ansys_CFX稳态仿真

ANSYS稳态和瞬态热模拟基本步骤基于ANSYS 9。

0一、稳态分析从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上，热分析包括稳态和瞬态热分析。

其中，稳态指的是系统的温度场不随时间变化，系统的净热流率为0，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：（3-1）=0+-q q q流入生成流出在稳态分析中，任一节点的温度不随时间变化.基本步骤:（为简单起见，按照软件的菜单逐级介绍）1、选择分析类型点击Preferences菜单,出现对话框1。

对话框1我们主要针对的是热分析的模拟，所以选择Thermal.这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项.2、定义单元类型GUI：Preprocessor>Element Type〉Add/Edit/Delete 出现对话框2对话框2点击Add，出现对话框3对话框3在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种，根据所建立的模型选择合适的热分析单元。

对于三维模型，多选择SLOID87:六节点四面体单元。

3、选择温度单位默认一般都是国际单位制，温度为开尔文(K）.如要改为℃，如下操作GUI：Preprocessor>Material Props>Temperature Units选择需要的温度单位。

4、定义材料属性对于稳态分析,一般只需要定义导热系数，他可以是恒定的，也可以随温度变化。

GUI: Preprocessor〉Material Props> Material Models 出现对话框4对话框4一般热分析，材料的热导率都是各向同性的，热导率设定如对话框5.对话框5若要设定材料的热导率随温度变化,主要针对半导体材料。

则需要点击对话框5中的Add Temperature选项，设置不同温度点对应的热导率，当然温度点越多，模拟结果越准确.设置完毕后,可以点击Graph按钮,软件会生成热导率随温度变化的曲线。

对话框5中，Material菜单，New Model选项，添加多种材料的热参数。

ANSYS CFX-Pre User Guide1、CFX-Pre Basics：1、Starting CFX-Pre：File >> New Case；General：通用CFX-Pre界面，用于所有类型CFD模拟；Turbomachinery：涡轮机械CFD模拟；Quick Setup：CFX-Pre简化，仅用于单计算域（single-domain）、单相（single-phase）问题模拟；不支持：多相（multiphase）、燃烧（combustion）、辐射（radiation）、高等湍流模型（advanced turbulence models）CFD模拟。

Library Template：模板库提供特定物理模拟模板；2、CFX-Pre W orkspace：Outline 结构：（1）Mesh：网格操作如：导入（import）、变换（transformation）、渲染（render）、可视化（show、hide）（2）Simulation：AnalysisAnalysis Type：稳态（steady）、瞬态（transient）分析，Domain：流体（fluid）、多孔介质（porous）、固体（solid）计算域，区域、类型、属性设置；Domain Interfaces：计算域、网格连接界面；Global Initialization：全局计算域初始化，单一计算域初始化于Domain中设置；Solver：求解单位（Solution Units）、求解控制（Solver Control）、输出控制（Output Control）；Coordinate Frame：默认笛卡尔坐标系，可创建新坐标系统；Materials、Reactions：材料、化学反应；Expressions、Functions、V ariables：表达式、自定义函数、变量、及子程序；（3）Simulation Control：分析求解控制、及求解结构序列（Configuration）设置；（4）Case Options：显示、标示设置；3、CFS-Pre 文件类型：（1）Case File（.cfx）：CFX-Pre数据文件，包括模拟物理学定义、计算区域设置、网格信息；（2）Mesh File：网格文件；（3）CFX-Solver Input Files（.def，.mdef）：CFX-Solver输入文件，单一结构输入文件（.def）；多结构输入文件（.mdef），需补充构造序列（Configuration Definition）定义文件（.cfg）；（4）CFS-Solver Results File（.res，.mres，.trn，.bak）：结果文件（.res单一结构，.mres多结构），多结构模拟.mres文件，同时可生成单一.res结果文件；中间结果文件（.trn瞬态结果文件，.bak备份文件），Output Control >> Trn Results、Backup设置；（5）CFX-Solver Error Results File（.err）：CFX-Solver求解失败错误信息文件；（6）Session File（.pre）：CFX-Pre录制CCL操作命令；（7）CCL File（CFX Command Language，.ccl）：CFX-Pre保存CCL 命令状态文件，较Session File，仅对当前CCL命令操作状态保存。

Ansys 高级流体动力学分析软件：CFX 介绍作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。

算法上的先进性，丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX 在结果精确性，计算稳定性，计算速度和灵活性上都有优异的表现。

除了一般工业流动以外，ANSYS CFX 还可以模拟诸如燃烧，多相流，化学反应等复杂流场。

ANSYS CFX 还可以和ANSYS Structure 及ANSYS Emag 等软件配合，实现流体分析和结构分析，电磁分析等的耦合。

ANSYS CFX 也被集成在ANSYS Workbench 环境下，方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。

特色功能∙先进的全隐式耦合多网格线性求解器 ∙收敛速度快（同等条件下比其他流体软件快1-2个数量级） ∙可以读入多种形式的网格，并能在计算中自动加密/稀疏网格 ∙优秀的并行计算性能 ∙强大的前后处理功能 ∙丰富的物理模型，可以真实模拟各种工业流动 ∙简单友好的用户界面，方便使用 ∙CCL 语言使高级用户能方便加入自己的子模块 ∙支持批处理操作 ∙支持多物理场耦合 ∙ 支持Workbench 集成 广州有道科技培训中心 ht t p ://w w w .020f e a .c o m客户价值∙能拥有从几何到网格到流体计算及后处理的整体解决方案 ∙前后接口丰富稳定，用户不用放弃原来熟悉的工具 ∙支持多物理场耦合，满足实际工程流体模拟需要 ∙能方便地加入自己编写的模型 ∙ Combustion and Chemical Reaction, 燃烧和化学反应模块。

在ANSYS CFX 的燃烧和化学反应模块中包含了多种工业常用的流体及固体材料，用户可以方便定义。

可以模拟单步和多步反应。

可以用EDM 或FRC 模型来模拟燃烧，ANSYS CFX 里对部分反应也自带小火焰库，可以用Mixture Fraction 进行模拟。

∙ Radiation，辐射模块此模块用来设定流/固体表面的辐射特性。

CFX进行流场仿真的基本步骤1.几何建模：首先根据研究对象和流场仿真的目的，利用CAD软件创建物体的几何模型。

这个模型可以是实际物体的三维模型，也可以是理想情况下的简化模型。

2.网格生成：将几何模型转化为计算机可以理解和处理的网格模型。

在CFX中，可以使用网格生成工具来生成结构化或非结构化网格。

结构化网格由规则的网格单元组成，而非结构化网格则允许更高的灵活性和精度。

3.物理参数设定：针对流体和边界条件，设定相应的物理参数。

例如，需要设定流体的密度、粘度和温度等物性参数；以及管道进口、出口的压力、速度等边界条件。

4.求解模型：设定需要求解的流场模型，包括流体的动力学方程和能量方程。

CFX支持多种流场模型，例如雷诺平均流动（RANS）模型、湍流模型等。

此外，CFX还可以模拟瞬态流动、多相流动等特殊情况。

5.数值计算：利用CFX的数值计算算法和数值方法，对设定的流场模型进行数值计算。

CFX使用有限体积法进行离散化和求解。

这个步骤将对整个网格进行计算，并将结果输出为流场变量（如速度、温度、压力等）的分布。

6.后处理：对数值计算结果进行处理和分析。

CFX提供了多种后处理工具，可以对流场分布进行可视化、动画演示、剖面分析等。

用户可以根据需要进行对结果数据的处理和解读。

7.结果验证和优化：对数值计算结果进行验证和优化。

可以与实验数据进行比较，验证数值计算的准确性。

如果结果不准确，可以进一步调整模型参数、网格分辨率等，重新计算，直到得到符合要求的结果。

8.结果解读和报告：对数值计算结果进行解读，并生成相应的报告。

根据结果，对流场的特性进行分析和解释，提供流动性能和效率的评估，为实际应用提供参考和指导。

需要注意的是，CFX进行流场仿真的基本步骤是一个循环迭代的过程。

在步骤6和7中，可能需要多次调整和优化，直到得到满足要求的结果。

并且，不同的流动问题可能需要根据具体情况进行适当的修改和调整。

基于ANSYSCFX空调教室温度场仿真模拟和节能改造本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！随着能源的日益紧张，以及雾霾天气和温室效应带来的社会和环境问题的日渐突出，党和国家对节能工作的重视程度不断提高，已经将其列入“十二五”工作重点，提出了“建设节约型社会”的号召。

教育部也积极响应，提出了“建设节约型高校”的口号，高校节能工作也在全国各地蓬勃开展起来。

高校作为培养高素质人才的摇篮，提倡节约的意义也就显得更加重大而深远。

教室作为高校教学的重要场所，教室能耗约占学校总能耗的40%。

南方教室能耗主要由照明和制冷两部分组成，节俭能耗可以考虑科学的管理、节能材料的运用、建筑的优化设计等等。

其中，做好建筑节能设计，对节俭教室制冷能耗具有重要的意义。

2 教室温度场仿真建模ANSYS CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，CFX已经遍及航空航天、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、防火安全、冶金、环保等领域。

本文使用ANSYS CFX仿真软件数值模拟空调教室温度场变化情况，并有针对性地对空调教室做节能改造。

物理模型建模假设条件：空调教室的气密性良好，门窗等无空气泄漏；空调教室内气流为低速不可压缩流动，可忽略由流体粘性力做功引起的好散热；空调教室内空气密度符合Boussinesq假设；空调教室内气体流动为稳态湍流；空调教室外墙为绝热边界。

实际模型为北纬260的福建地区的高校空调教室：图2-1 空调教室物理模型模型网格划分与边界条件设定运用ANSYSl2．0中模块ICEM网格生成软件来完成网格的划分，TetraMeshing四面体网格适合对结构复杂的几何模型进行快速高效的网格划分，网格划分时，勾选smooth mesh即对网格进行即光顺操作。

是在气流入口、气流出口和窗玻璃面进行加密网格划分。

CFX进行流场仿真的基本步骤CFX 进行流场仿真的基本步骤：一、前处理建立过程1、创建新题目File->New simulation->General2、导入网格（Import Mesh）File->Import mesh->wholecell2.cdb(选择ansys文件类型)3、定义模拟类型（Simulation Type）Simulation Type：steady state 点击OK4、创建计算域（Domain）●计算区域定义内部方程和希望求解的网格区域可以是流体或固体由一个或多个3D子域构成Material Selection 选择材料>可以定义多组份流>列出追踪粒子(如果可以)Defines Domain Models 定义区域模型>Reference Pressure 参考压力>Buoyant / Non Buoyant 浮力/ 无浮力（重力）>Domain motion: Stationary / Rotating 区域运动: 静止/ 旋转Defines Fluid/Solid Models 定义求解的流体/固体模型(内部方程和变量) >Heat Transfer 传热(流/固)>Turbulence Model 湍流模型(流)>Turbulent Wall Functions 湍流壁面函数(流)>Reaction or Combustion Model 燃烧或化学反应模型(流/固) >Thermal Radiation Model 热辐射模型(流/固)General options :Fuild models :Initialisation:5、指定边界条件（Boundary Condition）●5种常用的边界类型INLET: 只能流入区域OUTLET: 只能流出区域OPENING: 可以流入或流出区域WALL: 没有流动, 法向流速为0SYMMETRY: 镜像●Interfaces 交界面(GGI, Frame Change, Periodicity) 属于边界条件, 但在给定的区域外定义(下一节)6、给出初始条件（Initial Conditions）7、定义求解控制（Solver Control）●通过使用求解参数控制CFX-5 求解器求解过程, 需要设定的求解控制项Convergence Control （收敛控制）>maximum number of iterations （最大迭代步数）>timescale selection （步长）Advection Scheme （方程精度阶数相关）Convergence criteria （收敛标准）>MAX or RMS residual （残差）>conservation target （收敛目标）8、定义输出数据（Output File & Monitor Points）9、写入定义文件（.def File）并求解●Write Solver File 面板允许你指定输出的File name（文件名）选择将要执行的操作>Start the Solver Manager -启动Solver Manager>Start the Solver in batch -批处理求解>Write the .def file only -只输出.def 文件>Open the .def file in CFX-Post -在CFX-Post中打开.def 文件。