Fluent后處理

2016-11-09  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

利用 FLUENT 提供的圖形工具可以很方便的觀察 CFD 求解結(jié)果,并得到滿意的數(shù)據(jù)和圖形,用來(lái)定性或者定量研究整個(gè)計(jì)算。本章將重點(diǎn)介紹如何使用這些工具來(lái)觀察您的計(jì)算結(jié)果。

1 生成基本圖形

在FLUENT中能夠方便的生成網(wǎng)格圖、等值線圖、剖面圖,速度矢量圖和跡線圖等圖形來(lái)觀察計(jì)算結(jié)果。下面將介紹如何產(chǎn)生這些圖形。

一、生成網(wǎng)格圖

生成網(wǎng)格或輪廓線視圖的步驟

(1)打開(kāi)網(wǎng)格顯示面板

菜單:Display –〉Grid...

圖 4-1  網(wǎng)格顯示對(duì)話框

(2)在表面列表中選取表面。點(diǎn)擊表面列表下的 Outline 按鈕來(lái)選擇所有“外”表面。如果所有的外表面都已經(jīng)處于選中狀態(tài),單擊該按鈕將使所有外表面處于未選中的狀態(tài)。點(diǎn)擊表面列表下的 Interior 按鈕來(lái)選擇所有“內(nèi)”表面。同樣,如果所有的內(nèi)表面都已經(jīng)處于選中狀態(tài),單擊該按鈕將使所有內(nèi)表面處于未選中的狀態(tài)。

(3)根據(jù)需要顯示的內(nèi)容,可以選擇進(jìn)行下列步驟:

1)顯示所選表面的輪廓線,在圖 4-1所示的對(duì)話框中進(jìn)行如下設(shè)置:在 Options 項(xiàng)選擇Edges,在 Edge Type 中選擇 Outline。

2)顯示網(wǎng)格線 ,在 Options 選擇 Edges,在 Edge Type 中選擇 ALL。

3)繪制一個(gè)網(wǎng)格填充圖形,在 Options 選擇 Faces。顯示選中面的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn),在Options 選擇 Nodes。

(4)設(shè)置網(wǎng)格和輪廓線顯示中的其它選項(xiàng)。

(5)單擊 Display 按鈕,就可以在激活的圖形窗口中繪制選定的網(wǎng)格和輪廓線。

二、繪制等值線和輪廓圖

生成等值線和輪廓的步驟:

通過(guò)圖 4-2 所示的等值線對(duì)話框來(lái)生成等值線和輪廓。

菜單:Display –〉Contours...

圖 4-2 等值線對(duì)話框

生成等值線或輪廓的基本步驟如下:

(1) 在 Contours Of 下拉列表框中選擇一個(gè)變量或函數(shù)作為繪制的對(duì)象。首先在上面的列表中選擇相關(guān)分類;然后在下面的列表中選擇相關(guān)變量。

(2) 在 Surfaces 列表中選擇待繪制等值線或輪廓的平面。對(duì)于2D情況,如果沒(méi)有選取任何面,則會(huì)在整個(gè)求解對(duì)象上繪制等值線或輪廓。對(duì)于     3D情況,至少需要選擇一個(gè)表面。

(3) 在 Levels 編輯框中指定輪廓或等值線的數(shù)目。最大數(shù)為 100。

(4) 如果需要生成一個(gè)輪廓視圖,請(qǐng)?jiān)?Option 中選中 Draw Profiles 選項(xiàng)。在輪廓選項(xiàng)對(duì)話框中(如圖 4-3),可以如下定義輪廓:

圖 4-3 輪廓選項(xiàng)對(duì)話框

1)在 Reference Value 中為輪廓設(shè)置“0 高度”參考值,并在比例系數(shù)(Scale Factor)中設(shè)置投影的長(zhǎng)度比例因子。在定義的面上,任何節(jié)點(diǎn)值等于參考值(Reference Value)點(diǎn)都將被繪制在輪廓上。大于參考值(Reference Value)的點(diǎn)將被投影到定義面的前面。(按照投影方向(Projection Dir)中定義的方向)并且根據(jù)比例系數(shù)(Scale Factor)中的值進(jìn)行縮放;小于參考值(Reference Value)中的數(shù)值的點(diǎn)將被投影到定義面的后面并進(jìn)行縮放。

當(dāng)需要顯示一個(gè)變量的變化時(shí),如果變化值和變量值相比較小,采用比例系數(shù)參數(shù)可以用來(lái)產(chǎn)生較全面的輪廓。例如,當(dāng)需要顯示溫度變化范圍為 300K 到 310K 的溫度輪廓時(shí),如果我們采用默認(rèn)的比例系數(shù)(以絕對(duì)溫度 310K 為基數(shù))繪制溫度輪廓,那么 10K 的變化在圖中很難顯示出來(lái);為了產(chǎn)生一個(gè)較完善的輪廓,可以將參考值(Reference Value)設(shè)置為 300并設(shè)置比例系數(shù)(Scaling Factor)為5 來(lái)放大 10K 范圍在輪廓上的顯示大小。這樣就能夠詳細(xì)的觀察到 10K 范圍的變化。在隨后的輪廓顯示中,溫度為 300K 位處于基準(zhǔn)線,而其它數(shù)據(jù)在顯示時(shí),首先將減去300,并將其差值繪制在輪廓上。因而,輪廓上的圖像只顯示了相對(duì)于 300K 的溫度變化。

2)設(shè)置輪廓的投影方向(Projection Dir.)。如果是 2D 圖形,例如,在求解對(duì)象上的壓力等值線可以按 z 方向進(jìn)行投影來(lái)形成一個(gè)煙絲圖(carpet plot),或者對(duì) y 方向速度等值線沿 y 方向的切片進(jìn)行投影形成一系列的速度輪廓圖。

(3)點(diǎn)擊 Apply 按鈕關(guān)閉輪廓選項(xiàng)對(duì)話框。

(4)設(shè)置等值線和輪廓選項(xiàng)對(duì)話框中的其它選項(xiàng)。

(5)點(diǎn)擊顯示(Display)按鈕在激活的圖形窗口中來(lái)繪制指定的等值線和輪廓。

顯示的結(jié)果將包含選定變量的指定的等值線和輪廓的指定數(shù)目,同時(shí)并將其值量級(jí)的變化范圍在最小和最大區(qū)域按照增加的方式進(jìn)行顯示。

三、繪制速度向量圖

除了等值線圖與輪廓圖,另一種經(jīng)常用到的結(jié)果處理圖為在或選中的表面上繪制速度向量圖。默認(rèn)情況下,速度向量被繪制在每個(gè)單元的中心(或在每個(gè)選中表面的中心),用長(zhǎng)度和箭頭的顏色代表其梯度(圖 4-4)。包括幾個(gè)向量繪制設(shè)置參數(shù),可以用來(lái)修改箭頭的間隔、尺寸和顏色。注意在繪制速度向量時(shí)總是采用單元節(jié)點(diǎn)中心值;不能采用節(jié)點(diǎn)平均值進(jìn)行繪制。

生成速度向量圖的步驟:

(1)可以通過(guò)速度向量對(duì)話框來(lái)生成速度向量圖 

菜單:Display –〉Velocity Vectors...

圖 4-4 速度向量對(duì)話框

(2)在 Surfaces 列表中,選擇希望繪制其速度向量圖的表面。如果希望顯示的對(duì)象為整個(gè)求解對(duì)象,不要選擇列表中的任一項(xiàng)。

(3)設(shè)置速度向量對(duì)話框中的其它選項(xiàng)。

(4)單擊 Display 按鈕在激活的窗口中繪制速度向量圖。

四、顯示軌跡

軌跡被用來(lái)顯示求解對(duì)象的質(zhì)量微粒流。粒子由在 Surface 菜單中定義的一個(gè)或多個(gè)表面中釋放出來(lái)?，F(xiàn)形或楔行面經(jīng)常被使用(參考線形和楔形面)。

產(chǎn)生軌跡的步驟:

(1)可以通過(guò)軌跡線對(duì)話框來(lái)完成軌跡的生成 (如圖4-5). 

菜單:Display –〉Path Lines...

圖4-5 軌跡線對(duì)話框

(2)在 Release From Surfaces 列表中選擇相關(guān)平面。

(3)設(shè)置 Step size 和 Steps 的最大數(shù)目。Step Size 設(shè)置長(zhǎng)度間隔用來(lái)計(jì)算下個(gè)各微粒的位置。(注意當(dāng)一個(gè)微粒進(jìn)入/離開(kāi)一個(gè)表面是其位置通常由計(jì)算得到;即便指定了一個(gè)很大的Step Size,微粒在每個(gè)單元入口/出口的位置仍然被計(jì)算并被顯示)。Steps 設(shè)置了一個(gè)微粒能夠前進(jìn)的最大步數(shù)。當(dāng)一個(gè)微粒離開(kāi)求解對(duì)象并且其飛行的步數(shù)超過(guò)該值時(shí)將停止。如果希望微粒能夠前進(jìn)的距離超過(guò)一個(gè)長(zhǎng)度大于  L的求解對(duì)象,一個(gè)最簡(jiǎn)單的定義上述兩個(gè)參數(shù)的方法是是 Step Size 和 Steps 的乘積應(yīng)該近似等于 L。

(4)設(shè)置軌跡線對(duì)話框中的其它選項(xiàng)。

(5)擊 Display 按鈕繪制軌跡線,或者單擊 Pulse 按鈕來(lái)顯示微粒位置的動(dòng)畫(huà)。在動(dòng)畫(huà)顯示中 Pulse 按鈕將變成 Stop 按鈕,可以通過(guò)單擊該按鈕來(lái)停止動(dòng)畫(huà)的運(yùn)行。

五、顯示掃過(guò)面(sweep surface)結(jié)果

掃過(guò)面用來(lái)檢查計(jì)算域的網(wǎng)格,等值線,向量等而無(wú)須創(chuàng)建相應(yīng)的面。

1.生成掃過(guò)面步驟 

(1) 打開(kāi)掃過(guò)面面板。

菜單:display->surface

圖 4-6 掃過(guò)面面板

(2)指定掃過(guò)面的基準(zhǔn)軸,用來(lái)選擇方向(x,y,z)。

(3)點(diǎn)擊計(jì)算(Compute)更新最大最小值。

(4)在顯示方式中(display type)指定顯示方式,網(wǎng)格、等值線或者向量。

(5)拖動(dòng)滑動(dòng)條,觀察數(shù)據(jù)。

(6)如果希望保存現(xiàn)有面數(shù)據(jù),可以點(diǎn)擊生成(creat)按鈕,生成面。

2.動(dòng)態(tài)掃過(guò)面顯示

觀察動(dòng)態(tài)掃過(guò)面的步驟如下:

(1)指定軸。

(2)在動(dòng)畫(huà)(animation)選項(xiàng)中,輸入要?jiǎng)討B(tài)顯示的起始值(initial value)和結(jié)束值(finalvalue)。

(3)指定動(dòng)畫(huà)禎數(shù)。

(4)點(diǎn)擊動(dòng)態(tài)(animate)按鈕。

2 調(diào)整圖形顯示方式

生成基本圖形后,有許多種方法來(lái)調(diào)整圖形的顯示。經(jīng)常用到的包括如下幾種:

1. 圖形的重疊顯示,2. 輸入標(biāo)題和注釋,3. 改變圖形渲染方式。

一、圖形的重疊顯示

圖形的重疊顯示可以用來(lái)在一幅圖表中顯示不同的基本圖表,可以把等值線圖和矢量圖一起顯示,這樣更容易觀察數(shù)據(jù)的變化。圖形的重疊顯示步驟非常簡(jiǎn)單,只要打開(kāi)重疊顯示功能,在場(chǎng)景菜單中選擇重疊就可以了。

菜單:display->scene

一旦激活了重疊選項(xiàng),后面所生成的所有圖形都會(huì)在圖形窗口中重疊顯示,要想生成不重疊的圖形必須首先確保沒(méi)有選中重疊選項(xiàng)。

二、輸入標(biāo)題和注釋

Fluent 生成的圖形在默認(rèn)情況下都包含有標(biāo)題,用來(lái)顯示計(jì)算的主要數(shù)據(jù),例如時(shí)間,模型等等。如果希望改變標(biāo)題的內(nèi)容、大小、顏色等,可以用用文本命令或者顯示面板來(lái)完成。

1.使用/不使用標(biāo)題和色彩范圍

可以選擇不顯示標(biāo)題,只要在顯示面板選項(xiàng)中確定標(biāo)題項(xiàng)不被選擇就可以了。

菜單:display->options

注意可以用文本命令進(jìn)行標(biāo)題的修改。命令為:

Display->set-〉windows->text 修改文本文字

Display->set->windows->scale->修改大小

2. 修改標(biāo)題

輸入命令 display->set->title,就可以輸入標(biāo)題了。注意必須用雙引號(hào)(“”)把標(biāo)題包起來(lái),否則會(huì)提示無(wú)效。

3. 使用/不使用軸線

只要在顯示選項(xiàng)面板中不選擇該項(xiàng)就可以了。

菜單:display->options

4. 添加注釋

有兩種添加注釋的方法,可以用鼠標(biāo)注釋方法和用注釋面板。

(1)用注釋面板添加注釋

菜單:display->annotate 

1.選擇字體,大小,顏色。

2.輸入文字

3.點(diǎn)擊添加。

(2)用鼠標(biāo)注釋功能添加

首先需要在鼠標(biāo)按鈕面板中設(shè)定一個(gè)按鍵為注釋鍵。然后用定義的注釋鍵在圖形中點(diǎn)擊希望注釋的位置,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)光標(biāo)便可以輸入注釋了。

(3)編輯存在注釋

一旦添加注釋,便可以用注釋面板或者鼠標(biāo)注釋功能修改注釋的字體,顏色等。

三、修改圖形渲染方式

根據(jù)所計(jì)算的流場(chǎng)幾何形狀和圖形硬件和軟件的不同,可以修改圖形渲染方式。

菜單:display->options,打開(kāi)顯示選項(xiàng)面板。

1.可以調(diào)整的參數(shù)包括:

(1)線寬,默認(rèn)為 1 個(gè)像素。

(2)點(diǎn)符號(hào):默認(rèn)情況下用“+”號(hào)代表點(diǎn),可以在下拉菜單中選擇不同的樣式。

(3)動(dòng)態(tài)線框:當(dāng)用鼠標(biāo)調(diào)整顯示時(shí),會(huì)出現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)線框。

(4)雙倍緩存:可以極大地減少顯示器的不平穩(wěn)。

(5)外部面顯示選擇:可以選擇不顯示外壁面。

(6)移動(dòng)時(shí)隱藏線:推薦在 3D 時(shí)選擇該項(xiàng)。

2.顯示設(shè)備信息

可以點(diǎn)擊顯示選項(xiàng)中的信息(info)選項(xiàng)查看顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)適配器信息。

3 構(gòu)建場(chǎng)景

當(dāng)生成了某種視圖以后,往往需要調(diào)整其參數(shù)來(lái)增強(qiáng)圖形的效果。這些調(diào)整可以在視圖描述面板中完成

菜單:display->scene

圖 4-7 視圖描述面板

一、選擇操作對(duì)象

為了使圖中的對(duì)象進(jìn)行操作,必須首先選擇對(duì)象,使其成為當(dāng)前的工作對(duì)象。對(duì)象的選擇非常簡(jiǎn)單,只要在名稱列表中選擇就可以了。可以選擇一個(gè)或者多個(gè)對(duì)象同時(shí)進(jìn)行操作。

二、改變對(duì)象顯示方式

為了增強(qiáng)圖形的顯示效果,可以改變對(duì)象的顏色、可視性以及視圖中其他對(duì)象的參數(shù)來(lái)達(dá)到目的。例如,如果想顯示一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的全部網(wǎng)格,可以選擇隱藏部分網(wǎng)格而達(dá)到突出邊界等部分網(wǎng)格的目的。這些功能都可以在顯示屬性面板中完成(display propertiespanel)。

圖 4-8 顯示屬性面板

三、移動(dòng)場(chǎng)景中的對(duì)象

在構(gòu)建場(chǎng)景時(shí),往往需要把某些對(duì)象從初始位置移動(dòng)以突出顯示效果。要完成這種操作也非常簡(jiǎn)單,只要選擇好移動(dòng)對(duì)象,然后在移動(dòng)面板中輸入合適的位移距離,或者旋轉(zhuǎn)等其他參數(shù)就可以了。位移面板如圖4-9所示。

圖 4-9 移動(dòng)面板

4 動(dòng)畫(huà)技術(shù)

在 Fluent 軟件中可以生成關(guān)鍵禎動(dòng)畫(huà),通過(guò)把靜態(tài)的圖像轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的圖像,可以大大加強(qiáng)結(jié)果的演示效果。動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)建需要在動(dòng)畫(huà)面板中完成。圖4-10。

菜單:display->scene animation

圖 4-10 動(dòng)畫(huà)面板

另外利用求解動(dòng)畫(huà)面板(solutions animation panel)還可以創(chuàng)建時(shí)間步動(dòng)畫(huà)。

一、動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)建

創(chuàng)建關(guān)鍵禎動(dòng)畫(huà)的步驟如下:(最多 3000 禎)。

1.輸入禎數(shù)。

2.選則需要的關(guān)鍵禎?？梢园ú煌暯堑挠^察。

3.選擇關(guān)鍵禎的時(shí)間。

4.利用關(guān)鍵禎構(gòu)成動(dòng)畫(huà)。

5.可以回放檢查效果,滿意后選擇保存。

二、動(dòng)畫(huà)的保存

動(dòng)畫(huà)創(chuàng)建完成后可以進(jìn)行保存方便以后的查閱和結(jié)果的展示,Fluent 支持四種動(dòng)畫(huà)格式:動(dòng)畫(huà)文件(Fluent 專用)、硬拷貝文件,保存動(dòng)畫(huà)的每一禎、MPEG 文件、Video 文件。

1.動(dòng)畫(huà)文件

該種文件只可以被 Fluent 軟件識(shí)別和讀取數(shù)據(jù),特點(diǎn)是文件小,不失真。 

2.硬拷貝文件

改種文件把動(dòng)畫(huà)的每一禎生成一個(gè)圖像,可以為不同的圖像格式(例如jpg,bmp 和 tiff 格式)。生成硬拷貝動(dòng)畫(huà)文件的步驟如下:

1.在面板中的 write/record format 中選擇硬拷貝(hard copy).

2.在硬拷貝選項(xiàng)中設(shè)定圖像參數(shù)。

3.在動(dòng)畫(huà)面板中點(diǎn)擊寫(xiě)(write)開(kāi)始保存文件。

三、 讀取動(dòng)畫(huà)文件

動(dòng)畫(huà)文件的讀取非常方便,首先單擊動(dòng)畫(huà)面板中的讀取(read)按鈕,會(huì)打開(kāi)選擇文件面板(selece file dialog panel),只要選擇目標(biāo)文件便可以打開(kāi)動(dòng)畫(huà)文件。

5 繪圖類型

一、XY 曲線圖

XY 曲線由線或者數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)成。理論上所有的變量可以用該功能繪制曲線。另外,甚至可以讀入由其他軟件生成的數(shù)據(jù)文件來(lái)比較計(jì)算結(jié)果。

1、 計(jì)算數(shù)據(jù) XY 曲線繪制

生成 XY 曲線步驟:

(1)打開(kāi)計(jì)算結(jié)果 xY 曲線面板(所露體 XY 曲線面板)。如圖 4-11。

菜單:plot->XY plot

圖 4-11 計(jì)算結(jié)果 XY 曲線面板

(2)選擇繪圖變量。

(3)選擇繪圖方向

(4)選擇繪制曲線的表面。

(5)單擊 plot 按鈕,繪制曲線。

2.XY 曲線格式

由 Fluent 軟件生成的 XY 曲線文件包含如下信息:

1.曲線名稱、

2.坐標(biāo)系名稱

3.曲線變量與成對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)

二、柱狀圖

柱狀圖由柱狀圖的高低代表數(shù)據(jù)的頻率?？梢詫?duì)柱狀圖添加注釋

柱狀圖可以在圖形窗口中顯示或者在對(duì)話窗口中顯示。柱狀圖的橫坐標(biāo)為變量的值,縱坐標(biāo)為是占總網(wǎng)格數(shù)的百分比。

1、 計(jì)算數(shù)據(jù)柱狀圖繪制

生成柱狀圖步驟:

(1)打開(kāi)計(jì)算結(jié)果柱狀圖面板。如圖 4-12。

菜單:plot->histogram…

圖 4-12 求解柱狀圖面板

(2)選擇標(biāo)量。

(3)設(shè)定數(shù)據(jù)間隔點(diǎn),默認(rèn)情況下為十個(gè)間隔。

(4)設(shè)定曲線格式。

(5)單擊 plot 按鈕,生成圖表。

2.柱狀圖參數(shù)

除了前面提到的軸線和曲線屬性,唯一還可以進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)便是柱狀圖的次范圍。 

(1)為柱狀圖設(shè)定范圍

在默認(rèn)情況下,柱狀圖的繪制范圍為全部的變量值,如果希望只繪制較小的范圍,可以手工限定范圍。

要想手工設(shè)定范圍,首先要首先除掉面板中的自動(dòng)范圍(auto range)。然后就可以編輯范圍的最大最小值,要顯示默認(rèn)的范圍,只要點(diǎn)積極宋(compute)按鈕就可以了

三、修改坐標(biāo)軸屬性

可以通過(guò)修改 XY 曲線和柱狀圖的坐標(biāo)軸格式來(lái)調(diào)整圖表的標(biāo)題,尺寸,范圍,數(shù)目,主要尺寸和最小標(biāo)尺。對(duì)于每一種曲線,XY 曲線,殘差曲線,和柱狀圖,都可以在坐標(biāo)軸(axes panel)面板中設(shè)置坐標(biāo)軸格式,如圖 4-13。

圖 4-13 坐標(biāo)軸面板

要打開(kāi)坐標(biāo)軸面板,可以單擊繪圖窗口中的坐標(biāo)軸(axes)按鈕就可以了。

四、 修改曲線特性

XY 曲線與直方圖中的曲線可以綜合。使用任何 Fluent 軟件提供的線形和符號(hào)?？梢杂们€面板(cureve panel)修改曲線的樣式、寬度、顏色、符號(hào)、尺寸、符號(hào)顏色等屬性。面板如 4-14。

圖 4-14 曲線面板

由于曲線屬性的設(shè)置與 Excel 電子表格中的設(shè)置基本一樣,這里不一一介紹其用法。打開(kāi)曲線面板的程序?yàn)樵诟鞣N繪圖面板

五、計(jì)算報(bào)告

在后處理過(guò)程中,可以利用 FLUENT 提供的工具計(jì)算邊界上或內(nèi)部面上各種變量的積分值,可以計(jì)算的項(xiàng)目包括邊界上的質(zhì)量流量、邊界上的作用力和力矩、流場(chǎng)變量的平均值和質(zhì)量平均值,并可以設(shè)置無(wú)量綱系數(shù)的參考量、計(jì)算幾何體的投影面積、繪制幾何數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)的柱狀圖,最后可以打印或者以文件形式保存一個(gè)包括模型參數(shù)、邊界條件和求解參數(shù)設(shè)置等信息在內(nèi)的簡(jiǎn)要報(bào)告。

1、 生成通量報(bào)告步驟

生成通量報(bào)告的步驟非常簡(jiǎn)單,只需要使用 Flux Reports(通量報(bào)告)面板便可以生成邊界上的質(zhì)量流量、熱流量或者輻射換熱量。流量報(bào)告面板(如圖 4-15 所示)可以用下列菜單命令啟動(dòng):

菜單:Report->fluxes

圖 4-15 Flux Reports(通量報(bào)告)面板

生成報(bào)告步驟如下:

1.從 Options(選項(xiàng))中選擇計(jì)算變量:Mass Flow Rate(質(zhì)量流量)、Total Heat TransferRate(總的熱流量)或 Radiation Heat Transfer Rate(輻射換熱量)。

2.在 Boundaries(邊界)列表中選擇目標(biāo)邊界。

3.單擊 compute(計(jì)算)按鈕,在 Results(結(jié)果)列表框中將顯示所選擇邊界區(qū)域的流量計(jì)算結(jié)果,并且在 Results(結(jié)果)列表框下面的窗體中顯示參與計(jì)算的所有區(qū)域流量的和。

2、 邊界上作用力的計(jì)算

在 FLUENT 中可以計(jì)算和報(bào)告指定方向上的作用力和以指定點(diǎn)為參考點(diǎn)的力矩。該功能可以用來(lái)計(jì)算升力系數(shù)、阻力系數(shù)、力矩系數(shù)等。

使用 Force Reports(作用力報(bào)告)面板,可以算出某個(gè)邊界在指定方向上受到的作用力,或繞指定點(diǎn)的力矩,如圖4-16所示。啟動(dòng)這個(gè)面板的菜單操作如下:

菜單:Report->Forces

圖 4-16 Force Reports 面板

生成作用力報(bào)告的具體步驟如下:

1.在 Options(選項(xiàng))下選擇 Forces(作用力)或 Moments(力矩)設(shè)定計(jì)算內(nèi)容。

2.若選擇生成作用力報(bào)告,則需要在 Force Vector(作用力矢量)中指定作用力方向的 X、Y 和 Z 分量;若選擇生成力矩報(bào)告,則需要在 Moment Center(力矩中心)中指定力矩中心的 X、Y 和 Z 坐標(biāo)。

3.在 Wall Zones(邊界區(qū)域)列表中選擇需要計(jì)算力和力矩的邊界。

類似于邊界流量報(bào)告中的選擇方法,如果需要選擇多個(gè)邊界區(qū)域,可以用邊界名稱樣式(Wall Name Pattern)選擇。

4.單擊Print(輸出)按鈕。在操作臺(tái)窗口(文本窗口)中將顯示出對(duì)于已選擇的邊界沿著指定方向的作用力矢量或繞指定力矩中心的壓力、粘性力、合力或力矩,以及壓力系數(shù)、粘性力、合力或力矩的系數(shù)。在報(bào)告末尾是所有指定邊界上的力和力矩及與它們相關(guān)的系數(shù)。

3、 計(jì)算投影面積

可以用 Projected Surface Areas(投影面積)面板(見(jiàn)圖 4-17)計(jì)算指定的面沿 X、Y或 Z 軸方向(例如在 YZ、XZ 或 XY 平面上)的投影面積。啟動(dòng)這個(gè)面板的菜單操菜單:Report -> Projected areas

計(jì)算投影面積的過(guò)程如下:

1.選擇投影方向(X、Y 或 Z)。

2.在 Surfaces(表面)列表中選擇準(zhǔn)備計(jì)算其投影面積的面。

3.設(shè)置 Min Feature Size(最小特征尺寸),用來(lái)指定面中最小的幾何構(gòu)形的長(zhǎng)度(如果用戶不能確定最小的幾何特征的尺寸,也可以使用軟件中設(shè)定的缺省值)。

4.單擊 Compute(計(jì)算)按鈕,面積值將出現(xiàn)在 Area(面積)框和控制臺(tái)窗口中。

5.為了改善面積計(jì)算的精確度,用戶可以降低 Min Feature Size 到原來(lái)值的一半再計(jì)算。重復(fù)這個(gè)過(guò)程直到計(jì)算出的面積值不再改變。注意不要調(diào)整得過(guò)小,因?yàn)槟菢訒?huì)占用大量的內(nèi)存。

圖  4-17 Projected Surface Areas(投影面積)面板

需要注意的是,這項(xiàng)計(jì)算僅在三維情況下可以使用。

4、 表面積分

使用 Surface Integrals(面積分)面板(如圖 4-18),可以獲得一份含有表面面積、質(zhì)量流量、變量積分、變量流量、加法和、面最大值、面最小值、節(jié)點(diǎn)最大值、節(jié)點(diǎn)最小值,或質(zhì)量加權(quán)平均、面積加權(quán)平均、單元面平均和頂點(diǎn)平均等變量的平均值等數(shù)據(jù)在內(nèi)的計(jì)算報(bào)告。啟動(dòng)該面板的菜單操作如下:

菜單:Report -> Surface Integrals

生成報(bào)告的步驟如下:

1.在 Report Type(報(bào)告類型)中選擇 Area(面積)、Integral(積分)、Area-Weighted Average(面積加權(quán)平均)、Flow Rate(變量流量)、Mass Flow Rate(質(zhì)量流量)、Mass-Weighted Average(質(zhì)量加權(quán)平均)、Sum(加法和)、Facet Average(單元面平均)、Facet Minimum(單元面最小值)、Facet Maximum(單元面最大值)、Vertex Average(節(jié)點(diǎn)平均值)、Vertex Minimum(節(jié)點(diǎn)最小值)或 Vertex Maximum(節(jié)點(diǎn)最大值)等準(zhǔn)備計(jì)算的參數(shù)。

2.如果需要計(jì)算的是面積或質(zhì)量流量報(bào)告,則忽略此步,直接進(jìn)入下一步。否則在Field Variable(流場(chǎng)變量)中選擇用戶在表面積分中準(zhǔn)備使用的場(chǎng)變量:首先在上面的下拉列表中選擇變量的種類,然后在下面的下拉列表中確定最終計(jì)算的變量。

3.在 Surfaces(面)列表中選擇表面積分所使用的面。如果準(zhǔn)備選擇幾個(gè)類型相同的面,可以通過(guò)在 Surface Types(面類型)中選擇面類型來(lái)實(shí)現(xiàn)——所有屬于被選定類型的面將被自動(dòng)選擇。如果某個(gè)面已經(jīng)被選擇的話,則該操作將對(duì)取消對(duì)它的選擇。

當(dāng)然對(duì)于面的選擇也可以使用 Surface Name Pattern(面名稱樣式)進(jìn)行。

圖 4-18 面積分(Surface Integrals)面板

4.單擊 Compute(計(jì)算)按鈕。根據(jù)用戶選擇的不同,結(jié)果顯示欄上方的名稱將調(diào)整為 Area(面積)、Integral(積分)、Area-Weighted Average(面積加權(quán)平均)、Flow Rate(變量流量)、Mass Flow Rate(質(zhì)量流量)、Mass-Weighted Average(質(zhì)量加權(quán)平均)、Sum(加法和)、Facet Average(單元面平均)、Facet Minimum(單元面最小值)、FacetMaximum(單元面最大值)、Vertex Average(節(jié)點(diǎn)平均值)、Vertex Minimum(節(jié)點(diǎn)最小值)或 Vertex Maximum(節(jié)點(diǎn)最大值)等。

5、 體積分

使用 Volume Integrals(體積分)面板,可以獲得區(qū)域的體積或者指定變量的加法和、體積積分、體積加權(quán)平均、質(zhì)量加權(quán)積分或質(zhì)量加權(quán)平均。啟動(dòng)該面板的菜單操作如下:Report -> volume integrals

生成體積分報(bào)告的步驟如下:

1.在 Options(選項(xiàng))下可以選擇 Volume(體積)、Sum(加法和)、Volume Integral(體積分)、Volume-Average(體積平均)、Mass Integral(質(zhì)量積分)或者 Mass-Average(質(zhì)量平均)來(lái)指定準(zhǔn)備計(jì)算的內(nèi)容。

2.如果只希望計(jì)算區(qū)域的體積,則忽略此步,直接進(jìn)入下一步,否則在 Field Variable(場(chǎng)變量)下拉列表中選擇參與計(jì)算的場(chǎng)變量。首先,在上面的下拉列表中選擇場(chǎng)變量的種類,然后從下面的列表中確定最后計(jì)算的變量。

圖 4-19 Volume Integralsl(體積分)面板

3.在 Cell Zones(網(wǎng)格區(qū)域)列表中選擇將要進(jìn)行計(jì)算的區(qū)域。

4.單擊 Compute(計(jì)算)按鈕。根據(jù)用戶選擇的不同,結(jié)果顯示欄上面的名稱將自動(dòng)調(diào)整為 Total Volume(總體積)、Sum(加法和)、Total Volume Integral(總體積積分)、Volume-Weighted Average(體積加權(quán)平均)、Total Mass-Weighted Integral(總質(zhì)量加權(quán)平均)或 Mass-Weighted Average(質(zhì)量加權(quán)平均)等。

6、 柱狀圖報(bào)告

在FLUENT 中,用戶可以在控制臺(tái)窗口(文本窗口)中以柱狀圖格式打印出幾何和結(jié)果數(shù)據(jù),或者在圖形窗口中畫(huà)出一個(gè)柱狀圖。用戶可以用Histogram(解的柱狀圖)面板生成一個(gè)這樣的柱狀圖,啟動(dòng)該面板的菜單操作為:

菜單:Plot->Histogram

圖4-20 Histogram(解的柱狀圖)面板

要生成這樣一份報(bào)告,應(yīng)該點(diǎn)擊Print(文字輸出)按鈕,而不要按Plot(繪圖)按鈕。

7、 參考值設(shè)定

參考值的設(shè)定在 Reference Values(參考值)面板(如圖4-21)中進(jìn)行,啟動(dòng)該面板的菜單:Report -> reference values

圖 4-21 Reference Values(參考值)面板

可以人工輸入?yún)⒖贾祷蛘咭赃吔缟系奈锢砹繛榛鶞?zhǔn)計(jì)算參考值,可以被設(shè)定的參考值有 Area(面積)、Density(密度)、Enthalpy(焓)、Length(長(zhǎng)度)、Pressure(壓強(qiáng))、Temperature(溫度)、Velocity(速度)、dynamic Viscosity(動(dòng)力粘度)和 Ratio Of Specific Heats(比熱比)。對(duì)于二維問(wèn)題,還可以定義   Depth(深度)。這個(gè)值用于計(jì)算通量和作用力,其單位是單獨(dú)設(shè)定的,與 Set Units(單位設(shè)置)面板中設(shè)置的長(zhǎng)度單位無(wú)關(guān)。

如果用戶想根據(jù)某個(gè)邊界條件計(jì)算參考值,需要在Compute From(從……計(jì)算)下拉列表中選擇該邊界區(qū)域的名稱。需要注意的是,這種獲得參考值的方法僅能用于部分參考值的設(shè)置。比如參考長(zhǎng)度和面積就不能從邊界條件中導(dǎo)出,用戶仍然需要人工設(shè)定這些值。

在使用人工方式設(shè)定參考值時(shí),用戶只要簡(jiǎn)單地在參考值(Reference Values)旁邊的輸入欄中鍵入每個(gè)值即可。

如果計(jì)算模型中使用了多個(gè)參考坐標(biāo)系,或者在計(jì)算中使用了滑移網(wǎng)格,則可以畫(huà)出相對(duì)于指定參考區(qū)域的速度和其它相關(guān)量。在 Reference Zone(參考區(qū)域)下拉列表中選擇期望的區(qū)域,改變參考區(qū)域可以使用戶獲得相對(duì)于不同區(qū)域的速度值(還有總壓、溫度等)。

8、 關(guān)于算例設(shè)置的摘要報(bào)告

在計(jì)算過(guò)程中有時(shí)需要查閱算例設(shè)置,包括物理模型、邊界條件、材料屬性和求解控制參數(shù)等等。在FLUENT中可以將所有這些設(shè)置放在一份報(bào)告中,這樣就大大減少了在大量面板中逐個(gè)檢查算例設(shè)置情況的麻煩。

用 Summary(摘要)面板可以得到一個(gè)關(guān)于算例設(shè)置的摘要報(bào)告(見(jiàn)圖4-22),啟動(dòng)該面板的菜單操作如下:

菜單:Report -> Summary...

圖 4-22 Summary(摘要)面板

生成一個(gè)摘要報(bào)告的步驟如下:

1.在 Report Options(報(bào)告選項(xiàng))列表中選擇用戶想在報(bào)告中看到的信息,可供選擇的項(xiàng)目包括 Models(模型)、Boundary Conditions(邊界條件)、Solver Controls(求解器控制參數(shù))和 Material Properties(材料性質(zhì))。

2.如果單擊 Print(文本輸出)按鈕,則信息在 FLUENT 的控制臺(tái)窗口里面輸出;如果單擊 Save(保存)按鈕,并在 Select File(文件選擇)窗口中輸入文件名,則信息將被保存在一個(gè)文本文件中。

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