CFX培训教材06瞬态模拟专题培训课件

A Pera Global Company © PERA China原因自然界几乎所有流动都是瞬态流动 !在以下假设下，可以认为流动是稳态的 :•忽略非稳态波动•采用总 / 时均方法，忽略流动的波动性 ( 这也是为什么采用湍流模型模化湍流的原因 )在 CFD, 首选稳态的计算方法更小的计算代价更易处理和分析很多情况下，要求瞬态求解 :空气动力学 (Aerodynamics), 如飞行器、汽车等 – 涡脱落 (vortex shedding)旋转机械 Rotating Machinery – 转子 / 静子相互作用 , 停车 , 飞逸多相流 Multiphase Flows – 自由液面 , 空泡动力学变形计算域 Deforming Domains – 缸内燃烧非稳态热传递 Unsteady Heat Transfer – 瞬态加热和冷却更多A Pera Global Company © PERA China瞬态流动的起源自然的非稳定性流动的不稳定性或非稳定的初始流动状态导致非稳定流动例如 : 自然对流 , 所有尺度的湍流涡 , 流动波 ( 重力波 , 冲击波 )强迫非稳定性时间相关的边界条件 , 源项驱动的非稳定流场例如 : 喷嘴处的脉冲流 , 转子 - 静子节间的相互影响Kelvin-Helmholtz Cloud InstabilityRotor-Stator Interaction in an Axial CompressorA Pera Global Company © PERA China瞬态 CFD 模拟瞬态流域的模拟都是基于一个指定的时间周期可能的求解方法 :• 稳态求解 – 流动变量不随时间改变• 时间周期求解 – 流动变量以某种反复的模式波动也可以通过指定时间间隔的方法简单的进行流动分析 .• 自由面流动• 冲击波的运动• 等 .详细分析关心的量固有频率 ，如 . 斯特劳哈尔数 (Strouhal Number)时均 (Time-averaged) 和 / 或 均方根 (RMS) 值与时间相关的参数 ( 如 . 冷却一个热的固体的时间要求 , 污染物的扩散时间 )谱数据 – 快速傅里叶变换 (FFT)A Pera Global Company © PERA China20Timestep = 2 sInitial Time = 0 sTotal Time = 20 sCoefficient Loops = 52468 10 12 14 16 18Time (seconds)5 coefficient Loops通过计算不同离散时间点的方法完成瞬态模拟在每个时间点，都需要进行计算迭代如何求解瞬态问题A Pera Global Company © PERA China 对稳态计算也有相似的设置 通常的工作流程：1. 设置分析类型为 Transient2. 指定瞬态求解时间和时间步...