GeoDict软件仿真流1
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FloEFD是无缝集成于主流三维CAD软件中的高度工程化的通用流体传热分析软件,它基于当今主流CFD软件都广泛采用的有限体积法(FVM)开发,FloEFD完全支持直接导入Pro/E, Catia, Solidworks, UGS-NX, Inventor等所有主流三维CAD模型, 并可以导入Parasolid, IGES, STEP, ASIC, VDAFS, WRML, STL, IDF, DXF, DWG等格式的模型文件。
FloEFD的分析步骤包括CAD模型建立、自动网格划分、边界条件施加、求解和后处理等都完全在CAD软件界面下完成,整个过程快速高效。
FloEFD直接应用CAD实体模型,自动判定流体区域,自动进行网格划分,无需对流体区域再建模。
在做CAD结构优化分析时,先对一个CAD模型进行一次FloEFD分析定义,同类结构(装配)的CAD模型只需应用独有的项目克隆(Project Clone)技术,即可马上进行不同装配下的FloEFD 计算,从而快速优化设计方案。
FloEFD –系列产品FloEFD FloEFD Pro FloEFD V5主要应用领域●军工、航空航天行业●电子、通讯行业●汽车行业●普通照明及LED半导体照明行业●机械、船舶行业●风扇、泵、压缩机等透平机械行业●能源、化工行业●阀门、管道等流体控制设备行业●医疗器械行业●制冷、空调、暖通行业FloEFD支持所有三维CAD模型导入并自带Solidworks三维建模工具的FloEFD流动与换热分析软件。
建立/读取CAD模型,网格自动生成,求解,后处理, 都在一个软件包中。
FloEFD.Pro完全嵌入Pro/Engineer环境的FloEFD版本。
FloEFD.V5完全嵌入CATIA V5环境的FloEFD版本。
FloEFD与CAD软件无缝集成作为无缝集成于CAD软件、面向结构设计工程师的通用CFD软件。
FloEFD有区别于传统CFD 软件的四大优势:●针对熟悉CAD软件的工程师FloEFD是针对工程师开发,因此工程师只需要很基本的流体动力学以及热传导知识,无需更多理解数值分析方法和流体动力学方程,即可在熟悉的CAD软件界面中完成流体及传热分析;●集成于CAD中、使用简单无缝集成于CAD环境中的FloEFD软件的使用界面非常直观并且灵活,新用户从入门到熟练使用一般只需一到两天的培训;●在CAD软件中快速分析通过集成于CAD环境中的FloEFD分析向导,工程师可以在数小时之内就完成对CAD模型的流动分析。
流体分析软件Fluent仿真无敌全过程随着计算机技术的发展,流体分析技术在工业、航空、船舶、化工等领域得到越来越广泛的应用,其中,流体动力学仿真技术是流体分析技术的重要组成部分。
现在,很多企业和研究机构都在使用流体分析软件Fluent进行流体仿真分析。
本文将为大家介绍如何使用Fluent软件进行流体分析仿真,从模型导入、边界条件设置、网格划分、求解、后处理等环节全面详细地介绍Fluent软件的使用。
一、模型导入首先,将需要进行流体分析仿真的模型导入到Fluent软件中,这里假设读者已经有了需要进行仿真的模型。
导入模型的方法如下:1.打开Fluent软件,点击“File” → “Import” → “Mesh”,弹出文件选择窗口;2.在文件选择窗口中,选择需要导入的模型文件;3.点击“Open”按钮,等待软件自动加载模型。
二、边界条件设置在导入模型后,需要进行边界条件的设置,这是进行流体分析仿真的重要步骤。
边界条件的设置包括两个方面,一个是流体属性的设置,一个是模型边界的设置。
1.流体属性的设置在Fluent软件中,可以设置流体的密度、黏度、温度等属性。
设置方法如下:•在菜单栏中选择“Define” → “Material Properties”,弹出“Material”对话框;•在“Material”对话框中,可以设置流体密度、黏度、热导等属性;•点击“OK”按钮完成流体属性的设置。
2.模型边界的设置模型边界的设置包括几何边界的定义和边界条件的设置。
在定义模型几何边界时,需要将模型分为充气室、出气口等边界。
在定义边界条件时,需要设置速度、压力、温度等参数。
•定义几何边界:在菜单栏中选择“Mesh” → “Surface Operation” → “Boundary Type”,弹出“Boundary Types”对话框,选择需要设置的表面并设置其边界类型;•设置边界条件:在菜单栏中选择“Define” → “Boundary Conditions” → “Velocity Inlet”或“Pressure Outlet”等,设置边界条件相关参数。
9SilvacoTCAD器件仿真模块及器件仿真流程Silvaco TCAD是一种广泛使用的集成电路(IC)设计和仿真工具,用于开发和研究半导体器件。
它提供了一套完整的器件仿真模块,可以帮助工程师设计、优化和验证各种半导体器件的性能。
本文将介绍几个常用的Silvaco TCAD器件仿真模块,并提供一个简要的器件仿真流程。
1. ATHENA模块:ATHENA是Silvaco TCAD的物理模型模拟引擎,用于模拟器件的结构和物理特性。
它可以通过解决泊松方程、电流连续性方程和能带方程等来计算电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
ATHENA支持多种材料模型和边界条件,可以准确地模拟各种器件结构。
2. ATLAS模块:ATLAS是Silvaco TCAD的设备模拟引擎,用于模拟半导体器件的电学和光学特性。
它可以模拟器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
ATLAS支持各种器件类型,如二极管、MOSFET、BJT和太阳能电池等。
3. UTILITY模块:UTILITY是Silvaco TCAD的实用工具模块,用于处理和分析仿真结果。
它提供了各种数据可视化、数据处理和数据导出功能,帮助工程师分析和优化器件性能。
UTILITY还可以用于参数提取和模型校准,以改进模拟的准确性。
接下来是一个简要的Silvaco TCAD器件仿真流程:2. 设置模拟参数:在进行仿真之前,需要设置模拟所需的参数,如材料参数、边界条件、物理模型和仿真选项等。
可以使用Silvaco TCAD的参数设置工具来设置这些参数。
3. 运行ATHENA模拟:使用ATHENA模块进行结构模拟,通过求解泊松方程和连续性方程,计算出电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
可以使用Silvaco TCAD的命令行界面或图形用户界面来运行ATHENA模拟。
4. 运行ATLAS模拟:使用ATLAS模块进行设备模拟,模拟器件的电学和光学特性。
ATLAS模块可以计算器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
dyna流固耦合不报错显示文件路径终止运算-回复dyna流固耦合是一种常见的数值模拟方法,用于研究液体或气体对固体结构的影响。
然而,在模拟过程中,有时候会遇到文件路径错误的情况,导致计算终止。
本文将详细介绍dyna流固耦合不报错显示文件路径终止运算的可能原因和解决方法。
首先,我们需要了解dyna流固耦合的基本原理。
dyna是一种强大的仿真软件,广泛应用于机械工程、航空航天等领域。
在流固耦合模拟中,dyna 将流体和固体模型结合起来,通过求解Navier-Stokes方程和固体力学方程,来模拟流体对固体的作用力和固体对流体的阻力。
然而,当我们进行dyna流固耦合计算时,有时候可能会遇到文件路径错误的问题。
这种情况通常发生在输入文件中包含了错误的文件路径或文件名。
例如,输入文件中指定了一个不存在的文件或者文件名拼写错误。
在这种情况下,dyna软件会尝试打开这个文件,但由于文件不存在,就会报错并终止计算。
然而,有时候dyna软件并不会报错,而是静默地终止计算,这给我们排查问题带来了一定的困惑。
为了解决这个问题,我们可以依次进行以下步骤:1. 检查文件路径和文件名:首先,我们需要检查输入文件中指定的文件路径和文件名是否正确。
确保文件路径中的每个文件夹都存在,并且文件名拼写无误。
如果发现错误,我们需要修正并重新运行计算。
2. 检查文件权限:在某些情况下,文件路径错误是由于缺乏文件读写权限引起的。
因此,我们需要检查文件所在的文件夹是否具有读写权限。
如果没有权限,我们需要联系系统管理员或者修改文件夹权限。
3. 检查文件内容:有时候,即使文件路径和文件名都正确,但文件本身可能为空或者损坏。
我们可以尝试打开文件,并检查其中的内容是否与我们预期一致。
如果文件损坏,我们需要使用正确的文件或者重新创建文件。
4. 使用绝对路径:为了避免文件路径错误,我们可以使用绝对路径来指定文件位置。
相对路径可能会受到当前工作目录的影响,因此使用绝对路径可以确保文件的准确位置。
CFD仿真模拟技术在流体动力学研究中的应用
随着计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)的不断发展,仿真模拟技术在流体动力学研究中的应用越来越广泛。
CFD是一种使用数值方法对流体流动进行模拟的计算技术,它可以预测流体动力学行为,为工程设计和优化提供重要依据。
本文将介绍CFD仿真模拟的基本原理、方法和应用实例。
一、CFD仿真模拟的基本原理
CFD仿真是通过计算机模拟流体流动的过程,它基于流体力学基本控制方程,如Navier-Stokes方程、传热方程等,通过数值计算得到流场的分布、变化和相互作用等细节。
CFD仿真是一种基于计算机的技术,因此它具有高效、灵活、可重复性高等优点。
二、CFD仿真模拟的方法
CFD仿真模拟的方法可以分为直接数值模拟(DNS)和基于模型的模拟(MBM)两种。
1.直接数值模拟(DNS)
DNS是通过直接求解流体控制方程的方法进行模拟。
它能够准确地模拟流体的运动规律,但计算量大,需要高性能计算机支持,且对计算资源和时间的要求较高。
通常,DNS用于研究简单流动现象或作为参考模型。
2.基于模型的模拟(MBM)。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域,可用于模拟和分析各种流体现象。
其中,Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件,本文将对其进行详细介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件,已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库,可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点,能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力:Fluent支持多物理场的耦合模拟,如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合,实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多尺度模拟能力:Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析,从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟:Fluent具备出色的自由表面流模拟能力,可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富:Fluent内置了多种求解器和前处理器,可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可根据具体问题选择合适的求解器,提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库:Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库,可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用,可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域:1. 汽车空气动力学:Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真,优化车身外形,提升汽车的空气动力学效果。
流固耦合仿真步骤哎,说起流固耦合仿真,这可真是个技术活儿,得一步步来,不能急。
就像做蛋糕一样,得先准备好材料,然后按步骤来,不然做出来的蛋糕不是糊了就是没熟。
好了,不扯远了,咱们来聊聊流固耦合仿真的步骤。
首先,得有个模型。
这模型就像蛋糕的模具,决定了蛋糕的形状。
在流固耦合仿真里,模型就是你想要研究的物体,比如飞机的机翼啊,汽车的车身啊。
你得先在计算机里建个模型,这得用到专业的软件,比如ANSYS、ABAQUS之类的。
建好模型后,就得设置边界条件了。
这就像做蛋糕前得预热烤箱,设定好温度。
在仿真里,边界条件就是你得告诉计算机,这个模型在实际使用中会遇到哪些情况。
比如,飞机机翼得承受多大的风速,汽车车身得承受多大的压力。
这些条件得根据实际情况来设定,不能瞎猜。
接下来,就是网格划分了。
这步骤挺重要的,就像做蛋糕得把面糊均匀地倒进模具里。
在仿真里,网格划分就是把模型分成很多小格子,这样计算机才能计算每个小格子受到的力。
网格划分得均匀,不能太粗也不能太细,太粗了计算不准确,太细了计算时间太长。
然后,就是设置材料属性了。
这就像做蛋糕得选好面粉、糖、鸡蛋这些材料。
在仿真里,材料属性就是你得告诉计算机,这个模型是用啥材料做的,比如是钢啊、铝啊还是塑料。
这些材料的属性,比如密度、弹性模量、泊松比这些,都得准确设置。
设置好这些后,就可以开始计算了。
这就像把面糊放进烤箱,开始烤蛋糕了。
在仿真里,计算就是计算机根据你设置的条件,模拟物体在实际使用中的情况。
这个过程可能挺长的,得有耐心等。
计算完成后,就是后处理了。
这就像蛋糕烤好后,得拿出来冷却,然后装饰一下。
在仿真里,后处理就是分析计算结果,看看物体在实际使用中的表现。
你得检查结果是否合理,比如应力分布是否均匀,变形是否在允许范围内。
最后,就是优化设计了。
这就像蛋糕装饰好后,得尝尝味道,看看是否需要改进。
在仿真里,优化设计就是根据计算结果,调整模型的设计,提高性能或者降低成本。
cfd仿真过程的主要步骤CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真是一种通过计算流体的数值模拟方法来研究流体力学问题的技术。
它能够精确地预测流体的物理行为,并在实际应用中发挥重要作用。
本文将介绍CFD仿真过程的主要步骤,以帮助读者了解该技术的基本原理和应用。
第一步:建立几何模型CFD仿真的第一步是建立几何模型。
在进行仿真前,需要收集实际问题的相关数据,并据此创建一个三维几何模型。
这可以通过计算机辅助设计(CAD)软件或其他三维建模软件完成。
建立几何模型时需要考虑问题的尺寸、形状和边界条件等因素。
第二步:离散网格生成离散化是CFD仿真的关键步骤之一。
在此步骤中,需要将连续流体域分割成离散网格。
这些网格通常是由简单的几何形状(如立方体或六面体)构成的。
离散网格的精度和分辨率将直接影响到仿真结果的准确性。
第三步:物理建模与边界条件设定在进行CFD仿真之前,需要选择适当的物理模型和设定边界条件。
物理模型可以是基于连续介质力学的Navier-Stokes方程,也可以是基于稀薄气体动力学的Boltzmann方程等。
边界条件包括入口和出口条件、壁面条件、对称条件等。
物理建模和边界条件的选择将决定仿真的结果和准确性。
第四步:数值求解在CFD仿真中,需要使用数值方法对所选的物理模型进行求解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。
这些方法将选择的物理模型转化为离散形式的数值模型,并使用迭代算法来求解流体问题。
第五步:边界条件调整和预处理在进行数值求解之前,通常需要对网格进行预处理,以提高计算效率和准确性。
此外,边界条件和物理模型也需要进行调整和验证,以确保仿真结果的合理性。
第六步:数值模拟和结果分析在对CFD仿真进行数值求解之后,可以开始进行数值模拟和结果分析。
通过对仿真结果的可视化和定量分析,可以了解流体的流动特性、压力分布、速度场等信息。
这对于解决实际问题、优化设计和改进工艺具有重要意义。
Workbench是一种仿真软件,用于对复杂系统进行建模、分析和优化。
下面是Workbench仿真的基本流程:问题定义:首先,需要明确所要解决的问题,并将其转化为可量化的目标。
例如,优化产品设计、改善工艺流程或提高系统性能等。
建模:在Workbench中进行建模,将系统的各个组成部分以及它们之间的相互作用表示出来。
可以使用Workbench提供的各种建模工具,例如几何建模、材料定义、边界条件设置等。
分析设置:根据问题的要求,设置仿真分析的参数,例如加载条件、约束条件、材料性质等。
可以选择使用Workbench提供的各种分析类型,例如结构分析、流体分析、热分析等。
网格划分:对建模进行网格划分,将连续的物体分割为离散的有限元或有限体积单元。
网格划分的精度和质量对仿真结果的准确性和可靠性有重要影响。
求解器设置:选择适当的求解器,并设置求解器参数。
求解器是用于解决仿真问题的核心部分,通过迭代计算得出系统的响应。
运行仿真:运行仿真分析,Workbench会自动进行计算,并生成相应的仿真结果。
可以监视仿真的进展,并根据需要对计算进行调整。
结果分析:对仿真结果进行分析和解释。
Workbench提供了丰富的结果后处理工具,可以用于可视化、数据提取、报表生成等。
优化和改进:根据仿真结果,进行优化和改进。
可以通过调整设计参数、改变工艺流程或优化系统配置等方式,以满足问题的要求。
验证和验证:验证仿真结果的准确性和可靠性,与实际情况进行对比。
如果需要,可以进行进一步的验证实验。
结果报告:根据仿真结果和分析,生成结果报告。
报告应包括问题定义、建模过程、分析设置、仿真结果和结论等。
以上是Workbench仿真的基本流程,具体的步骤和操作可以根据具体问题和需求进行调整和扩展。
使用Fluent进行仿真的基本流程如下:
1. 创建项目:启动Fluent并创建一个新的仿真项目。
2. 读取几何模型/建模:使用Fluent的几何建模工具创建或导入仿真模型的几何形状。
3. 划分网格:对几何模型进行网格划分,这是求解偏微分方程的基础。
4. 定义边界和域:定义模型的边界条件和域条件,这些条件将影响仿真的结果。
5. 编辑Fluent设置:在Fluent的菜单栏中进行仿真设置,包括选择求解器类型、设定时间步长、选择物理模型等。
6. 运行仿真:开始仿真计算,Fluent将根据设定的条件进行迭代计算,求解物理量的分布。
7. 结果后处理:在仿真结束后,Fluent将提供丰富的结果后处理工具,如云图、矢量图、等值线图等,以便用户分析仿真结果。
请注意,以上流程仅为一般性的描述,具体的仿真步骤可能会因具体的模型和问题而有所不同。
在进行仿真之前,建议仔细阅读Fluent的官方文档和教程,以确保正确理解和应用仿真流程。
GeoDict软件仿真流程简介中国北方车辆研究所卢进军整理2012年4月GeoDict软件仿真过程包括下述几步:1.明确仿真条件:确定仿真模型边界条件,如流速、粒子直径和质量分布等,建模之前应该明确。
了解仿真介质的化学特性,例如粒子与仿真介质的粘结力等。
2.构建模型,即构建过滤介质或者过滤单元的几何模型,并对模型进行几何编辑。
3.计算气体流场:获得初始压力降、透析度等过滤材料技术参数。
4.加粒子(应用FilterDict模块)计算粒子的运动与分布:计算粒子通过过程及分布状态。
5.计算模型过滤效率及压力降。
6.通过计算结果改变模型参数,改进几何模型,重新进行2~5步。
具体流程如下图1所示:图1 仿真流程图下面分步骤进行说明:1.明确仿真条件基于我们专业的特点,在进行过滤材料仿真计算之前,应该明确一些仿真模型边界条件,如进口或出口流速、粒子直径和质量分布等仿真输入,这样在仿真过程中才能够做到有的放矢。
同时针对该软件的特点,作为微观仿真过滤材料的工具,我们在仿真计算前也应该适当了解仿真介质的化学特性,例如粒子与仿真介质的粘结力、粒子在这种材料的透过率等。
2.构建模型在培训中,我们主要学习了GeoDict两种基本建模方法,它是由两种模型来实现的,第一种方法是直接纤维建模,通过FiberGeo模块来实现。
其建模界面如下图2所示:FiberGeo模块是建立在设计人员对纤维材料形成过程与结构构造非常了解的基础上的,主要适用于纤维材料开发人员,而我们专业定位不在这一点上,故这种建模方法我们一般不采用。
第二种建模方法是我们主要采用的方法,GeoDict有一个模块是模块是ImportModule,该模块可以导入图片文件,例如.jpg文件,如下图3所示,而这里的图片文件就可以是我们用电镜拍摄的过滤介质单元的电镜照片,例如图4所示。
图3 ImportModule中导入图片图4 电镜图片示例生成模型的厚度决定于电镜照片的数(数少,厚度薄),在生成模型的过程中要调整纤维色彩与色彩的对比度,通过调整threshold值去除照片中的杂波,通过裁剪,最终生成更准确的纤维模型。
通过这种途径生成的模型可以进行材料特性分析像孔径分布,流电阻率(渗透性,压降),热、电传导率,弹性,扩散能力,过滤效率,过滤粒子储存能力,等等。
导入图片生成初始的几何模型后,就要对模型进行几何处理了,这时我们就要用到ProcessGeo模块,模块进入界面如下图5所示:图5 ProcessGeo模块开始窗口ProcessGeo模块包含如下几个选项需要我们特别注意也是我们经常用到的:①Cleanse:去除附着在纤维上的小的连接部分,通常就是我们常说的杂质或杂波,例如在由一些电镜照片生成的模型中,threshold值设置之后,照片会产生一些杂波,可以应用该选项去除掉。
②Dilate:字面的意思是膨胀,在这个软件中,它是在已有的纤维表面包裹上一层纤维的意思,也可以反向包围(那就是Erosion了),具体的例子可以参考软件手册。
③Adding Binder:字面的意思是粘结到一起,在这个软件中,这个选项的作用是连接纤维,并将连接后的纤维重新生成为一个新的模型。
Embed、Repeat、Mirror和Crop用来修饰微观机构的模型,对模型进行一些几何上的处理,下面分别说明:①Embed:字面的意思是把**嵌入到**上,在这个软件中,一般的操作时在模型的两侧添加两个无纤维的计算域,使模型延长,例如在粒子通过纤维模型的计算中,空的计算域在粒子计算时可以放粒子使用,加载的方向可以通过三维设定。
②Repeat:顾名思义,就是在原模型的基础上再生成一个同样的模型,二者连接到一起形成一个新的模型。
如下图6所示:图6 Repeat选项的使用③Mirror:镜像的意思,其操作是在原模型的基础上按一定方向做对称镜像,二者连接成一体形成一个新的模型,如下图7所示:图7 Mirror选项的使用④Crop:中文中的意思为修剪、剪短。
在本软件中它的作用就是减去模型的一部分,比如前文中Repeat或者Mirror生产的一部分模型,可以通过Crop减去。
也可以自己定义修剪模型的尺寸、方向等。
3.计算流场,获得模型的流场特性。
在已经获得模型的条件下,对模型进行特性计算。
3.1 如果模型是多孔介质模型,我们需要应用PoroDict模块,如计算多孔介质模型的表面面积、孔径与渗透路径,这些参数可以决定多孔介质的基本特性。
仿真计算后,结果被保存为*.txt格式文件,一些计算结果如几何孔径分布和孔隙率都可以通过PoroDexcel进行数据分析和图表显示。
下面依据手册中的实例介绍PoroDict模块仿真过程:①根据手册中指示步骤创建如图8所示纤维模型:图8 PoroDict模块仿真演示模型②运行PoroDict模块,选择Geometrical Pore Size Distribution选项,在GeometricalPSD Parameters –Bin Size中设置尺寸值,随后编辑gdt文件名,勾选write .gdt for Visualization选项,点击Run按钮。
③计算结果已经保存到初始设置的工作目录中,其中有些结果是.txt格式的文件,可以通过写字板或PoroDexcel进行数据分析和图表显示。
但是在处理之前,应该进行Enable Macros的操作。
④打开PoroDexcel,打开计算仿真的结果文件,在底部选择GeomPSD标签,并点击Load Results File. 选择我们计算得到的PoreSizesDexcel.txt,点击CreatChart还可以创建柱状图等,结果显示如图9所示。
图9 PoroDict模块结果处理⑤同样的步骤还可以对材料进行Porosimetry Simulation、Percolation Path、surfacearea、Porosity determination、Chord Length Distribution等项目的计算。
3.2FlowDict是用来计算流体通过纤维模型而得到纤维模型的各种性能参数的,如在特定流体介质穿透下的压力降、流阻和渗透率。
在计算之前,首先要选择选用哪一种计算模型来计算,GeoDict提供如下图10中的6种计算模型图10 FlowDict模块初始界面下面以第一种计算模型为例简要说明FlowDict模块计算过程:①构建如图8所示的纤维模型。
②选择计算模型为Stokes (EJ),设置计算求解器选项和边界条件如下图11所示:图11 设置求解器选项③设置仿真流场的物理参数,如流体样式和流体的具体参数等,设置界面如下图12所示:图12 设置FlowDict计算的物理参数④点击Run进行计算,在Effective coefficients选项卡中得到了本次计算的结果,如选择Flow permeability,得到的计算结果值如下图13显示:图13 FlowDict计算结果显示⑤FlowDict计算结果一般保存在临时文件StokesFlow.end中,如果采用其他计算模型分别计算的话,则计算文件则自动编号保存,如StokesFlow#1.end, StokesFlow#2.end,保存在工作目录,需要对哪一组结果进行显示或编辑,读取该文件即可。
FlowDict计算结果除了可以在选项卡中数值显示外,还可以通过流线或者流场等方式进行3D图形显示,在显示之前可以设定显示的一些参数,如流线的数量、颜色等。
具体显示样式如下图14所示:图14 FlowDict计算结果的两种显示(上流线,下流场)4.对模型进行流场下加粒子仿真,以期得到某种过滤材料对指定粒子的过滤效率等数据(这是我们专业仿真的重点所在),我要用较多的篇幅说明如何应用FilterDict对模型进行仿真计算,依旧沿用图8所建立的纤维模型,知识模块调整到FilterDict,界面如下图15所示,首先我们注意到,仿真运算的第一个选项就是选择单通过仿真与多通过仿真。
图15 FilterDict模块运算界面4.1 仿真计算求解器选项设置,点击Solver Options后的Edit按钮,会看到图16所示的求解器选项设置窗口,依据仿真条件设置后求解器后,再点击Process Parameters后的Edit按钮,进入仿真过程环境参数设置窗口如图17所示,设置好仿真过程环境参数之后,点击save保存,完成设置。
进入粒子分布设置,点击Particle Distribution后的Edit选项,进入粒子分布的编辑窗口,如下图18所示,在窗口中可以对粒子进行编辑和导入,系统默认的粒子设置时参照的SAEFine粉尘(即SAE细灰),如果我们要在仿真中使用270目石英粉或者ISO 的细灰和粗灰的话,我们应该获得这些粉尘的相应参数(粒径、某种颗粒所占百分比、密度和粘性力模型,这四个参数中,前三个是可以通过实验手段获取的,我们只需委托有检验粉尘能力的单位,就可以获取,第四个参数粘聚力模型是一种理论模型,其粘聚力系数也可以通过堆积角的测试方法获得),将这些参数导入到Particle Distribution中,就可完成仿真粒子的设置。
图16 求解器选项设置窗口图17 仿真过程环境参数设置窗口图18 仿真粒子分布设置窗口在仿真之前还要注意的一点就是需要对模型进行一下处理,需要在模型的前端和后端加上入流和出流区域,以便计算时粒子有进入的空间和脱离的空间。
这一操作可以在前面提到的ProcessGeo模块中实现,也可以直接通过增加一定方向和数量的voxel数量得以实现。
在FilterDict中添加空白voxels的提示窗如下图19所示(如果不添加貌似是无法计算的,我没试过):模型添加空白voxel之后的效果如下图20所示:图20 模型添加空白voxel之后的效果图一切设置就绪之后,就可以点击Run进行运算了。
4.2 计算完成之后,右下侧的主显示窗口就会显示带有初始粒子的模型,粒子就是我们设置的初始粒子。
如图21所示:图21 仿真完成后显示模型在显示模型的上部就是粒子显示动画控制选项区Particle Animation Control,吧粒子选项由filtered调整到all,这样就不仅可以看到留在结构模型中的粒子,还可以看到通过模型的粒子。
如图22所示:图22 粒子显示动画控制选项区Particle Animation Control4.3 点击Play可以动画显示粒子穿过纤维模型的动态过程。
在此过程中可以调整播放速度,暂停和保存输出照片。
过程如图23所示:图23 粒子穿过纤维模型动态过程4.4 例子1:粒子穿越双纤维模型①构造如图所示的双纤维模型如图24所示(具体建模过程可以参考GeoDict用户手册),建模完成之后,切换到FilterDict模块,依次设置Solver Options、Process Parameters和Particle Distribution等选项,其中在Process Parameters中设置Number of batches为1,设置Particles per Batch为5000,设置速度为10,运行仿真。