《CFD-Post模拟后处理专题课》讲义CFD-CFX模拟结果分析-Ansys-Fluent模拟处理.pdf

《《CFD-Post模拟后处理专题课》讲义CFD-CFX模拟结果分析-Ansys-Fluent模拟处理.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《CFD-Post模拟后处理专题课》讲义CFD-CFX模拟结果分析-Ansys-Fluent模拟处理.pdf（91页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、CFD-Post模拟后处理专题课I 云图 I 矢量图 I 流线图 I 曲线图 I 散点图 l 数据报告 l 瞬态动 l 画高阶功能 lCFD-Post of simulation post-processing course目录CONTENTS1234软件简介软件启动与界面5数据导入与视图操作创 建 位 置6789101112网 格 显 示体 渲 染13文 本 设 置legend图例设置14151617181920数据随时间的变化颗粒物Dpm模型21流场涡量处理及分析（Q准则）自定义函数变量222324云图数据显示矢 量 图流线图与轨迹线图曲 线 图创 建 表 格软件自动化CCL基础课程小结课

2、程简介瞬态动画效果展示模 拟 结 果 输 出多模型结果同时显示瞬态模拟动画处理3软件效果展示三维云图三维云图3-D切片切片等值线图等值线图曲曲 线线 图图网格显示网格显示点云显示点云显示创创 建建 线线压力云图压力云图4软件效果图展示模拟效果图展示模拟效果图展示目录CONTENTS1234基本操作篇软件实操篇案例操作篇高阶功能简介5课程小结论1基础操作篇软件简介功能操作软件实操Section 1.1 introduction to CFD-post software 1.1节 CFD-Post 软件简介 8软件l 软件介绍: CFD-post是一款功能强大的数据分析和可视化处理软件。l 功能介

3、绍:l 可以处理CFD/CFX模拟结果显示云图、矢量图、流线图、x-y曲线图、散点图、自动出数据报告、Q准则、l 多种格式的的2-D和3-D面切片和3-D体绘图格式。会自动输出后处理仿真报告，报告中还会包含网格、边界条件等信息，通量报告和积分计算。功能介绍三维云图三维云图3-D切片切片等值线图等值线图曲曲 线线 图图9软件l 多结果对比：多个CFD模拟后处理文件同步对比。l 渲 染：实现体渲染，高效显示空间分布。l 函数功能：expression函数功能十分强大，可以自定义函数，自由输出特定模拟结果。比如能输出压降、温度(速度)耗散等参数，可以配合FLUENT软件进行参数化及优化分析l 动画制

4、作: 直接根据瞬时保存的数据进行动画制作;动画界面逼真。标识时间随动画的变化;变量随空间位置的变化。l 显示操作：透明、着色它提供了丰富的绘图格式，功能介绍多文件结果对比模式多文件结果对比模式 流流 线线 图图 创建函数创建函数10l 数据接口: CFD-Post软件丰富的数据接口。l 可以直接读入ANSYS、Fluent、Airpak、CFX、FENSAP、Forte、FIDAP、ANSYSmeshing、CGNS 等软件数据格式的文件处理。l 常见格式：cas、dat、res、mres、cas.lb、ploy、gtm、fsp、grid、soln、inp等数 据 接 口软件支持的接口类型软件

5、支持的接口类型11Section 1.2 startup and software interface 1.2节 软件启动与界面 13软件界面l 启动方式1l 开始-所有程序-ANSYS-Fliud Dynamics-CFD Postl 创建快捷方式-桌面鼠标双击l 启动方式2l 在workbench里作为其中的一个模块来启动。14软件界面菜单栏操作控制树图 形 显 示 窗 口视图操作栏任务栏软件界面1)菜 单:包括后处理的所有操作,如新建、打开求解过程文件,编辑、插入等基本操作，打开帮助文件等。2)任务栏:主要功能快捷键,通过使用任务栏可以快速实现部分功能与操作。3)树形目录:在此区域可以显

6、示、关闭、编辑创建的位置、数据等。4)图形显示区:显示几何图形、制表、制图等。15软件界面大纲视图 变 量 表达式1)菜 单:导入参数后，树形窗口就会被激活计 算 叶轮机械后处理失量图 云 图 流 线轨迹线 Volme Rendering 文 本 16Section 1.3 Data Import and view operation 1.3节 数据导入与视图操作 18数据模型导入l 数据模型导入l File-Load Results-选择文件-openl 选择对于支持的格式类型l 或选择All Readable Files19软件界面文本字符 位 置1)基本操作:导入模型后，可以旋转，移动，

7、多窗口进行模型调整。2)文本操作:可以添加文本，备注说明。选 择 旋 转 移动视 图Volme Rendering 多窗口设 置帮 助20软件界面3）背景颜色:Edit-Options-viewer-选择对应颜色（白色）颜 色 设 置21Section 1.4 Data Import and view operation 1.4节 创建位置 23创建位置1. Point (生成点)(1) 1. Point (创建点)单击Location按钮下的点point按钮,即可（七师兄课堂）设置参数在计算域中生成点。可以对点的名字、位置、属性进行定义。首先设置点所在的计算域,可以通过下拉列表进行选择。主要

8、有以下几种：(1) XYZ：通过输入点的XYZ坐标轴确定点的位置。(2) node number：通过节点编号确定点的位置（一般不知道编号）。(3) variable Minimum及variable maximum：通过变量的最小或最大值指定点的位置。l 创建位置l 可以根据分析的需要,创建特定位置显示计算结果,可以创建的位置包含：l 点、点云、线、面、体、等值面,区域值面、型芯区域、旋转面、曲线、自定义面、多组面、旋转机械图、旋转机械线。l 创建方式：l locationl Insert-location24创建位置1.在利用变量最大或最小值定位点时,需要选择变量的类型,变量类型分为Hyb

9、ird (混合形）与Conservative (守恒型)两种。2.混合型变量的值为其真实值,而守恒型数据值为网格节点内平均值，在壁面位置守恒型变量比混合型变量更准确。3.该选项默认为混合型。用户还可以指定点的颜色、标志以及显示。单击Color标签页,可以通过设置Mode类型对点的颜色进行设置。设置点的颜色主要有两种方式(1) constant：用户可以为点指定颜色,默认为黄色。(2) variable：以变量值的方式设置点的颜色在Symbol标签页下,用户可以设置点的形状及大小。可以在View标签页下进行点的变换操作，包过旋转、平移、镜像、缩放等操作。25创建位置2.创建点云首先需要选择创建的

10、点云所在的计算域,其次需要选择点云所在的位置,同时选择点云的取样方式。软件提供了6种点云生成方式。(1) Equally Spaced (等空间)。点云在所选的位置均匀分布,选择此种方式只需要设置所生成的点云数量即可(2) Rectangular Grid (矩形网格)。按设定间隔、设定比率及角度生成点云。(3) vertex (顶点)。将点生成在所选位置网格的顶点。(4) Face Center (而心)。将点生成在所选位置网格面的中心处。(5) Free Edge (自由边)。将点生成在线段中心的外边缘位置。(6) Randorm (随机)。生成随机点。3. Line (生成线)利用生成线

11、按钮，即可在计算域内生成线。CFD-POST中利用两点确定线,用户需要设定两个点的坐标。生成线有两种类型可选择。(1) Cut：采用该方法生成的线自动延伸到计算城边界上,线上的点在线与网格节点的的交点位置。(2) Sample:默认选项,用户可以设置线上的取样点数量。一般来说取样点越多越精确,但也更能费内存。26创建位置4. Plane (创建平面) 通过单击Location工具按钮下的 plane,可进行平面创建。首先设定面所在的计算区域,然后指定面定义方法,主要包括以下几种定义方式。（1）切平面：包括ZX、ZY、XY三种类型平面。（2）点与法向：指定一个点的坐标及法向向量确定平面。（3）三

12、点：指定三个点的坐标确定平面确定了面的位置之后,可以对面边界进行修剪,主要包括以下几种方式。(1) None：不进行限制,则生成的面将会横截整个计算域。(2) Circle：面边界为圆形。(3) Rectangular:指定X、 Y、Z三方向的尺寸修剪面的横纵长度。CFD-POST中创建的平面有以下两种类型。(1) Slice:平面边界由面边界与计算域边界决定。(2) Sample:平面边界由指定的长度决定。与创建点与线相比,创建平面可以设置平面的渲染。27创建位置5. 其他类型 1.Volume（生成体）：CFD-POST中可以生成体,以便在体上显示物理量数据。在体操作面板中,首先选择体生成

13、的区域位置,然后选择体的网格类型,包括四面体(Tet) 、金字塔( Pyramid) 、棱柱体Wedge)、六面体(Hex )以及多面体。2.Isosurface(生成等值面）：利用等值面可以公号：七师兄课堂，观察某取值区间的物理量在计算区域内的分布。3.ISO Clip(等值切片）：利用等值切片功能，可以创建以自定义的范围区间所形成的区域。4.Vortex Core Region(涡核区域）：通过创建涡核区域，用户可以更加方便的观察及定位涡流区域。5.Surface of Revolution(旋转面）：通过多义线旋转可以生成旋转面。6.Polyline(多义线）：可以使用多义线分析沿着某一

14、特定路径上物理量分布。7.User Surface(自定义表面）：在CFD-post，用户可以自定义表面以显示感兴趣区域的数据信息。8.Surface Group(面组）：一组面的集合。282基础操作篇云图数据显示矢量图流线图Section 2.1 Cloud picture data display 2.1节 云图数据显示 31云图数据处理l 云图数据处理过程l 在Domain项选择云图所在的区域-Location选择位置-variable选择显示的变量-Range变量的范围l of Contours：设置云图显示的级数,该值越大,显示的云图越精细。l Clip to Rang：则不显示用户

15、指定范围外的值。l Color Scale：设置云图的显示类型。l label：设置在云图中生成标志文字。32Section 2.2 Vector graph 2.2节 矢 量 图 34创建位置l 1. Vector (矢量图)l 操作流程：在Domain下选择矢量创建的区域-Location里选择位置-设置矢量l Sampling:该选项设定矢量在位置上的分布方式。其选项含义与点云相同。l Reduction:控制矢量的数量l Variable:指定显示的变量,只有矢量才可以被选择。l Projection:设定矢量的投影方式。l 有几种方式可供选择:l None：无投影,矢量方向为其本身方

16、向 l Normal:矢量显示为与面垂直的方向分量l Tangential:失量显示为与面平行的方向分量l Symbol：设置矢量的外观l Symbol size:调整矢量显示的大小35Section 2.3 Streamlines and trajectories 2.3节 流线图与轨迹线图 37流线与轨迹线l 流线主要有两种类型（流线动画）: l 3D Streamline (3D流线)与Surfice Streamline (面流线) l Variable:指定流线显示的物理量,通常都选择速度作为流线物理量。l Dirction:流线流动方向。 l Symbol:设置流线样式l Limi

17、t：对流线进行限制，比如可以改公差、分段数、最大时间、最大周期。l Step tolerance:决定了流线的准确性。l Max segments:最大线段数用于确保流线能充满整个计算域。l Max time:绘制流线的全部时间。通常采用默认值。l Max periods:指一条流线离开一个周期进入下一个周期所用的最大次数。38Section 2.4 Streamlines and trajectories 2.4节 曲线图（线段上数据提取） 40曲 线 图l 曲线图制作流程: l 1) 指模型中制作一条线line或者polyline。l 2) 提取线上若干点数据。 l 3）设置XY平面坐标l

18、 4）设置变量参数l 5）图形调整美化l 6）输出CSV文件数据，用其软件制作41Section 2.5 Streamlines and trajectories 2.5节 网格显示 43网格显示l 显示网格: l 在做模拟分析报告和论文的时候，经常要介绍模型生成的网格数量、节点数、质量等信息l 显示网格的方式l (1)显示整体网格：单击模型轮廓线-鼠标右键show surface mesh。l (2)显示部分区域网格：双击模型操作树节点边界-Rendert标签页,-勾选激活Show Mesh Lines-单击-Applyl （3）计算网格信息：Tools-mesh calculator44S

19、ection 2.4 Streamlines and trajectories 2.6节 体渲染 46体渲染l 体渲染: l 可以创建体积渲染，以某一变量对体渲染，来整体展示模型模拟结果。l 渲染区域：Domain下择渲染的变量，设定range类型。l Resolution:图形分辩率，值越大，越清晰l Transparency:透明度，即变量值越小，透明度越高47Section 2.7 Streamlines and trajectories 2.7节 文本设置 49文本设置l 文本设置: l 用户可以在图形显示窗口中插入文本。通过工具栏ABC,即可设置创建文本。l 1. Expressio

20、n：表达式,用户定义的表达式可以在此处添加,在标题位置会显示为表达式的值。l 2.Timestep：时间步长。l 3.Time value：在标题处显示时间值。l 4.Filename：在标题处显示文件名。l 5.File date:在标题处显示文件创建的日期。l 6.File Time:在标题处显示文件创建的时间。l 7.More:单击该按钮添加更多的注释内容l 8.Location标签页:可以设定文本放置的位置。l 9.Appearance标签页:设置文本高度、颜色以及字体等。50Section 2.8 Streamlines and trajectories 2.8节 Legend图例设

21、置 52图例设置l Legend(图例）: l 用户可以自定义图例外观l Definition：定义图例的位置l Appearance：用于定义图例的外观。l Definition：Plot用于选择图例所附加的位置。l Title mode：定义图例的模式,如显示变量及位置、只显示变量等。l Show lengend unit:用于设置是否显示单位。l Location:用于设置图例的放置位置。l size parameters:设置图例的大小, text parameters:设置图例上文本类型,可以选择用科学计数法或是浮点数l Font:文本的字体,text rotation:设置文本旋转

22、角度, text height:设置文本的高度。53Section 2.9 Streamlines and trajectories 2.9节 创建表格 55创建表格l 创 建 表 格: l 创建表格l 采用以下步骤创建表格。l (1)利用菜单Insert - Table -输入表格名称-单击OKl (2)创建表头l (3)在单元格中输入=min Val(X)Plane 1-minVal(X)Plane2l (4)表示平面1和平面2之间的距离编号公 式物理含义A1=minVal(X)P1-minVal(X)p2p1和p2面X轴之间距离A2=minVal(T）P1p1面的最低温度A3=maxVa

23、l(T）P2p2面的最低温度A4=maxVal(T)P2-maxVal(T）P1p1和p2面最高温度差A5=maxVal(T)P2-minVal(T）P2P2面上的温差56Section 2.10 Streamlines and trajectories 2.10节 模拟结果输出 58模拟结果输出l 图片结果输出: l 1）直接用截图软件-截取（屏幕分辩率调高，方便）l 2）软件图片输出功能：File-save picturel 设置存放位置，图片格式，缩放（sacle)，整个屏幕输出（Use Screen Capture)l 白色背景（White Background)l 抗锯齿状（Enha

24、nced Output)l 指定图形的高宽：不勾选时，可以设置图片大小（Use Screen Size)593案例操作篇多模型结果同时显示瞬态模拟结果后处理动画结果出来流场涡量处理及分析Section 2.1 Cloud picture data display 3.1节 多模型结果同时显示 62多模型结果多模型结果l 多模型结果同时显示l CFD-post软件可以同时导入一个或者多个数据模型文件，可以对多个数据进行操作，进行结果的对比分析。l 操作方法：File-Load Result ,用ctrl键同时选择2个或者多个模型-open。l 图形窗口自动分屏显示。可以对每一个窗口的文件分别进行

25、结果处理。l case Comparsion:可以比较两个案例的不同处63Section 2.1 Cloud picture data display 3.2节 瞬态模拟动画处理65瞬态模拟结果瞬态模拟结果l 瞬态数据处理l 创建时间步动画l 创建关键帧动画66Section 2.1 Cloud picture data display 3.3节 瞬态数据随时间的变化68瞬态数据处理瞬态数据处理l 瞬态数据处理l File-Load Result,加载文件-点击Openl Tool-Time Selector-打开时间步对话框l 创建点l 创建瞬态曲线69Section 2.1 Cloud p

26、icture data display 3.4节 颗粒物DPM模型 （浓度云图、颗粒轨迹）71粒子轨迹Dpm导入流程：File-Import-Import Fluent Particle Track Filel Geometry (几何):设定粒子轨迹的创建方法、所在域、粒子材料、缩减因子等。l 创建粒子设定方法：From Res (来自结果文件)、From File (来自文件)。l Reduction Type (粒子线缩减因子)设定方法：设定缩减因子、设定粒子线的最多条数,直接指定最大数值。l Limits Option (限制选项)限定了粒子跟踪线开始绘制的时间l 主要有以下几种方法:

27、l Up to Current Timestep (等于当前时间步长) 。l Since Last Timestep (开始于上个时间步长)。l User Specified (用户自定义) 。l 粒子轨迹的颜色、样式、绘制及显示与矢量的设置相同。72Section 2.1 Cloud picture data display 3.5节 流场涡量处理及分析（Q准则）74涡量处理分析l 涡核区创建：l File-Import-Import Fluent Particle Track Filel Insert-Location-votex Core Region。l Up to Current T

28、imestep (等于当前时间步长) 。l Since Last Timestep (开始于上个时间步长)。l User Specified (用户自定义) 。l 粒子轨迹的颜色、样式、绘制及显示与矢量的设置相同。754高阶功能简介自定义变量数据报告软件自动化Section 2.1 Cloud picture data display 4.1节 自定义函数变量78自定义函数变量自定义函数变量l 自定义函数变量l 对于CFD-post软件中不存在的变量，可以通过自定义的方式，通过函数来转换。l 函数自定义的方式可以通过简单的加减乘除法，三角函数等进行79Section 2.1 Cloud pic

29、ture data display 4.2节 软件自动化 （数据报告模板）81软件自动化软件自动化l 软件自动化l 操作流程：File-Report-Report Templatel 在进行自动化报告生成之前,需要对报告形式及报告所包含的内容进行定义。l 展开CFD-POST模型操作树Report节点。l 主要包括以下几部分内容。l 1. Title Page (标题页)l 双击图Title Page节点,出现标题页设置面板。在该面板中,用户可以设置标题页的格式与内容l Custom Logo: 自定义Logo,激活此新选项可以选择自定义的Logo图片。l ANSYS Logo:选择是否使用A

30、NSYS的Logo,取消选择则不显示ANSYS Logo。l Title:输入报告的标题,默认为空。l Author:可以输入报告作者,默认为空。l Author下方包括一些可选项,如Current Data, Table of Contents等,用户可以根据需要取舍。82软件自动化软件自动化l 2. File Report (文件报告)l 在导入结果文件之前,该项没有需要设置的内容。l 3. Mesh Report (网格报告)l 双击Mesh Report以打开网格报告输出设量,在该面板中可以选择验出网格的统计信息,比如节点和单元信息、网格类型信息、网格质量统计信息等,通过取消或选择复选

31、板控制这些选项在报告中是否显示。l 4. 物理报告l 在导入计算数据之前,该报告类型不存在需要设置的内容l 5. 解决方案报告l 双击该节点,在该设置面板中,可以设置是否计算力与力矩。l 6. 用户数据在报告中插入用户数据，需要首先生产图表、表格或对象。然后选择需要插入的内容。83Section 2.1 Cloud picture data display 4.3节 CCL基础85CCL基础基础l CCL主要为应用于CFD-Post中的Command Actions。CCL用于前处理或求解参数定义内容。l CCL语法要求l 1.大小写敏感l CCL文件中的内容是大小写敏感：在输人参数时,大小写

32、敏感也许会比较繁杂。l 为保持一致性,实行以下一些规则l (1)单件及对象类型使用大写字母l (2)参数名,预定义对象名采用能合形式。 l (3)用户对象名称可以随便选择。l 2.CCL名称定义l 单件名称、对象类型,对象名称以及参数名称建循相同的约定。l (1)名称最少为个字符,第一个字符必须为字母,可以允许使用字母、数字、空格以及制表符。l (2) CCL名称中的空格影响:名称之前和之后的空格不会被当做名称的一部分;名称内部的单验空格是有效的;l (内部的多个空格或制表符会被当做一个空格。l 3.缩进l 文件中的缩进并不会影响内容,只是方便阅读。86自定义函数变量自定义函数变量l 4.注群

33、行l 可以利用#注释某行,该字符之后的整行内容会数当做注释。l 5.连接字符l 可以利用反斜字符进行行连接。对连接的行数没有限制。l 6.命名对象l 命名对象以对象类型开始,在冒号（：）之后输人对象名称,在其后输人对象参数定义、并以END结束、对象名称必须唯一。l 7.单件对象l 单件对象在行开始输入对象类型,紧接有输入置号： ,其后输人对象参,并以END结束。单作对象不需要名称。l 8.参数l 参数由一行开始的参数名以及紧随其后的等号=，加上参数值组成。l 9.列表l 列表有一系列由逗号分隔的参数值组成。875课程小结原创声明课程小结课程安排Section 2.1 Cloud picture data display 5.1节 课程小结90自定义函数变量自定义函数变量课程小结l （1）不要把源文件和软件安装目录放在中文文件夹下（英文软件对中文比较敏感）。 l （2）界面菜单栏不见了，怎么办？（数据导入和调试框）。 l （3）CFD-Post中没有的变量，可以函数表达式来表达。 l （4) 导入数据，做出的云图只有一个颜色（调整数据显示范围和模型问题） l （5）数据导入要选对各种类型，否则导入会失败。 l （6）软件变量的显示和模型直接相关的（如研究颗粒物传播的DPM模型，浓度单位） l （7）文本类数据图表处理，建议origin等专业软件处理更好91