NO.1

數(shù)據(jù)處理-各種平均值的含義

四種平均：facet，area，mass，vertex應(yīng)該用哪個(gè)？

在Report definitions定義時(shí)，可以看到surface report中有四種平均，都是什么意思呢？又該選擇哪個(gè)？

1，Facet 是算數(shù)平均，計(jì)算的是面上的值求和然后除以面的個(gè)數(shù)

2，Area 是面積加權(quán)平均，就是每一項(xiàng)×面積相加后再除以總面積

3，Mass 是質(zhì)量加權(quán)平均，

4，Vertex 是節(jié)點(diǎn)平均，頂點(diǎn)平均的解釋指定字段變量在曲面上的頂點(diǎn)平均，是通過(guò)所選變量的頂點(diǎn)值之和除以頂點(diǎn)總數(shù)來(lái)計(jì)算的，計(jì)算的是面上的點(diǎn)的值求和然后除以點(diǎn)的個(gè)數(shù)，我理解的就是計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)的值相加以后再除以點(diǎn)的總數(shù)，浪高儀的設(shè)置就是用的這個(gè)平均。

每個(gè)平均得到的結(jié)果也有可能不同，看自己研究對(duì)象選擇哪個(gè)吧。

1

NO.2

VOF方法的原理

在 ANSYS Fluent 中采用了兩相流模型 體積分?jǐn)?shù)法 （VOF）來(lái)追蹤空氣與水的自由界面，該方法對(duì)兩相流體，各自定義了在每一個(gè)計(jì)算單元中所占的體積分?jǐn)?shù)函數(shù)。

什么意思呢，一開始我也不太懂，現(xiàn)在我覺(jué)得是這個(gè)意思

比如我們看見的現(xiàn)實(shí)的波浪，它的波動(dòng)都是在水面上，也就是水和空氣的交界面上，越往水下，其實(shí)波浪就不是太明顯了。所以把波浪看作表面波的話，那么波面的vof就等于0.5，即一半水，一半空氣的比例，后面設(shè)置 波面檢測(cè) ，就是這個(gè)原理。

VOF=Volume fraction ，即體積分?jǐn)?shù)（我理解的）

2

NO.3

如何設(shè)置浪高儀

前面鋪墊的兩個(gè)，就是為了理解浪高儀為什么要這樣設(shè)置。網(wǎng)上應(yīng)該有教程，但我一開始不理解為什么要這樣。

假設(shè)坐標(biāo)系如上圖，下面來(lái)介紹一下如何設(shè)置，以及為何要這樣設(shè)置浪高儀。因?yàn)椴榭吹氖撬嫔夏骋稽c(diǎn)隨著時(shí)間流動(dòng)，它的波面的變化。所以最終要建立一個(gè)點(diǎn)。而建立點(diǎn)的順序?yàn)槊?線-點(diǎn)

1、設(shè)置等值面ISO-surface

為什么不能設(shè)置一個(gè)平面或者直接設(shè)置一個(gè)點(diǎn)呢，因?yàn)閜lane和point，是不會(huì)隨著波浪移動(dòng)的，它就是固定的一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)面，那就沒(méi)辦法監(jiān)測(cè)它的波高。（我理解的）

點(diǎn)擊surface->create->ISO-surce，彈出以下界面，起個(gè)名字，然后選擇phase(相)，相選擇空氣和水都沒(méi)有影響，將ISO-values值設(shè)置為0.5，即水氣交界面，建立的就是一個(gè)水和空氣體積分?jǐn)?shù)始終都為0.5的等值面。基于模型建立，->create

2,建立線line--基于mesh

建立vof面后右邊就會(huì)出現(xiàn)vof面,在這個(gè)面上找一條線,基于mesh,基于z方向,就會(huì)建立一條線,可以compute以下,會(huì)出現(xiàn)z的最大值和最小值坐標(biāo),我一般選擇面上中心的那條線,就是z=0.4處了.

3,建立點(diǎn)-基于mesh

有了線,基于這條線,只要指定x的坐標(biāo),就能創(chuàng)建沿著x向不同的點(diǎn)了.

為什么要基于mesh ,一開始我不理解,mesh 就是網(wǎng)格的意思,網(wǎng)格又是怎么存儲(chǔ)的呢,以坐標(biāo)的形式,我覺(jué)得,每個(gè)網(wǎng)格中點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算機(jī)其實(shí)是已知的,就可以根據(jù)xyz坐標(biāo),建立各種數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn).

建立萬(wàn)可以display一下,看一下是不是正確的,這個(gè)圖上就明顯的有面-線-點(diǎn)了.

下面就是定義數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)了Report Definitions->New->Surface Report->Vertex Average,打開下個(gè)界面

基于mesh ,Y-coodinate,因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的波高,波高方向是y,所以要看要研究點(diǎn)的波高,即Y方向的變化的值.->ok就可以了,后面計(jì)算的時(shí)候,窗口會(huì)顯示這些數(shù)據(jù)的變化的.

這些數(shù)據(jù)都是.out文件,可以將后綴改成.txt文件,打開excel,打開->選擇該.txt文件,選擇分隔符號(hào),下一步,再選擇Tab鍵和空格,下一步,下一步,完成.數(shù)據(jù)就導(dǎo)入進(jìn)去了,刪除不用的文字就可以處理了.

3

**NO.4 **

參考?jí)毫?總壓,表壓

--這個(gè)可以看B站:計(jì)算傳熱學(xué)大叔,講的特別好,還通俗易懂

表壓 ，也叫相對(duì)壓力，fluent中存儲(chǔ)的是表壓，

參考?jí)毫?/strong> ，就是fluent中的操作壓力。

絕對(duì)壓力 ，如果是不可壓縮流動(dòng)，不用管這個(gè)參數(shù)，當(dāng)計(jì)算理想流體時(shí)，則必須要用到絕對(duì)壓力，它等于相對(duì)壓力＋參考?jí)毫Α?/p>

對(duì)不可壓流動(dòng)，絕對(duì)壓力沒(méi)有意義，壓差才有意義。

對(duì)于不涉及任何壓力邊界條件的不可壓縮流動(dòng),ANSYS FLUENT在每次迭代后要調(diào)整表壓值。這個(gè)過(guò)程通過(guò)使用參考?jí)毫ξ恢锰?或該位置附近)節(jié)點(diǎn)的壓力完成。因此,參考?jí)毫ξ恢锰幍谋韷簯?yīng)一直為0。如果使用了壓力邊界條件,則不會(huì)使用到上述關(guān)系,因此參考?jí)毫ξ恢貌槐皇褂谩?/p>

參考?jí)毫ξ恢媚J(rèn)為等于或接近(0,0,0)的節(jié)點(diǎn)中心位置。實(shí)際計(jì)算中可能需要設(shè)置參考?jí)毫ξ恢玫浇^對(duì)靜壓已知的位置處。在Operating Conditions對(duì)話框中的Reference Pressure Location選項(xiàng)組中設(shè)置新的參考?jí)毫ξ恢玫膞,y,z的坐標(biāo)即可。

如果要考慮某一方向的加速度,如重力,可以勾選Gravity復(fù)選框。

對(duì)于VOF計(jì)算,應(yīng)當(dāng)選擇SpecifiedOperating Density,并且在OperatingDensity 下為最輕相設(shè)置密度。這樣做排除了水力靜壓的積累,提高了round-off精度為動(dòng)量平衡。同樣需要打開 Implicit Body Force,部分平衡壓力梯度和動(dòng)量方程中體積力,提高解的收斂性。

ReferencePressure Location(參考?jí)簭?qiáng)位置)應(yīng)是位于流體永遠(yuǎn)是100%的某一相(空氣)的區(qū)域,光滑和快速收斂是其基本條件。

參考?jí)毫κ菫榱藴p少舍入誤差計(jì)算誤差設(shè)置的 。可以把流體域內(nèi)某一點(diǎn)設(shè)置成參考?jí)毫c(diǎn)，該點(diǎn)的壓力為0，這個(gè)參考點(diǎn)的壓力在每一步迭代后都會(huì)變成0，如果沒(méi)有這個(gè)錨點(diǎn)，每次計(jì)算迭代一步會(huì)飄。每一次迭代，其他點(diǎn)的壓力都要以該點(diǎn)作為參考。如果沒(méi)有壓力邊界，就要設(shè)置壓力參考點(diǎn)。當(dāng)然也可以設(shè)置在流體域外，fluent會(huì)自動(dòng)將離該點(diǎn)最近的流體域的點(diǎn)設(shè)為參考點(diǎn)。

1，壓力出口邊界有兩個(gè)參數(shù)，表壓默認(rèn)為0，默認(rèn)壓力出口處的靜壓為0

靜壓和總壓的區(qū)別：對(duì)于有粘性的流體來(lái)說(shuō)，根據(jù)伯努利定律，總壓驅(qū)動(dòng)流動(dòng)，總壓=靜壓＋動(dòng)壓，如果左右兩側(cè)的總壓，左邊大于右邊，那流體一定是從左向右流動(dòng)的。但靜壓不一定是左邊大于右邊，因?yàn)檫€有動(dòng)壓。但對(duì)于無(wú)粘性流體，沒(méi)有粘性損失，左右的總壓一定是一樣的。

2，對(duì)于回流出口邊界，總壓就是環(huán)境壓力。

4

**NO.5 **

二維mesh網(wǎng)格劃分,三角形和四邊形同時(shí)存在

我發(fā)現(xiàn)在畫二維網(wǎng)格時(shí)，在邊界添加尺寸后，畫出來(lái)的網(wǎng)格只在邊界上加密，而內(nèi)部區(qū)域非常差，也不是均勻分布的四邊形網(wǎng)格，我發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)闆](méi)有添加面網(wǎng)格尺寸

Constrain Boundary 選擇yes就可以畫出均勻網(wǎng)格了。

自己瞎試試,或許也能找到解決辦法.

5

NO.6

什么是源項(xiàng)

對(duì)固體傳熱什么的，只用考慮能量方程就可以了，因此固體只有一個(gè)方程,能量方程.但流體就不一樣了.

流體力學(xué)三大方程：

質(zhì)量方程（連續(xù)方程） kg/m3.s

**動(dòng)量方程 **N/m3（N.s/m3.s）

**能量方程 **W/m3（J/m3.s）

動(dòng)量方程： 每立方米空間內(nèi)加載的體積力

能量方程： 每立方米空間內(nèi)每秒的發(fā)/吸熱量。造波不涉及

質(zhì)量方程： 每立方米空間內(nèi)每秒產(chǎn)生的物質(zhì)質(zhì)量，一般用于傳質(zhì)過(guò)程。連續(xù)方程。

對(duì)于不可壓縮流體，密度為常數(shù)，所以就有

源項(xiàng)造波包括質(zhì)量源項(xiàng)和動(dòng)量源項(xiàng)造波 ，原理就是在動(dòng)量方程和質(zhì)量方程右邊添加一個(gè)源項(xiàng)。

源項(xiàng)的方程要根據(jù)自己的研究來(lái)定，我不太理解什么意思。我以為的可能就是比如質(zhì)量源造波，連續(xù)方程的右端本來(lái)是0，也就是他是處于一個(gè)平衡狀態(tài)的，這時(shí)候如果在右邊添加一個(gè)不為零的項(xiàng)，無(wú)異于給了它一個(gè)“推力”。看文獻(xiàn)說(shuō)，質(zhì)量源造波類似于水下爆炸，這個(gè)爆炸的能量使得水體不再靜止，開始流動(dòng)，從而形成波。海綿層消波的思想是在動(dòng)量方程的右邊添加一個(gè)源項(xiàng)，由于要消波，所以他的思想是希望產(chǎn)生和傳播過(guò)來(lái)的波相對(duì)抗的能量，也就是“1-1=0”的思想。明白了這些，UDF就可以編寫了，但這也是個(gè)大工程。(我理解的,可能不對(duì))

不管是什么源項(xiàng)，都是針對(duì)cell來(lái)說(shuō)的，所以他的定義實(shí)在cell-zone-conditions那里，而不是在boundary-conditions那里， 不同的區(qū)域添加的源項(xiàng)可能不同，這個(gè)可以在UDF時(shí)指定，也可以在DM畫圖時(shí)就已經(jīng)把區(qū)域分好，但還是建議在UDF編譯，這樣好改，如果模型已經(jīng)劃分好了固定了，后面改參數(shù)就比較麻煩了。

6

NO.7

擴(kuò)散項(xiàng)，非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)，源項(xiàng)的理解——NS方程

N_S方程根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)而來(lái)，實(shí)際上就是動(dòng)量的守恒，微原體左邊的動(dòng)量等于右邊，N-S描述的流體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律，就是動(dòng)量方程。只是有不同的形式。

即其對(duì)流項(xiàng)均采用散度形式表示的形式，這種控制方程的形式稱為控制方程的守恒形式，這種方程稱為守恒型的控制方程，即通用形式，分別為非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)，對(duì)流項(xiàng)，擴(kuò)散項(xiàng)和源項(xiàng)。從微元體的角度考慮，守恒型控制方程等價(jià)于非守恒型控制方程

對(duì)流項(xiàng)的意義就是“速度運(yùn)輸速度本身”，或者速度運(yùn)輸動(dòng)量。擴(kuò)散項(xiàng)是由梯度驅(qū)動(dòng)的，和擴(kuò)散定律及熱傳導(dǎo)一致，作用效果在于空間上重新分配動(dòng)量，從而減少速度梯度，使得速度場(chǎng)更光滑。

這可能就類似于,一個(gè)商場(chǎng)本來(lái)關(guān)著門,營(yíng)業(yè)的時(shí)候,大家都沖進(jìn)去了,那我們對(duì)這個(gè)商場(chǎng)來(lái)說(shuō)就是外來(lái)物,就是"源項(xiàng)",人與人之間的流動(dòng)是對(duì)流項(xiàng),如果這時(shí)候商場(chǎng)有個(gè)孕婦生了個(gè)孩子,那這個(gè)孩子就是擴(kuò)散項(xiàng),假設(shè)這時(shí)候商場(chǎng)達(dá)到一個(gè)平衡,但又有人進(jìn)來(lái)了(源項(xiàng)),商場(chǎng)又引起了波動(dòng),就產(chǎn)生了"波".(只是我的理解,可能不對(duì)).

我覺(jué)得ZhiHu上的這個(gè)回答更好理解.

7

**NO.8 **

DM中添加材料和添加凍結(jié)的區(qū)別

在DM中，沒(méi)有像ABAQUS一樣的裝配體功能，模型在默認(rèn)條件下是激活狀態(tài)（解凍）

所有的接觸在一起的解凍（又稱激活）狀態(tài)下的幾何體會(huì)自動(dòng)合并為一個(gè)零件，要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)零件，需要用到凍結(jié)功能.

在DM****中建模時(shí)

Add Material****表示添加材料，建立的幾何體將合并到與它相接觸的零件中；這時(shí)候即使你建立了兩個(gè)零件,如果它倆接觸了,那也會(huì)變成一個(gè)part.

Add Frozen****表示添加凍結(jié)體，建立的幾何體將成為獨(dú)立的零件，不管有沒(méi)有零件與它相互接觸。

8

NO.9

文件名后綴的意思

.h5文件：

目前新版的fluent默認(rèn)保存為.cas.h5文件，這個(gè)文件的優(yōu)勢(shì)是在于可以減小文件本身所占用的大小，缺點(diǎn)也十分明顯，不能讀入舊版tecplot中，就十分的麻煩。目前一共有三種解決方法；使用新版本

（2）輸入tui命令就可以很好的修改保存格式。輸入代碼為

f c n wcd 3

就可以非常快速的得到命名為123.cas和123.dat的文件。

動(dòng)畫存儲(chǔ)時(shí)，若不在Workbench環(huán)境中，通過(guò)桌面快捷方式單獨(dú)啟動(dòng)CFD-Post，則需要讀取.dat格式結(jié)果，不能讀取dat.h5格式結(jié)果

（3）點(diǎn)擊File -> Preference... -> Default Format for I/O -> legacy" 把CFF改成legacy即可 。以后保存就默認(rèn).cas和.dat了。

CFD-POST里面導(dǎo)入的是.dat文件，所以這一步還是很有必要的，要不然沒(méi)辦法后處理。我當(dāng)時(shí)算了結(jié)果卻導(dǎo)不進(jìn)POST里后處理,真的服了.

.cxa文件：點(diǎn)擊results--animations--animation play back-read ,讀取cxa文件，點(diǎn)擊播放即可觀看動(dòng)畫，也可用看圖軟件打開hmf文件

也可以在動(dòng)畫后處理的編輯對(duì)話框?qū)С鯩PEG格式的一系列圖片，然后可以用PS做成GIF動(dòng)圖，然后這些文件就沒(méi)用了。

.HSF文件： 動(dòng)畫文件，開頭的.cax文件相當(dāng)于一個(gè)目錄，計(jì)算的視頻順序都在里面。視頻文件。

9

NO.10

Fluent單位制

默認(rèn)為國(guó)際單位

m s kg

所以對(duì)于數(shù)據(jù)單位制、網(wǎng)格尺度等信息需要進(jìn)行檢查，保證單位制的統(tǒng)一。對(duì)于非國(guó)際單 位制的輸入，F(xiàn)LUENT 表達(dá)式在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)自動(dòng)且強(qiáng)制地轉(zhuǎn)換為國(guó)際單位制。

首先，在flunet材料設(shè)置中，這里的粘度指的是流體的“動(dòng)力粘度”也就是說(shuō)這里的kg/m-s是流體的動(dòng)力粘度，單位Pa.s等價(jià)于kg/m-s：