的不适应性，将双重有效应力理论作为基础来研究双重介质气藏流固耦合数值模拟问题。
2、针对双重介质气臧储层在变应力下的弹塑性变形特征，采用了基于Drucker-Prager准则建立的弹性储层和弹塑性储层的本构模型，并给出了相应的矩阵描述和矩阵表达式。
3、在油臧岩石应力和应变分析基础上，结合双重有效应力理论和岩石骨架本构关系，建立了双重介质储层岩石骨架应变的数学模型，包括应变孔隙体积方程、应变渗透率模型、岩石骨架本构关系等。固相平衡方程和流体流动方程组成了以流体压力和介质变形为函数相互耦合的双重介质气藏渗流的流固耦合模型。模型各方程之间互含耦合项，互不独立是一组完全耦合的偏微分方程。
4、由于控制方程的复杂特性和非线性，常用有限差分方法在处理差分网格的方向、复杂的曲线边界和非线性介质特性以及解的稳定性方面的计算精度无法满足数值模拟的精度要求。本文采用有限元方法，以位移和流体压力为未知变量，建立了双重介质气藏渗流的有限元数值模型。利用Galerkin方法得到了控制方程在几何域上的耦合解，并利用全隐式数值格式得到了半离散微分方程在时间域上的耦合解。
5、利用本文建立的流固耦合有限元模型，采用FEPG开发了裂缝—孔隙型双重介质气藏全耦合流固耦合渗流的数值模拟有限元计算程序。推导了一维单向模型解析解并与数值解计算程序进行对比，算例对比结果显示，数值模型计算程序结果与解析解结果相吻合。
6、对一典型裂缝—孔隙型双重介质气藏开采过程进行了数值模拟并与传统的非耦合模型和采用Terzaghi广义有效应力理论所建立的流固耦合模型相比较。结果表明，在双重介质气藏储层进行降压开采时，由于裂缝和孔隙压力降低，导致岩体有效应力的增加，使孔隙体积发生减小，油藏渗透率降低。与非耦合模型相比，考虑流固耦合效应时，油藏储层岩石的变形会对岩石物性参数产生影响，对模拟计算的开发指标有一定的影响。与采用
Terzaghi广义有效应力理论所建立的原有流固耦合模型相比，原有模型中考虑的油藏储层岩石的变形对岩石物性参数产生影响有所夸大。双重有效应力理论更能正确反映储层岩石应力的变化。
4.期刊论文王自明.杜志敏变温条件下弹塑性油藏中多相渗流的流固耦合数学模型与数值模拟-石油勘探与开发
2001,28(6)
基于流固耦合力学理论和热力学理论，建立了变温条件下弹塑性油藏中多相渗流的数学模型。假设油藏中岩石固相骨架是可变形的，孔隙流体压力、温度场的变化将导致油藏内有效应力发生变化，从而导致岩石骨架变形，这种变形反过来又影响多相流体的渗流。建立变温条件下完全耦合的流体渗流方程和固相变形方程，它们互不独立，不能单独求解，只能联立求解。假设岩石骨架具有弹塑性，采用了建立在屈服准则基础上的弹塑性本构模型。针对某些温度场变化大的油藏，如注热水、注蒸汽开采的油藏，充分考虑了温度场变化对岩石骨架变形和流体渗流的影响。将"热载荷"概念引入固相变形方程来描述这种影响，并给出了热载荷的求法。交替运用有限差分和有限元法给出变温条件下的耦合数值模拟方法。所建立的数值模拟方法可作为编制变温流固耦合软件的依据。参11(王自明摘)
5.期刊论文偶国富.许根富.朱祖超.杨健.王艳萍弯管冲蚀失效流固耦合机理及数值模拟-机械工程学报
2009,45(11)
针对流体输送管道失效研究中存在的问题,主要研究腐蚀与流体流动的交互作用对管道冲蚀破坏的作用机理.建立流固耦合数理模型,推导出在任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)描述下的粘性流体N-S方程和腐蚀产物保护膜固体区域的控制方程,分析管壁边界层多相流介质流动与腐蚀产物保护膜破损之间的耦合作用.以弯管的冲蚀失效为例,结合弯管的结构特性、多相流的物性参数,运用ANSYS有限元分析软件,采用物理环境顺序耦合法进行流固耦合数值模拟,分析管壁腐蚀产物保护膜的变形程度和受力状态,判定弯管冲蚀破坏的危险区域和失效趋势;现场测厚数据与仿真计算结果基本吻合,验证仿真计算的可靠性和可行性,该方法可用于管道输送系统的风险预测、安全评估和工艺改造.
6.期刊论文王侃.曹义华.于子文.潘星.Wang Kan.Cao Yihua.Yu Ziwen.Pan Xing降落伞流固耦合问题的数值模拟
和流场分析-北京航空航天大学学报2007,33(9)
提出了基于压力耦合的半隐式算法,即SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法和生成阶梯网格方法的对稳定下降阶段的降落伞进行数值模拟的新方法.此方法在降落伞流固耦合计算中具有较好的稳定性和较高的效率.对降落伞稳定下降阶段的流固耦合问题进行了数值模拟.降落伞模型分别采用了圆形伞和锥形伞稳定下降时的结构数据,并对锥形伞模型进行了不同来流攻角情形下的模拟.与平行有限元方法相比,采用SIMPLE算法的新方法得到了更准确和更合理的结果.此新方法可以作为传统数值模拟方法的一个可靠替代和重要补充.
7.学位论文张晓波船底结构砰击时的流固耦合数值模拟2007
当船舶在恶劣的海况下高速航行时，由于较大的纵摇和垂荡运动，船首和其它部位会因频繁地出入水发生砰击，导致船体局部结构损坏或引起整个船体振动甚至折断。由于砰击载荷作用而导致的沉船事故屡见不鲜，因此在实际应用中，很有必要研究船体剖面在砰击情况下的强度计算问题，这对于大、中型船舶的船体砰击问题有着现实的指导意义。砰击问题的难点主要来自三方面：该过程的非定常性、液面的大波动性及流固耦合界面的非线性。 本文利用大型有限元工程软件ANSYS/LS-DYNA作为前后处理和中间计算，数值模拟了二维刚性楔形体入水砰击的过程。在数值模拟计算中，结构采用了Lagrange矩形壳单元进行网格划分，流场则采用Euler六面体实体单元进行网格划分；结构与流体间采用任意拉格朗日一欧拉方法(Arbitrary Imgrangian Eulerian，即ALE方法)中的罚函数耦合算法，两者的交界面定义为流固耦合面。并考虑了结构的入水速度、重力、边界条件等因素，得到了楔形体的垂向加速度曲线，并与试验结果进行了对比，得到了与试验数据比较一致的结论，从而验证了数值模拟方法的可靠性。
本文还进一步对二维楔形体入水砰击过程中遇到的影响入水的各种因素作了综合地分析研究。并用同样的方法，研究了二维刚性平底结构及三体船主体首部龙骨处平底结构的入水砰击过程，得到了有意义的结论，同时也指出了存在的问题以及进一步的研究方向。
8.会议论文王正茂.阎存章.刘明新出砂储层流固耦合渗流数值模拟2004
为了研究储层出砂后含砂流体的流动状况,准确预测其开采动态,运用有效应力原理、质量守恒原理、虚位移原理和虚功等效原则等,建立了含砂流体流固耦合渗流的三维四相单井黑油模型和考虑油井围岩弹塑性变形的岩土平衡方程;从基本定义出发,考虑体积应变、骨架砂剥离、可动砂在孔隙表面和喉道沉积对物性参数的影响,导出了出砂储层数值模拟所需的物性参数动态模型;探讨了模型的耦合求解方法;最后,通过对一实例进行模拟分析,证明了该模型的正确性和有效性.该模型的建立对于正确认识和高效开发出砂储层有着重要意义.
9.学位论文黎水泉弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟2000
一.建立了裂缝性双重孔隙介质孔隙度及渗透率与介质变形的关系,即应变孔隙度模 型和应变渗透率模型.二.建立了双重孔隙介质多相多组分流体的流固耦合渗流理论模型. 三.首次将弹脆塑应变软化本构模型引入裂缝性油藏储层介质变形描述.四.独立开发了弹脆塑性应变软化裂缝性双重孔隙介质全耦合多相流流固耦合渗流的数值模拟有限元软件.五. 对一典型裂缝性油藏开采过程进行了数值模拟.
10.期刊论文周乃君.周善红铝液反射保温炉燃烧与流固耦合传热数值模拟-工业加热2010,39(1)
考虑了流场变化对换热的影响,使用流固耦合方法,对某厂铝液反射保温炉内预混燃烧过程的整个流场和温度场进行了完全数值模拟.该方法对流场和铝液内换热进行了耦合计算,得出了炉内燃气空间和铝液的温度分布.同时计算分析了炉内温度分布的两个影响因素:助燃空气温度和过剩空气系数.研究结果表明:标况下的计算结果与实验结果比较吻合;采用提高助燃空气温度和增加过剩空气系数的办法来提高铝液的平均温度足有效的:助燃空气温度每增加1℃,铝液平均温度增加0.3℃;最佳过剩空气系数约为1.25.采用高温助燃空气和较大的过剩空气系数是一种较好的燃烧方式.
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第七章CFD仿真模拟 一．初识CFD CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。简单地说，CFD相当于"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。可以认为CFD是现代模拟仿真技术的一种。 1933年，英国人Thom首次用手摇计算机数值求解了二维粘性流体偏微分方程，CFD由此而生。1974年，丹麦的Nielsen首次将CFD用于暖通空调工程领域，对通风房间内的空气流动进行模拟。之后短短的20多年内，CFD技术在暖通空调工程中的研究和应用进行得如火如荼。如今，CFD技术逐渐成为广大空调工程师和建筑师解决分析工程问题的有力工具。 二．为什么用CFD CFD是一种模拟仿真技术，在暖通空调工程中的应用主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况。以预测室内空气分布为例，目前在暖通空调工程中采用的方法主要有四种：射流公式，Zonal model，CFD以及模型实验。 由于建筑空间越来越向复杂化、多样化和大型化发展，实际空调通风房间的气流组织形式变化多样，而传统的射流理论分析方法采用的是基于某些标准或理想条件理论分析或试验得到的射流公式对空调送风口射流的轴心速度和温度、射流轨迹等进行预测，势必会带来较大的误差。并且，射流分析方法只能给出室内的一些集总参数性的信息，不能给出设计人员所需的详细资料，无法满足设计者详细了解室内空气分布情况的要求； Zonal model是将房间划分为一些有限的宏观区域，认为区域内的相关参数如温度、浓度相等，而区域间存在热质交换，通过建立质量和能量守恒方程并充分考虑了区域间压差和流动的关系来研究房间内的温度分布以及流动情况，因此模拟得到的实际上还只是一种相对"精确"的集总结果，且在机械通风中的应用还存在较多问题； 模型实验虽然能够得到设计人员所需要的各种数据，但需要较长的实验周期和昂贵的实验费用，搭建实验模型耗资很大，有文献指出单个实验通常耗资3000～20000美元，而对于不同的条件，可能还需要多个实验，耗资更多，周期也长达数月以上，难于在工程设计中广泛采用。 另一方面，CFD具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点，故其逐渐受到人们的青睐。由表1给出的四种室内空气分布预测方法的对比可见，就目前的三种理论预测室内空气分布的方法而言，CFD方法确实具有不可比拟的优点，且由于当前计算机技术的发展，CFD方法的计算周期和成本完全可以为工程应用所接受。尽管CFD方法还存在可靠性和对实际问题的可算性等问题，但这些问题已经逐步得到发展和解决。因此，CFD方法可应用于对室内空气分布情况进行模拟和预测，从而得到房间内速度、温度、湿度以及有害物浓度等物理量的详细分布情况。 进一步而言，对于室外空气流动以及其它设备内的流体流动的模拟预测，一般只有模型实验或CFD方法适用。表1的比较同样表明了CFD方法比模型实验的优越性。故此，CFD方法可作为解决暖通空调工程的流动和传热传质问题的强有力工具而推广应用。 表1四种暖通空调房间空气分布的预测方法比较 比较项目 1射流公式 2 ZONAL MODEL 3CFD 4模型实验 房间形状复杂程度简单较复杂基本不限基本不限 ?对经验参数的依赖性几乎完全很依赖一些不依赖
计算机模拟仿真技术在航空航天中的应用 在本文开篇，我先粗略介绍一下计算机仿真模拟技术。 计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术，是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果，作为决策的理论依据。（选自百度百科计算机仿真摘要） 仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。（选自百度百科） 计算机仿真模拟的原理是依靠计算机的迭代运算， 所以这是一门依靠计算机技术所衍生的一门有着实际意 义的学科，它与我们的生活息息相关。计算机仿真模拟技 术在科学技术、军事、国民经济、汽车、电子行业、体育、 交通运输、金融、管理、航空航天方面都有广泛的应用。 它的研究范围小到原子，大到宇宙，可以说在现实生活中 应用极为广泛。 传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系 统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假 设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和 验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。 如此迭代地进行，直到认为这个模型已满足试验者对 客观系统的某一层次的仿真目的为止。 模型对系统某一层次特性的抽象描述包括：系统的组成；各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系；在某些输入条件下系统的输出响应等。根据系统模型状态变量变化的特征，又可把系统模型分为：连续系统模型——状态变量是连续变化的；离散（事件）系统模型——状态变化在离散时间点（一般是不确定的）上发生变化；混合型——上述两种的混合。 随着专门用于仿真的计算机——仿真机的出现，计算机仿真技术日趋成熟，现在已经趋于完善。随计算机技术的飞速发展，在仿真机中也出现了一批很有特色的仿真工作站、小巨机式的仿真机、巨型机式的仿真机。80年代初推出的一些仿真机，SYSTEM10和SYSTEM100就是这类仿真机的代表。 为了建立一个有效的仿真系统，一般都要经历建立模型、仿真实验、数据处理、分析验证等步骤。为了构成一个实用的较大规模的仿真系统，除仿真机外，还需配有控制和显示设备。 本文将主要从航空航天方面对计算机仿真模拟进行探讨。 航空技术是从上世纪60年代前苏联发射第一颗人造卫星开始，人类开始了对太空的探索。
CFD simulation in Laval nozzle SIAE 090441313 Abstract We aim to simulate the quasi one dimension flow in the Laval nozzle based on CFD computation in this paper .We consider the change of the temperature ,the pressure ,the density and the speed of the flow to study the flow.The analytic solution of the flow in the Laval nozzle is provided when the input velocity is supersonic.We use the Mac-Cormack Explicit Difference Scheme to slove the question. Key words :Laval nozzle ,CFD,throat narrow. Contents Abstract .................................................. . (1) Introduction .............................................. .. (2) Simulation of one-dimensional steady flow (3)
Basis equations ................................................. (3) Dimensionless .......................................... . (10) Mac -Cormack Explicit Difference Scheme (11) Boundary conditions ................................................ (13) Reference .............................................. (13) Annex .................................................. .. (14) Introduction Laval nozzle is the most commonly used components of rocket engines and aero-engine, constituted by two tapered tube, one shrink tube, another expansion tube. Laval nozzle is an important part of the thrust chamber. The first half of the nozzle from large to small contraction to a narrow throat to the middle. Narrow throat and then expand
CFD仿真验证及有效性指南 摘要 本文提出评估CFD建模和仿真可信性的指导方法。评估可信度的两个主要原则是：验证和有效。验证，即确定计算模拟是否准确表现概念模型的过程，但不要求仿真和现实世界相关联。有效，即确定计算模拟是否表现真实世界的过程。本文定义一些重要术语，讨论基本概念，并指定进行CFD仿真验证和有效的一般程序。本文目的在于提供验证和有效的重要问题和概念的基础，因为一些尚未解决的重要问题，本文不建议作为该领域的标准。希望该指南通过建立验证和有效的共同术语和方法，以助于CFD仿真的研究、发展和使用。这些术语和方法也可用于其他工程和科学学科。 前言 现在，使用计算机模拟流体的流动过程，用于设计，研究和工程系统的运行，并确定这些系统在不同工况下的性能。CFD模拟也用于提高对流体物理和化学性质的理解，如湍流和燃烧，有助于天气预报和海洋。虽然CFD模拟广泛用于工业、政府和学术界，但目前评估其可信度的方法还很少。这些指导原则基于以下概念，没有适用于所有CFD模拟的固定的可信度和精确度。模拟所需的精确度取决于模拟的目的。 建立可信度的两个主要原则是验证和有效（V&V）。这里定义，验证即确定模型能准确表现设计者概念模型的描述和模型解决方案的过程，有效即确定预期模型对现实世界表现的准确度的过程。该定义表明，V&V的定义还在变动，还没有一个明确的最终定义。通常完成或充分由实际问题决定，如预算限制和模型的预期用途。复合建模和计算模拟没有任何包括准确性的证明，如在数学分析方面的发展。V&V的定义也强调准确度的评价，一般在验证过程中，准确度以对简化模型问题的基准解决方法符合性确定；有效性时，准确度以对实验数据即现实的符合性确定。 通常，不确定性和误差可视为与建模和仿真准确度相关的正常损失。不确定性，即在任一建模过程中由于缺乏知识导致的潜在缺陷。知识缺乏通常是由对物理特性或参数的不完全了解造成的，如对涡轮叶片表面粗糙度分布的不充分描述。知识缺乏的另一个原因是物理过程的复杂性，如湍流燃烧。误差即在建模和
现代数值模拟方法及其应用 这是一门什么样的课？ 研究生的全校公选课。 （怎么讲，有待实践和探讨） 假设应当具有的基本知识 高等数学 如微积分、级数展开、微分方程 线形代数、概率统计 问题：关于级数展开及其应用 21 ()(0)'(0)''(0)...2! f x f f x f x =+++ 答： * 当x 较小时，可取前面几项作为函数的近似 * 当函数形式未知时，可用级数逐项逼近 计算机编程 包括 Linux 系统、画图和数据分析软件， 例如 xmgrace ，mitlab 问题：A=0.0D+00 DO 10 I=1,10 A=A+1.0D+00*I 10 CONTINUE 代表什么含义 物理学 （50％内容或多或少与物理学有关） 最理想是学习过普通物理学 或者中学的物理学，能理解基本的物理问题 比如，物理是研究物质的结构和运动的学科 物质有各种形态，如气态、液态和固态等
物质的运动遵从一定的运动规律 如运动方程，分布函数等 问题：力学、统计物理和量子力学的基本知识 化学、生物学和经济学 简单的基本知识 基本的英文阅读和书写能力 不打算非常系统地讲授种种数值模拟方法 因为时间有限、精力有限 重点讲两种方法 Monte Carlo 模拟 和 分子动力学 简单介绍一些重要的基本方法 一定程度上给出数值模拟方法的概况 目的是学习应用计算机模拟方法研究科学问题 至少了解如何用计算机模拟方法研究科学问题 包括 方法本身 科学问题的表述，模型化 Ising 模型的种种应用 {} 1 1 1 i j i j i H k T i S i H K S S h S kT Z S e -- =+==±∑∑∑
2006年用户年会论文 基于ANSYS流体动力学的车流量仿真分析1 [刘长虹，郑杰,朱晓华，张海波，黄虎，陈力华] [上海工程技术大学汽车工程学院，上海，201600] [ 摘要 ] 将交通流比拟为管道流体模型并且利用有限元分析软件ANSYS中的FLOTRAN CFD流体分析模块对隧道口交通流进行比拟及仿真，得出相应交通流量模型和车辆流动模拟图。并对不同车速下 交叉道口的通行能力进行模拟，确定出最佳车速比。且对不同入口形状进行车流通畅度的 ANSYA软件比较模拟，通过模拟直观的展示出不同道路入口形状对车流和道路的影响。最后对 高峰路段路口设计提出有关建议。 [ 关键词]交通流，交通流模型，ANSYS，模拟 Simulating to Traffic Flux By the ANSYS Fluid Dynamic Analysis [Liu Changhong, Zheng Jie, Zhu Xiaohua, Zhang Haibo, Huang Hu, Chen Lihua] [Automobile College Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201600] [Abstract ] Firstly, based on the fluid dynamic mechanics of channel, a traffic flow model is built. Secondly, the traffic flow model on cross road is simulated with the finite element method software (ANSYS). Then according to the calculating results, the simulating traffic ability at the entrance of the roadl in different speed and the different entrance figures are calculated directly. Finally, some suggestions of designing the heavy road are given. [ Keyword ] traffic flow, traffic flow simulation, ANSYS, Simulation. 1.前言 当前，社会经济的迅速发展与交通建设的相对滞后，已经构成非常突出的世界性矛盾，在发展中国家尤其突出。在我国许多大城市中，交通堵塞，事故频繁，成了众所周知的“都市顽症”。以上海市为例，上世纪九十年代的资料表明，在交通高峰期，市中心机动车平均车速不到15km/h，最低的车速仅仅为4km/h，即低于正常的步行速度。解决这个矛盾的一个重要办法是大力进行市政交通建设，实现交通的立体化，现代化。同时还要保证建设道路的合理性。交通流理论是解决这类方法的一种理论方法[1,2]，其中有根据流体动力学理 1上海市教委基金项目(041NE31)和上海市科委基金项目(04QMX1452)资助
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用 摘要数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。在钢锭凝固方面，有限元模拟程序MIPS能够分析凝固过程中温度场的分布，确定不同时刻凝固前沿的位置，而且能预测缩孔和疏松的位置及尺寸。使用该程序对220吨钢锭的生产工艺进行优化，成功地解决了疏松进入锭身的问题。在锻造方面，已开发出了基于ANSYS的三维大变形弹塑性、弹粘塑性程序，能够分析复杂的三维金属塑性成形问题。热处理专用软件NSHT不仅能够分析加热、淬火及回火过程中温度场分布，而且能够给出应力的分布及相态的变化过程，并已在实际生产中取得了成功。 前言 大锻件生产具有单件、小批的特点。生产前需要大量的人力和物力预备原材料、模具或辅具，前期投入相当大，一旦产品报废，将造成专门大的损失，这对工艺制定的合理性提出了专
门高的要求。在生产新产品或制定新工艺时，工艺人员往往无法依照经验确定工艺是否合理，只能采纳大量实验的方法进行研究。由于大型锻件尺寸较大，不可能进行1∶1的实物实验，而小件实验有时会与实际生产过程相差过大。而且物理实验通常只能给出工艺过程某个时期的结果，无法全面了解整个工艺过程，具有一定的局限性。由于大锻件生产的这些专门性，采纳先进的数值模拟技术改变工艺制定过程中仅凭经验决定的现状是具有 重要意义的。 1 数值模拟技术在现代制造中的地位和作用 随着计算机技术的飞速进展，人类社会差不多步入了信息时代。计算机及网络不仅改变了人们生活方式，也同样改变了传统机械制造的概念与方法。随着计算机辅助技术(CAX)的广泛应用，计算机差不多深入到工业生产的各个环节之中。一个现代的产品制造过程能够由图1来描述。当接到生产任务时，首先采纳CAD(Computer Aided Design)系统进行产品设计，其设计结果将由CAE(Computer Aided Engineering)系统对其生产工艺的可行性及合理性进行评估，假如其不满足制造要求或所需要成本太高，将返回到CAD系统中进行重新设计：假如通过了CAE的评估，就将采纳CAM(Computer Aided Manufacturing)系统进行实际的
数学建模中计算机模拟运用方法研究 摘要：通过对实际问题的非线性、离散、连续三种类型的数学建模解决问题的分析与研究，给出了利用计算机模拟实验验证数学建模有效性的方法，从而使数学建模在解决实际问题中得到更有效的应用。 关键词：计算机模拟；数学建模；技术运用；研究分析 在现阶段信息技术发展的过程中，人们可以利用数学模型方法的设计解决现实中的实际问题，通过对现阶段计算机模拟在数学建模中的运用分析可以发现，其技术形式取得了较大的成就。通过数学与计算机技术的稳定结合，可以实现数学技术的稳定构建，因此，在计算机技术快速发展的今天，计算机及数学建模逐渐成为技术运用中较为重要的途径。通过对实际问题的构建，可以通过计算机模拟技术对于较难解决、而又重要的问题进行系统性的分析。在计算机运用的过程中，不仅可以使问题求解体现出方便、快捷以及精准性的特点，而且也可以使实际问题得到充分性的解决。通过计算机模拟或是计算机程序模拟运用中可以解决实际的问题，并在建立数学、逻辑等模型设计的基础上，可以通过计算机实验对系统资源进行科学化的规定，从而为计算机模拟与数学模型的构建提供稳定支持。 1、计算机模拟及数学建模的概述分析 1.1、计算机模拟 计算机模拟是利用计算机对一个系统使用过程所建立的模型，通过该模型的运用可以进行实验项目的设计。并通过对该系统行为的控制分析，对不同的数据资源进行评估。对于计算机模拟系统而言，其主要是将系统分析以及运筹学作为基础，所模拟的对象以及用途相对广泛，在模拟中可以实现从简单到复杂、从一个变量到多个变量的变化，在交通、经济、生活以及医疗等管理中均得到了广泛性的运用。 1.2、数学建模 对于数学建模而言，主要是运用数学模型解决相关问题，也就是在一组备选数据分析的过程中，选择合理性的数据资源。在现阶段数学模型构建的过程中，其中的空间作为主要的内容，在空间相对应位置设计的基础上，结合了限制条件的保护机制，所选择的模型分为线性以及非线性两种，其中的线性模型以及非线性模型是由变量的阶层所决定的[1]。 2、计算机模拟在数学建模中所解决的问题 第一，对于一些难以在计算环境中进行实验以及观察的数学建模而言，只能运用计算机进行模拟，例如，太空飞行中的数据研究。
数值模拟技术在本科毕业设计的应用 刘大明李雅琦 天津职业技术师范大学汽车与交通学院天津铁道职业技术学院摘要毕业设计是高校人才培养的重要环节，对提高学生所学知识的综合运用能力、创新实践能力等方面具有其他教学环节无法替代的作用。本文论述了将发动机性能数值模拟技术应用于毕业设计环节对学生知识运用、独立思考和创新能力培养等方面的有益作用，并探讨了应用过程中存在的问题以及解决措施。 关键词毕业设计；发动机；数值模拟；教学方法 1引言 毕业设计（论文）是本科教学的重要环节，通过毕业设计环节可以培养学生综合运用所学知识解决实际问题和进行知识创新的能力。在毕业设计过程中，学生可以了解科学研究的基本过程；学会利用网络检索查阅中英文文献，通过搜集与整理文献资料学会对所掌握的材料进行逻辑分析，完成初步科研探索；学会调查与设计实验，学会提出问题、分析问题和解决问题的基本方法，培养学生的研究创新思维[1,2]。对于汽车维修工程教育专业的学生，需要通过毕业设计对汽车领域相关知识做到融会贯通、综合运用，包括发动机原理、发动机构造和电控技术等，并能够独立思考，并充分调动学生积极性和主动性，激发学生的创新能力。但是达到上述目的并不容易，以本学院为例,本科生人数众多，通过实验方法使学生得到实践锻炼的机会十分困难，无论从设备成本和人员成本上都无法满足，制约了本科教学质量的提升。而发动机数值模拟软件的应用可以较好地解决上述问题，通过虚拟仿真可以大大缩减对硬件成本的要求。通过具体课题驱动，激发学生的学习兴趣；通过软件的学习运用，培养学生面对问题，综合运用工具和所学知识解决问题的能力。 2发动机数值模拟技术及软件 发动机数值模拟领域最为著名的是GT-SUITE系列软件中的GT-Power。GT-SUITE系列软件是由美国GammaTechnology公司开发的一款完整的、自成体系的开发平台，涵盖了发动机本体、驱动系统、热管理系统、燃油供给系统、曲柄连杆机构、配气机构、空调系统等车辆各个子系统。GT-POWER作为发动机性能分析模块，能有效模拟计算各种类型发动机的功率、扭矩、比油耗等参数并可以对排放性能进行初步预测，为发动机的性能优化或改型提供方向，节省大量的试验工作。目前已经广泛应用于发动机的设计与研发阶段[3]。 2.1GT-Power的工作原理 GT-POWER是基于一维气体动力学原理，在管路和其相关模块中以流动和传热理论为基础，在特殊模块中应用液体流动和传热能力分析理论。流动模型同时包括连续性方程、动量方程和能量方程,以及气体状态方程等[4]。作为一维算法，设定所有的流体质量是均匀流动的。主要的变量参数是质量流量、密度和内能
ANSYS对航空工业解决方案（三）航空发动机仿真方案_2 发表时间：2008-10-23 作者: 安世亚太来源: 安世亚太 关键字: 航空航天 CAE 仿真解决方案 ANSYS 安世亚太 第三章航空发动机仿真方案航空发动机行业概况航空发动机研制中的典型CAE问题航空发动机结构力学计算需求及ANSYS实现航空发动机流体力学和温度场的计算需求及ANSYS实现航空发动机电磁场计算需求及ANSYS实现航空发动机耦合场计算需求及ANSYS实现航空发动机关键零部件的设计分析流程简要说明 4航空发动机流体力学和温度场的计算需求及ANSYS实现 航空燃气涡轮发动机内的流场很复杂，不仅动静流场同时存在，同时还伴有多相流、传热、燃烧等现象，即使从物理上进行很大的简化，模型最后仍然是三维、有粘、非定常的可压流动。航空发动机流场数值计算的发展经历了S2流面法、基于一元管道的流线曲率法、有限差分方法求解非正交曲线坐标系中的S1、S2流面基本方程、有限差分、有限体积和有限差分与流线曲率混合的方法对S1流面跨音速流场的计算，而现在由S1与S2流面相互迭代形成的准三元和全三元计算也发展起来了。现在的采用有限体积法求解NS方程全三维流场计算已经广泛采用，航空发动机的流场数值计算已趋于成熟，可以充分考虑旋转流动、转静干涉问题、多相流、燃烧、亚超跨音速等复杂现象。而且现在求解的规模也不断扩大，利用并行等成熟的CFD技术可以计算达几千万甚至上亿的计算网格。因此结果也更为真实有效。 ANSYSCFX凭借TASCFLOW在叶轮机旋转流动的传统优势，结合更为先进的网格处理技术和高效的求解器，更适合航空发动机流动的复杂性，求解问题的规模和计算精度大大提高，一直处于航空发动机流动模拟的最前沿。
数据库技术和数值模拟在材料领域的 应用现状 摘要：数据库中的知识发现技术是80年代末被人正式提出的，它对满足日益增长的人工智能处理数据的要求和克服传统专家系统的困难提供了光明的前景。介绍了该技术的最新发展及其在材料专家系统中的实现与应用。针对计算机模拟技术在材料科学中所起的重要作用，合介绍了它的研究范畴和技术类型,列举了计算机模拟技术在研究材料的合成和制备、组成和结构、性能测试和分析中的若干应用实例，展示了计算机模拟在材料科学中的应用前景。关键词：计算机；数据库；数值模拟；材料科学 随着计算机技术与材料科学的发展，研究者已经不满足于仅仅用实验的手段来研制新型材料和提高现有材料的性能。除了实验和理论外，计算机已经成为解决材料科学中实际问题的第3个重要组成部分。数据库为人们提供了保存信息的有力工具。但是可供查询的数据越来越多。要作的统计分析工作也日趋繁重。人们迫切希望借助机器的帮助从繁重的日常事务中解脱出来，更希望借助机器延伸自己的智能，提高对大量信息的分析处理能力。采用模拟技术进行材料研究的优势在于它不但能够模拟各类实验过程，了解材料的内部微观性质及其宏观力学行为，并且在没有实际备制出这些新材料前就能预测它们的性能，为设计出优异性能的新型结构材料提供强有力的理论指导。材料科学研究中的模拟“实验”比实物实验更高效、经济、灵活，并且在实验很困难或不能进行的场合仍可进行模拟“实验”，特别是在对微观状态与过程的了解方面，模拟“实验”更有其独特性甚至有不可替代的作用。本文主要介绍数据库中的知识发现技术和计算机数值模拟在材料领域中的应用。 1、数据库知识发现技术在材料工程专家系统中的应用 数据库的知识发现技术[1]KDD(Know-ledge Diseovery in Databases)是80年代末在国际上兴起的，为满足人们对数据处理人工智能化要求而开发的新兴技术，同时也为解决传统的专家系统难以克服的困难提供了较好的新途径。KDD技术应用于专家系统时，应该说是一种以强调归纳逻辑推理为特色和以自适应寻找规律为目标的知识库系统构造方法。 1.1基于KDD技术研制专家系统的特色 以往的专家系统采用的是基于以演绎逻辑为主的技术策略，而KDD的研究方法在本质上是以归纳逻辑为主。KDD技术强调从个别到一般，从感性到理性的知识抽象过程。以往的专家系统在类似技术诊断的领域内应用比较成功，而在构造/综合及预测类领域应用的进展不尽人意，没有采用以归纳为主的技术策略是重要的原因之一。由于KDD技术主要实施于关系数据库，根据其方法设计的专家系统可称为关系型专家系统。这类专家系统以表格的形式建立知识库，因此具有广泛的适用性。其知识的获取较少需要知识工程师的介入，领域专家只需按照表格的要求逐行逐列地填入数据即可。KDD技术的研究人员认为，在定量基础上的定性归纳也能深刻地反映问题的本质，并且能用少量的代价传递足够的信息，对复杂的事物做出高效率的判断和推理。根据KDD技术建立的专家系统推理机一旦完成，专家系统知识库的更新和维护就变得异常容易。以往的专家系统由于采用演绎逻辑的技术策略，随着知识库的迅速膨胀，演绎过程也变得极其复
CFD仿真技术在航空发动机中的应用 摘要：随着科学技术的发展，航空航天和空间技术有了飞跃的发展，在这些飞 跃的发展技术中主要的技术就是CAE技术。航空工业可以说是CAE技术发展的摇篮，各种CAE技术正是在以航空工业为主的实际工业应用的推动下在不到半个世 纪时间里迅猛发展起来的。以ANSYS、LS-DYNA、Nastran、CFX、Fluent等为代表 的高端CAE软件早已活跃在全球航空工业中。 关键词：CFD仿真技术；航空发动机；应用 1 引言 目前国际知名企业的航空发动机研制周期从过去的10～15年缩短到6～8年 甚至4～5年，试验机也从过去的40～50台减少到10台左右。在发达国家的航 空企业里CAE已经作为产品研发设计与制造流程中不可逾越的一种强制性的工艺 规范加以实施，在生产实践作为必备工具普遍应用。 2、CFD技术国内外使用状况简介 CFD作为CAE技术的一种，已经越来越多的被国内外航空企业广泛的得以应用。第一个商用CFD软件包FLUENT，由与美国空军合作的流体技术服务公司Creare公司于1983年推出的。商业CFD软件的开发及应用，加速了航空工业的 发展，使得基于虚拟样机仿真的现代设计方法成为了可能。以波音公司航空研发 发展历史为例，不难发现，波音公司先后采用了经典的实验测试方法、半经验的 方法、空气动力学的计算、政府内部及企业的CFD代码及广泛的采用CFD商业代码。在波音公司2005年的软件应用报告中明确指明，在1998至2005年内，其 公司每年数值仿真成果的增加量都接近84%左右，采用CAE/CFD的速度超过了工 业的成长速度，CFD技术已经成为其设计的主要手段之一。另外从美国软件公司ANSYS公司的销售业绩报告上显示，航空工业上的应用产值是其公司的主要收益 来源之一。 CFD软件正以其强大的优势在研发中发挥的巨大的作用，例如在NISA的报告 中提到，原本需要7年完成的维吉尼亚级潜水艇的设计，通过CFD技术的应用， 5年就顺利完成；而预计需要11年完成的B-2轰炸机的飞行测试，则在短短的4 年内就通过了测试。 国内在CFD技术上的应用一般，特别是在航空发动方面的使用上，起步与国 外相比较晚，力度上也相差较多。 3、CFD技术的应用 目前在航空发动机的实际应用中是最广泛的一款CFD商业软件是ANSYS旗下 的商业软件FLUENT，其不仅容易使用，而且其准确性及行业的广泛性都是其它商业软件所不能比拟的。CFD软件的使用已经遍及了航空发动机的各个部分的研究，接下来本文通过对其它文献的分析逐一介绍CFD在航空发动机中的使用。 3.1 CFD技术在压缩机、涡轮方面的应用 气动稳定性的设计是当代航空发动机发展研制过程中的重要技术问题之一。 在航空发动机中，对气流最敏感的部件是风扇、压气机和涡轮。在以上3个部件中，CFD的主要应用集中在对压气机和涡轮效率分析上，多级压气机/涡轮最主要 的气动问题就是各级流动是否匹配，总的效率是否达到设计要求。在涡轮方面，CFD不仅可以计算涡轮效率，而且对涡轮叶片的冷却效果分析有着重要的应用。
数值模拟技术 一、技术原理及主要技术内容数值模拟技术是通过对不同油层条件、井网、注水方式等条件模拟油气藏中流体的渗流过程，它是目前定量研究剩余油分布的重要手段。所谓精细模拟技术，是指其模拟结果能够给出典型单砂层（或每个单砂层）各项开发指标的模拟技术。一般应用于高含水期地下剩余油分布规律的预测。数值模拟一般采用分段模拟方法，按常规方法建立第一阶段静态、动态数模模型进行模拟。将第一模拟阶段模拟结果作为下一阶段模型建立的静态数据基础，充分考虑流体（粘度、饱和度等）、岩石参数（如渗透率、孔隙度）的变化；在使用饱和度、压力等参数时，可以重新按阶段参照其他有效方法（如碳氧比测井、取心）解释的较为可靠的参数，调整并建立第二阶段初始模型。第二阶段初始模拟模型阶段的划分可根据油田生产历史的四个含水级别确定，即低、中、高、特高含水阶段。（一）高含水精细数值模拟理论针对高含水期油田特点，已有许多专家、学者提出了精细油藏数值模拟的概念，但一般是整体网格细化。这里从实际需要出发，针对高含水数模提出时空精细模拟方法。1．时间段精细划分由于受到计算量和分析数据量的限制，常规数模往往是时间段跨度较大，如，半年一个时间段，而且一般是均匀划分模拟时间段。油田进入高含水期后，由于措施的调整次数增多，实际生产数据相对准确，为取得更好的结果，应从投产开始，逐年、逐模拟阶段“加细”时间段，到高含水期，特别是拟合最终之前的一、两年，时间段达到最精细，可以精细到一个月或更短。2．模拟空间精细划分网格平面分布。常规数模一般是在井网密集部位配以细网格，而井网较稀疏部位配以粗网格。但高含水数模目的主要是为挖潜而进行调整方案设计，因此，笼统地将网格划细，不一定能取得理想效果。应有重点、有目的地研究挖潜部位。由于高含水期油田的潜力分布重点在砂体边缘、断层附近、注采系统不完善等部位，根据数模的目的，可通过宏观分析，确定这些部位划分为细网格，对已经认识较清楚的部位配以较粗网格。网格纵向分布。油藏精细描述将油藏纵向划分为很细的小层（简称描述层），这些小层往往是比实际生产层细得多。如果数模直接按照这些小层作为模拟层，模拟结果很难用实际生产数据检验。为提高模拟效率，可以先按实际生产层划分模拟层（即合并一些描述层），进行第一轮模拟，与实际生产数据拟合，达到满意效果后，再重新按描述层建立纵向精细模拟层进行第二轮数模。这种方法在河口义118数模中得到应用，效果理想。3．静态调参常规数模为拟合而大量、大幅度地修改静态参数，有些参数的修改范围已达2～3倍。而高含水期数模不同的是：一方面，由于油藏描述（包括构造、沉积相、测井解释、三维建模）已经做得很精细、比较完善，对静态数据尽量不去改变，以免将前期的地质模型弄得面目全非。另一方面，为了做些敏感性分析，或当某些重要参数无法拟合时，可以用试验的方式对静态参数做较大调整，通过多方面核实验证，修改地质模型。如在坨七断块10砂组的油藏数值模拟（以下简称“坨七10数模”）中，通过动态资料分析和调参试验，确认了该块主体部位内部的断层不封闭。从而从数模角度修正了地质解释的结果。4、动态调参（1）传导率的动态修改由于渗透率的不确定性程度高，尤其是高含水期的变化较大，规律难以搞清，因此，可调范围较大，但应主要体现在对动态模型的修改，因此用调整传导率来反映渗透率的变化是可行的，可以通过分析沉积相分布图、注采对应关系等资料进行调整。（2）水量的修改。考虑注入水进油层外砂层或计量不准，可适当修改注水量，但一定要在分析确认的基础上调整，其中要特别注意措施的影响效果。另外还可对相渗曲线、高压物性等参数进行动态修改。5．方案调整措施对数模的影响为保证调参的合理性，必须对实际生产动态资料进行多方面的分析、统计。例如，产量构成曲线的分析，措施总体效果的评价，综合生产曲线中拐点或不光滑段产生的原因及结果。并对增产量、增注量、压力、含水等数据的变化进行分析，使得调参时有正确的指导思想，也可以采用油藏工程中措施效果分析方
CFD总结一 CFD是英文computational Fluid Dynamics（计算流体力学）的简称。它是伴随着计算机技术和数值计算技术的发展而发展的。简单地说，CFD相当于虚拟的在计算机内做实验，用它模拟仿真实际流体的流动情况。而其基本的原理是数值求解控制流体的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动的情况。即CFD=流体力学+热学+数值分析+计算机科学。 流体力学就不用多说了，很多专业都要用到，主要的概念有层流和湍流，牛顿流体和非牛顿流体等等。热学包括热力学和传热学。数值分析就是如何用计算机解人工很难完成的计算，如何处理无解析解得方程。计算机科学主要是计算机语言，如c、fortran）还包括一些图形处理技术，如在后处理，为了使用户对结论有一个很直观的认识，就需要若干图表。以下就对经常在CFD使用的软件做简单的介绍。 一、CFD的结构： 1、提出问题——流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多项流；可压、不可压……），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体） 2、分析问题——建模——N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。 3、解决问题——差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。 4、成果说明——形成文字，提交报告，赚取应得的回报。 二、CFD实现过程： （一）建模——物理空间到计算空间的映射。 主要软件： 二维： AutoCAD： 大家不要小看它，非常有用。一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。相比之下 AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！ 三维： 1、CATIA： 航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！ 2、UG： 软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I－DEAS更是如虎添翼。现在关键是看市场了。 3、Solidworks： Solidworks讲的是实用主义，中端CAD软件它功能最强，Solidedge功能是不比它差，但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十几倍，接口也比SE多很多，相比之下Solidworks是最佳选择。Autodesk Inventor也只能算是中端软件，目前说来，我是处于观望态度，看发展再决定。总之，Solidworks目前的发展如日中天，合作伙伴多如牛毛。用起来极其顺手。这里极力向大家推荐的是ICEM-CFD DCI FOR Solidworks！有了这个东西画个全机网格也很容易了。
International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2019, 8(2), 118-125 Published Online June 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7c2711020.html,/journal/ijm https://https://www.doczj.com/doc/7c2711020.html,/10.12677/ijm.2019.82014 Simulation and Simulation of Internal Pressure MBR Wastewater Treatment Process Based on CFD Xuefei Dai, Chunqing Li, Ming Ma School of Computer Science and Software Technology, Tianjin Polytechnic University, Tianjin Received: May 16th, 2019; accepted: Jun. 4th, 2019; published: Jun. 11th, 2019 Abstract MBR (membrane bioreactor) is an emerging high-efficiency water treatment technology in recent years. Its working principle is to use the membrane separation equipment to intercept the acti-vated sludge and macromolecular organic matter in the sewage. The essence of this process is solid-liquid separation. To study the wastewater treatment process of MBR, we simulated the process using CFD-related software. First, the membrane module portion of the internal pressure MBR is selected for modeling and meshing. Then, we use the Euler multiphase flow model to set the fluid in the membrane tube as water and suspended particles. The model was solved by FLUENT calculation, and it was found that after 500 iterations, the residual curve converges at about 17 times. Finally, the calculation results were imported into the post-processing software for visualization. It was observed that the pressure distribution and water flow direction of the membrane module were consistent with the actual situation. At the same time, the actual data of a sewage treatment plant was used for calculation and verification, which proved that the model is reliable and effective. Keywords CFD, MBR, Euler Multiphase Flow Model 基于CFD的内压式MBR污水处理过程的 模拟与仿真 戴雪飞，李春青，马明 天津工业大学计算机科学与软件学院，天津
铸造数值模拟技术新进展及铸造CAE应用 作者：陈立亮刘瑞祥周建新廖敦明 摘要：介绍了目前国际上铸造数值模拟技术的最新进展，包括复杂多相流动、造型/制芯、气化模铸造、半固态铸造以及微观数值模拟技术等。结合华铸CAE系统阐述了数值模拟 技术（CAE ）在铸造生产中的具体应用。 关键词：铸造、数值模拟、应用 一.前言 铸造过程数值模拟技术（CAE）经过了四十年的发展历程，其间，从简单到复杂、从温度场发展到流动场、应力场，从宏观模拟深入到微观领域，从普通的重力铸造拓展到低压、压铸等特种铸造，从实验室研究进入到工业化实际应用。特别是近些年来，在包括计算机硬件、软件、信息处理技术以及相关学科的强有力的支持下，数值模拟技术在人类社会的各个领域得到了广泛的应用，取得了长足的进步。如果说十年前，大多数铸造技术人员对模拟仿真技术还抱有观望、怀疑的态度的话，那么十年后的今天，已有众多的企业纷纷采用数值模拟技术，应用于实际生产。目前欧美日等西方发达国家的铸造企业普遍应用了模拟技术，特别是汽车铸件生产商几乎全部装备了仿真系统，成为确定工艺的固定环节和必备工具。九十年代中后期以来，国内铸造厂家逐渐认识到其重要性，纷纷引入该技术，目前已有超过200家铸造企业拥有模拟仿真手段，在实际生产中起到了较为重要的作用。 作为铸造领域的高新技术，模拟仿真领域的理论研究和应用开发非常活跃，其内涵和外延不断得到丰富与拓展。本文重点介绍国际上目前该领域的一些新进展，并结合华铸CAE 系统来说明模拟仿真技术的具体应用。 二.数值模拟技术新进展 1.复杂多相流模拟 多相流是指两种或两种以上的流体同时存在，每相都具有自己的流场但又相互影响的流动。 铸造过程的流动实际上就是典型的多相流动，不仅仅只有液相，还包括气相和固相。具体说来，液态金属为液相；卷入性、析出性气体为气相；氧化夹杂、冲掉的砂粒是固相。因此从理论上讲，欲准确模拟铸造的充型过程，就必须研究多相的流动，例如卷气、氧化夹