ANSYS CFD简介

稳态仿真流体力学仿真CFD（computational fluid dynamics）可分为稳态仿真（输入量恒定）和瞬态仿真（输入量随时间变化），其中瞬态仿真是在稳态仿真的基础上进行的，稳态仿真为瞬态仿真的初值。

这里我们首先进行稳态仿真，具体步骤为：一、软件启动1、单击开始---程序---Ansys14.0---Workbench（双击启动）；2、双击屏幕左侧控制树中的CFX（因为我们的网格由外部导入，所以选择component systems中的cfx），此时在主窗口中显示CFX流程模块。

流程模块双击控制树中的cfx二、CFX-Pre1、双击流程模块中set up栏，进入CFX的前处理模块；2、首先导入mesh：左键单击File---Import---Mesh---文件project.cfx5，注意导入时单位为mm。

如下图：单击file单位选mm选中cfx5文件，注意文件类型为ICEM CFD3、定义血液：（1）控制树中的materials右键单击---Insert---material，输入名称blood（任定），（2）特性参数material properties设定中equation of state选value，摩尔质量molar mass（1.0千克每摩尔）、密度density（1.1克/立方厘米）；比热容specific heat capacity 选项的选择value，比热容specific heat capacity（4000焦耳/千克）；transport properties选择动态粘度dynamic viscosity（选择value），值为0.0004Pa S；（3）单击ok运行。

如下图：特性参数material properties摩尔质量比热容动态粘度4、定义计算域条件：analysis type默认为稳态不用设定，直接设定default domain。

（1）双击控制树中的default domain图标，启动参数设置栏；（2）在基本设定basic settings中，在fluid1的material选择设定好的血液blood，其他值不变；在fluid models中热传递heat transfer（选择none），湍流形式turbulence（选择稳流laminar）注：稳流与湍流的划分依据雷诺系数（/2000/4000/）；在初始化initialization中选择domain initialization，在velocity type选择cartesian坐标系，并设定xyz坐标为都为0米每秒，静态压选项选择automatic with value相对值relative pressure定为0帕；（4）单击ok。

第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具，使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元，可解决如下问题：∙作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力∙超音速喷管中的流场∙弯管中流体的复杂的三维流动同时，FLOTRAN还具有如下功能：∙计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布∙研究管路系统中热的层化及分离∙使用混合流研究来估计热冲击的可能性∙用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能∙对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进行研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析：∙层流或紊流∙传热或绝热∙可压缩或不可压缩∙牛顿流或非牛顿流∙多组份传输这些分析类型并不相互排斥，例如，一个层流分析可以是传热的或者是绝热的，一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。

层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的，高粘性流体（如石油等）的低速流动就通常是层流。

紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况，ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。

如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量，该流体就可认为是不可压缩的，不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。

热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。

如果流体性质不随温度而变，就可不解温度方程。

在共轭传热问题中，要在同时包含流体区域和非流体区域（即固体区域）的整个区域上求解温度方程。

在自然对流传热问题中，流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性，从而引起流体的流动，与强迫对流问题不同的是，自然对流通常都没有外部的流动源。

可压缩流分析对于高速气流，由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质，ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。

ANSYSCFD软件介绍——石油天然气管道局ANSYS CFD是一种基于数值计算的工程仿真软件，能够对流体的流动、传热、传质等现象进行模拟和分析。

它利用Navier-Stokes方程和其它相关数学模型，通过离散化将连续的物理过程转化为离散的计算问题，然后利用高性能计算机进行求解。

ANSYS CFD软件提供了强大的建模和仿真工具，能够精确地模拟和分析各种复杂的流体流动问题，包括内部流动、外部流动、湍流、多相流、传热等现象。

1.强大的前后处理功能：ANSYSCFD软件提供了丰富的建模和网格生成工具，用户可以方便地创建各种复杂的几何模型，并自动生成适应性网格。

此外，软件还提供了直观的后处理工具，可以用于可视化仿真结果、生成报告以及进行参数优化。

2.多物理场的耦合分析：ANSYSCFD软件支持多个物理场之间的耦合分析，可以模拟和分析流体流动、传热、传质等多种现象的相互作用。

例如，在石油天然气管道局中，可以通过ANSYSCFD软件模拟管道中的气体流动、石油液体混合物的流动以及换热过程，以评估管道的安全性和性能。

3.多种物理模型和数值方法：ANSYSCFD软件提供了多种物理模型和数值方法，可根据具体问题选择合适的模型和方法。

例如，对于湍流流动，可以选择k-ε模型、RNGk-ε模型、SSTk-ω模型等，并使用合适的离散化方法求解。

4.丰富的边界条件：ANSYSCFD软件支持多种边界条件的设定，包括壁面摩擦、入口边界条件、出口边界条件等。

用户可以根据实际情况设置合适的边界条件，以准确模拟并预测流体流动的行为。

5.可扩展性和并行计算：ANSYSCFD软件利用并行计算技术，可以充分利用多核处理器和集群计算机的性能，提高计算效率和准确性。

软件还提供了可扩展的模型库和算法，可以模拟各种复杂流动问题。

在石油天然气管道局中，ANSYSCFD软件可以应用于多个方面，例如：1.管道设计和优化：通过ANSYSCFD软件的模拟和分析功能，可以评估不同管道几何形状、流体输送方案对流量、压力损失、换热效率等参数的影响，从而优化管道设计。

ANSYSFLUENT介绍ANSYSFLUENT是ANSYS公司的一款计算流体力学（CFD）软件，它是一种用于模拟和分析流体行为和流动现象的工程仿真软件。

ANSYSFLUENT具有丰富的功能和强大的计算能力，在各种工程领域中得到了广泛的应用，包括汽车设计、航空航天工程、能源领域、生物医学工程等。

本文将对ANSYSFLUENT的特点、适用领域、功能以及其在工程领域的应用进行详细介绍。

1.多物理场耦合：ANSYSFLUENT可以同时模拟多种物理现象，包括流体流动、热传导、传质、化学反应等。

它可以模拟多相流动、湍流流动、多组分混合等复杂情况，能够模拟各种真实世界中的复杂流体行为。

2.强大的计算能力：ANSYSFLUENT采用了先进的数值计算方法和高效的求解算法，能够处理大规模的流体力学问题。

它支持并行计算，可以利用多个计算节点进行并行求解，提高计算速度和效率。

3.用户友好的界面：ANSYSFLUENT具有直观易用的界面，用户可以通过图形界面进行建模、设置求解参数和后处理数据。

它还提供了丰富的教程和帮助文档，帮助用户快速上手并解决实际问题。

4.多种数据输出和后处理功能：ANSYSFLUENT可以输出各种流动参数和数据，如速度、压力、温度、浓度等。

它还提供了强大的后处理功能，可以进行可视化分析、动画显示、流线追踪等，方便用户对模拟结果进行分析和评估。

1.汽车设计：ANSYSFLUENT可以模拟汽车的空气动力学性能，如空气阻力、气动噪声、冷却系统效果等。

它能够帮助设计师优化汽车外形和气动布局，提高汽车的性能和燃油效率。

2.航空航天工程：ANSYSFLUENT可以模拟飞机、火箭等飞行器的气动特性，如升力、阻力、空气动力学热效应等。

它可以帮助航空航天工程师优化飞行器的设计，提高飞行器的性能和安全性。

3.能源领域：ANSYSFLUENT可以模拟火力发电厂、核电站、风力发电机等能源设备的热流体特性，如燃烧过程、热传导、流动分布等。

ANSYS流体分析CFD
ANSYSCFD的优点是能够提供详尽准确的流场和温度场分布，解释物理过程并了解产品性能，从而改进设计。

它还可以提供对流体流动和传热性能进行优化的机会，以便实现更高效、更可靠和更经济的设计。

在各行各业中，如汽车、航空航天、能源、化工等领域，ANSYSCFD已经成为设计过程中不可或缺的一部分。

ANSYSCFD分析支持各种复杂的物理模型，包括不可压缩流体流动、可压缩流体流动、多相流、湍流流动和传热等问题。

它还通过使用适当的数值方法和离散化技术来求解流动方程和边界条件，以确保计算结果的准确性和可靠性。

1.建模：这一步骤包括将设计或物体转化为几何模型，并设定适当的边界条件和初始条件。

2.离散化：在这一步骤中，将几何模型离散化为网格，以便对流场进行数值计算。

网格的生成是一个关键步骤，对结果的准确性和计算效率有重要影响。

3.物理建模和数值求解：在这一步骤中，根据具体问题，选择适当的物理模型和数值求解方法，对流体流动和传热进行数值计算。

4.后处理与结果分析：完成数值计算后，需要对结果进行后处理和分析。

这可能包括生成流场图、剖面分析、计算参数提取等。

综上所述，ANSYSCFD是一种强大的工具，可用于解决各种涉及流体流动和传热的工程问题。

它提供了详尽准确的流场和温度场分布，帮助工程师理解和改进设计，并优化产品性能。

通过使用ANSYSCFD，工程师可以更好地满足产品的要求和设计目标。

文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：peraglobal）计算流体力学（Computational Fluid Dynamics简称CFD）是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程，揭示流体运动的物理规律，研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科。

其基本思想可以归纳为：把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关十这些离散点上场变量之间的关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。

CFD 也可以称之为流体仿真，是从属于CAE（计算机辅助工程）的一个重要组成部分，从这个角度来讲，CFD 的本质仍旧是工程，所以必须要遵循通常意义上工程的一些原则。

ANSYS CFD 的基本工作流程可以认为分成三个主要的部分：⚫提出问题⚫化简问题⚫解决问题（一）提出问题提出问题，就是要明确仿真目的；这一点其实是最为重要的，但是对于一些仿真工程师来讲却是最容易被忽略的。

好多流体仿真工程师在仿真之前难以讲清楚自己的目的是什么、希望通过仿真得到什么，甚至一部分人还希望先做一个流体仿真“看一看情况”，这都是不正确的仿真起点。

任何的流体仿真都必须要有明确的目的，只有在明确的目的引导下，才能够忽略目的之外的次要因素，我们的仿真才能够顺利的进行；否则，如果我们的目的越多、想要得到（或考虑）的内容越多、我们的仿真规模就会过大，从而导致工作效率降低，无法满足工程上的需求。

常见的CFD流体仿真目的有以下几个方面：⚫得到温度的分布、温度最值的位置等（如电子散热行业等）⚫得到力、力矩或压力系数分布等（如航空航天、汽车行业等）⚫得到多相流中某一相（或多相）的分布情况（如石油行业、化工行业等）⚫得到管路中的压降（能量损失）和流量分布情况（如流体机械行业等）⚫得到流场分布来配合其他的需求⚫……当然，不同的行业仿真目的和需求通常是不一样的，因此我们忽略的次要因素也是不尽相同的。

使用ANSYSCFX进行流体力学模拟入门一、流体力学介绍流体力学是研究流体的运动规律以及液体和气体在外力作用下的行为的科学。

在工程领域中，流体力学模拟是一种有效的分析方法，可以预测和理解流体的行为，以帮助设计和优化流体系统。

在本文中，我们将介绍使用ANSYS CFX进行流体力学模拟的入门知识。

二、ANSYS CFX简介ANSYS CFX是一种流体力学模拟软件，它可以对各种流动和传热问题进行模拟和分析。

它利用计算流体动力学（CFD）技术，通过数值方法对流体力学问题进行求解。

CFX具有强大的求解器和后处理功能，可以模拟复杂的流体现象，并提供详细的结果分析。

三、CFD模拟基本步骤1. 几何建模：在进行流体力学模拟之前，需要创建一个几何模型，用于描述流体系统的形状和边界条件。

可以使用ANSYS DesignModeler等工具进行几何建模。

2. 网格生成：为了进行数值求解，需要将几何模型离散化为网格。

网格的质量和细度对模拟结果有很大影响，因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。

ANSYS CFX提供了自动网格生成工具，也支持导入其他网格生成软件生成的网格。

3. 物理模型：根据具体问题，选择合适的物理模型和边界条件。

ANSYS CFX提供了各种模型和边界条件选项，如湍流模型、传热模型、流体材料属性等。

根据具体需求进行设置。

4. 数值求解：在设定好物理模型和边界条件后，可以进行数值求解。

ANSYS CFX提供了强大的求解器，可以根据设定自动求解流体力学问题。

求解过程需要进行收敛准则的设置，以确保数值计算稳定。

5. 后处理：模拟完成后，可以对结果进行后处理和分析。

ANSYS CFX提供了丰富的后处理工具，可以进行流场可视化、数据提取和结果分析等操作。

可以根据需求生成报告和图表，以帮助理解和解释模拟结果。

四、案例分析：CFD模拟流过汽车的空气流动以汽车流动为例，介绍使用ANSYS CFX进行CFD模拟的基本步骤和注意事项。

第一章 FLOTRAN 计算流体动力学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工具，使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元，可解决如下问题：∙作用于气动翼(叶)型上的升力和阻力∙超音速喷管中的流场∙弯管中流体的复杂的三维流动同时，FLOTRAN还具有如下功能：∙计算发动机排气系统中气体的压力及温度分布∙研究管路系统中热的层化及分离∙使用混合流研究来估计热冲击的可能性∙用自然对流分析来估计电子封装芯片的热性能∙对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进行研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执行如下分析：∙层流或紊流∙传热或绝热∙可压缩或不可压缩∙牛顿流或非牛顿流∙多组份传输这些分析类型并不相互排斥，例如，一个层流分析可以是传热的或者是绝热的，一个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。

层流分析层流中的速度场都是平滑而有序的，高粘性流体（如石油等）的低速流动就通常是层流。

紊流分析紊流分析用于处理那些由于流速足够高和粘性足够低从而引起紊流波动的流体流动情况，ANSYS中的二方程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。

如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量，该流体就可认为是不可压缩的，不可压缩流的温度方程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。

热分析流体分析中通常还会求解流场中的温度分布情况。

如果流体性质不随温度而变，就可不解温度方程。

在共轭传热问题中，要在同时包含流体区域和非流体区域（即固体区域）的整个区域上求解温度方程。

在自然对流传热问题中，流体由于温度分布的不均匀性而导致流体密度分布的不均匀性，从而引起流体的流动，与强迫对流问题不同的是，自然对流通常都没有外部的流动源。

可压缩流分析对于高速气流，由很强的压力梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质，ANSYS对于这种流动情况会使用不同的解算方法。

ansys cfd入门指南计算流体力学基础与应用1. 引言计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种利用数值方法解决流动问题的工程学科。

它通过数值模拟和计算来研究流体在各种条件下的运动和相互作用。

而ANSYS CFD则是CFD领域中一种常用的软件工具，它提供了广泛的功能和强大的计算能力，使工程师能够更好地理解和优化流体问题。

2. 概述ANSYS CFDANSYS CFD是由ANSYS公司开发的一套用于CFD分析的软件。

它采用了计算网格和数值方法，通过将流体领域离散为有限数量的小块，利用数值求解方法来模拟流体的运动。

ANSYS CFD具有较高的准确性和可靠性，可以用于解决各种复杂的流体力学问题。

3. CFD基础知识为了更好地理解ANSYS CFD的工作原理，我们需要了解一些CFD的基础知识。

我们需要了解流体力学的基本方程：质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。

这些方程描述了流体在不同条件下的运动和相互作用。

4. ANSYS CFD的功能ANSYS CFD提供了丰富的功能，可以满足不同应用场景的需求。

它支持不同类型的流体，包括压缩性流体和非压缩性流体。

它支持不同的边界条件和初始条件，以模拟各种实际情况。

ANSYS CFD还提供了不同的数值方法和求解器，以提高计算效率和准确性。

5. ANSYS CFD的应用领域ANSYS CFD可以应用于各种领域的流体问题研究和优化。

它可以用于飞行器的气动设计和优化，以提高飞行性能和燃油效率。

它也可以用于汽车工程中的空气动力学分析，以改善汽车的操控性和燃油经济性。

ANSYS CFD还可以应用于能源领域的风力发电和涡轮机械的设计与分析。

6. ANSYS CFD的优势和局限性虽然ANSYS CFD具有强大的功能和广泛的应用领域，但它也存在一些局限性。

ANSYS CFD需要较高的计算资源和时间，对计算机的性能要求较高。

ANSYS CFD在某些复杂流动问题中可能存在数值稳定性和收敛性的挑战。

ANSYS流体分析报告CFD第⼀章 FLOTRAN 计算流体动⼒学(CFD)分析概述FLOTRAN CFD 分析的概念ANSYS程序中的FLOTRAN CFD分析功能是⼀个⽤于分析⼆维及三维流体流动场的先进的⼯具，使⽤ANSYS中⽤于FLOTRAN CFD分析的FLUID 141和FLUID 142 单元，可解决如下问题：作⽤于⽓动翼(叶)型上的升⼒和阻⼒超⾳速喷管中的流场弯管中流体的复杂的三维流动同时，FLOTRAN还具有如下功能：计算发动机排⽓系统中⽓体的压⼒及温度分布研究管路系统中热的层化及分离使⽤混合流研究来估计热冲击的可能性⽤⾃然对流分析来估计电⼦封装芯⽚的热性能对含有多种流体的(由固体隔开)热交换器进⾏研究FLOTRAN 分析的种类FLOTRAN可执⾏如下分析：层流或紊流传热或绝热可压缩或不可压缩⽜顿流或⾮⽜顿流多组份传输这些分析类型并不相互排斥，例如，⼀个层流分析可以是传热的或者是绝热的，⼀个紊流分析可以是可压缩的或者是不可压缩的。

层流分析层流中的速度场都是平滑⽽有序的，⾼粘性流体（如⽯油等）的低速流动就通常是层流。

紊流分析紊流分析⽤于处理那些由于流速⾜够⾼和粘性⾜够低从⽽引起紊流波动的流体流动情况，ANSYS中的⼆⽅程紊流模型可计及在平均流动下的紊流速度波动的影响。

如果流体的密度在流动过程中保持不变或者当流体压缩时只消耗很少的能量，该流体就可认为是不可压缩的，不可压缩流的温度⽅程将忽略流体动能的变化和粘性耗散。

热分析流体分析常还会求解流场中的温度分布情况。

如果流体性质不随温度⽽变，就可不解温度⽅程。

在共轭传热问题中，要在同时包含流体区域和⾮流体区域（即固体区域）的整个区域上求解温度⽅程。

在⾃然对流传热问题中，流体由于温度分布的不均匀性⽽导致流体密度分布的不均匀性，从⽽引起流体的流动，与强迫对流问题不同的是，⾃然对流通常都没有外部的流动源。

可压缩流分析对于⾼速⽓流，由很强的压⼒梯度引起的流体密度的变化将显著地影响流场的性质，ANSYS对于这种流动情况会使⽤不同的解算⽅法。

CFD通用软件综述一、FluentFluent是ANSYS公司推出的一种流体动力学计算软件，在全球范围内被广泛使用。

它提供了强大的求解器和建模工具，可用于解决各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌以及多相流等。

Fluent拥有友好的用户界面和丰富的后处理功能，使得用户可以轻松地进行模拟计算并分析结果。

二、Star-CCM+Star-CCM+是Siemens PLM Software公司开发的一款多物理场仿真软件，其中包括流体力学仿真。

它具有强大的前处理和后处理功能，能够处理各种流淌问题，包括复杂几何体、多相流淌和湍流等。

Star-CCM+的并行计算能力强大，可以利用多核处理器和计算机集群来加速计算。

三、OpenFOAMOpenFOAM是一个开源的CFD软件套件，被广泛应用于学术界和工业界。

它提供了丰富的数值模型和求解器，能够处理各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、湍流和多相流等。

OpenFOAM具有灵活的用户界面和可自定义的求解器，用户可以依据自己的需求进行修改和扩展。

四、COMSOL MultiphysicsCOMSOL Multiphysics是一款多物理场建模和仿真软件，可以处理流体力学、结构力学、电磁场和热传递等问题。

它拥有强大的建模和网格生成工具，可以处理复杂的几何体和边界条件。

COMSOL Multiphysics支持多物理场的耦合求解，能够模拟多个物理场之间的互相作用。

五、CFXCFX是ANSYS公司另一款流体动力学计算软件，也是全球范围内被广泛应用的软件之一。

它提供了丰富的物理模型和求解器，能够解决各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌、多相流淌和湍流等。

CFX的求解器接受稳定的数值算法，能够提供准确的模拟结果。

总结起来，上述软件都是CFD领域中功能强大且具备广泛应用的通用软件。

它们在流体力学计算和模拟方面都有自己的奇特优势和特点，可依据不同需求选择合适的软件。