Разработка методики расчета аэродинамических характеристик с помощью комплекса ANSYS CFX на примере (стр. 10 из 20)
2.2.2 Расчет с помощью ANSYSCFX
2.2.2.1 Модуль CFX-Pre
1.После включения модуля CFX-Pre создадим новый General (
) проект с помощью – Createanewsimulation 
, под любым именем и сохраним его нажатием на клавишу Save, после этого мы увидим окно, показанное на Рис. 2.37. 
Рис. 2.37. Модуль CFX-Pre
2. Теперь нам необходимо импортировать созданную сетку, для этого выполним ImportMesh
, далее в появившемся окне (показанном на Рис. 2.38) в графе MeshFormat выставляем ICEMCFD, потом после нажатия на 
указываем путь к фиалу с созданной сеткой, в графе MeshUnits выставляем mи нажимаем на Ok, после чего будет загружена наша сетка (Рис. 2.39). 
Рис. 2.38. Окно импорта сетки
Рис. 2.39. Результат загрузки созданной сетки
3. Теперь нам необходимо определить Domain (Область расчета), с помощью команды CreateaDomain
, после нажатия на данную пиктограмку, появится окно запрашивающее имя создаваемой области (Менять не будем), далее после нажатия на кнопку «Ok», появится окно показанное на Рис. 2.40 Заполним его, руководствуясь таблицей 2.8.
Рис. 2.40. Окно Domain
Таблица 2.8
Параметры заполнения окна Domain
| Закладка | Графа | Значение |
| GeneralOptions | BasicSettings > Location | Assembly |
| Basic Settings > Domain Type | Fluid Domain | |
| Basic Settings >Fluids List | Air Ideal Gas | |
| Domain Models>Pressure>Reference Pressure | 108987 [Pa] | |
| Domain Models>Buoyancy>Option | Non Buoyant | |
| Domain Models>Domain Motion>Option | Stationary | |
| Fluid Models | Heat Transfer Model>Option | Total Energy |
| Turbulence Model>Option | Shear Stress Transport | |
| Turbulence Model>Advanced Model Control > Compressible Production | 3.0 |
Примечание: в графах, о которых не упоминается в таблице никаких изменений вносить не нужно.
4. Далее необходимо внести поправки в параметры среды, для этого двойным левым кликом в дереве на
AirIdealGas находящемся в левой части окна CFX-Pre, откроем окно параметров среды, и внесем соответствующие поправки, руководствуясь таблицей 2.9.Таблица 2.9
Поправки в параметрах среды
| Закладка | Графа | Значение |
| Material Properties | Thermodynamic Properties > Specific Heat Capacity > Reference Pressure | 108987 [Pa] |
| Thermodynamic Properties > Specific Heat Capacity > Ref. Temperature | 255,6 [K] | |
| Transport Properties > Dynamic Viscosity > Option | Value | |
| Transport Properties > Dynamic Viscosity > Dynamic Viscosity | 1,639e-05 [kg m^-1 s^-1] |
Теперь перед тем как накладывать граничные условия, рассмотрим рекомендуемые сочетания граничных условий приведенных в [3].
Рекомендуемые сочетания граничных условий
Поскольку в любой задаче обязательно существует несколько типов граничных условий (ГУ), возникает вопрос об оптимальном их сочетании и даже о корректности совместного использования некоторых типов ГУ.
Наиболее устойчивым сочетанием ГУ является задание скорости или массового расхода на входе и статического давления на выходе расчетной области. В этом случае полное давление на входе определяется расчетом.
Также весьма устойчивым является сочетание полного давления на входе и скорости или расхода на выходе. Статическое давление на выходе и скорость на входе определяются расчетом. Однако комбинация полного давления на входе со статическим давлением на выходе является очень чувствительной к начальным значениям. Массовый расход при этой комбинации ГУ определяется расчетом.
Не рекомендуется задавать статическое давление на входе и выходе. Массовый расход и полное давление на входе являются результатами расчета, однако граничные условия слабо обусловливают расчетную область. Задание полного давления на выходе является недопустимым.
Если при заданном условии Outlet на выходе рядом с расчетной границей возможно формирование рециркуляционной зоны, то на этой границе рекомендуется использовать условие Opening. Можно также попробовать удлинить расчетную область, переместив таким образом границу выхода подальше от зоны обратных токов. [3]
С учетом вышесказанного на каждую поверхность наложим следующие граничные условия.
а) INL, FRONTBOTTOM – Inlet (Вход) с заданием скорости потока
под углом 
.б) OUT, FRONT TOP – Opening (Открытыйвыход).
в) SYML, SYML – Symmetry (Граничное условие симметрии потока).
г) WALL– Wall (Стена без проскальзывания).
5. Рассчитаем скорость воздушного потока
. Согласно формулам (2.4) и (2.5). 
м/с.6. При наложении граничных условий нам понадобится разложить скорость на две составляющие по оси абсцисс X(U) и по оси ординат Y(V), для этого воспользуемся формулами (2.7).
(2.7)Тогда
7. Далее необходимо наложить граничные условия, делается это с помощью команды CreateaBoundaryCondition
. Наложим следующие граничные условия, руководствуясь таблицами 2.10 – 2.13.а) Name – Inl:
Примечание: Для того чтобы выдели два или более объектов необходимо нажать
, и в появившемся окне с нажатой клавишей «Ctrl» выделить все что необходимо.Таблица 2.10
Параметры граничного условия Inl
| Закладка | Графа | Значение |
| Basic Settings | Boundary Type | Inlet |
| Location | INL, FRONT BOTTOM | |
| Boundary Details | Flow Regime > Option | Subsonic |
| Mass And Momentum > Option | Cart. Vel. Components | |
| Mass And Momentum > U |  | |
| Mass And Momentum > V |  | |
| Mass And Momentum > W | 0 | |
| Turbulence > Option | Zero Gradient | |
| Heat Transfer > Option | Static Temperature | |
| Heat Transfer > Option > Static Temperature | 255,6 [K] |
б) Name – Out:
Таблица 2.11
Параметры граничного условия Out
| Закладка | Графа | Значение |
| Basic Settings | Boundary Type | OPENING |
| Location | OUT, FRONT TOP | |
| Boundary Details | Flow Regime > Option | Subsonic |
| Mass And Momentum > Option | Opening Pres. and Dirn | |
| Mass And Momentum > Relative Pressure | 0 [Pa] | |
| Turbulence > Option | Zero Gradient | |
| Heat Transfer > Option | Static Temperature | |
| Heat Transfer > Option > Static Temperature | 255,6 [K] |
в) Name – Sym.
Таблица2.12
Параметрыграничногоусловия Sym L
| Закладка | Графа | Значение |
| Basic Settings | Boundary Type | Symmetry |
| Location | SYM L, SYM R |
г) Name – Wall.
Таблица 2.13
Параметры граничного условия Wall
| Закладка | Графа | Значение |
| BasicSettings | BoundaryType | Wall |
| Location | Wall | |
| BoundaryDetails | Wall Influence On Flow > Optios | No Slip |
Если в процессе наложения граничных условий были введены неправильные параметры, или нужно просто поменять значения граничных условии, то нужно просто двойным кликом в дереве, на необходимом граничном условии вызвать окно атрибутов данного граничного условия.
6. Теперь вызываем окно контроля за счетом с помощью команды DefinetheSolverControlCriteria
, в появившемся окне устанавливаем ограничение по итерациям BasicSettings > ConvergenceControl > MaxIterations (1000) в графе BasicSettings > ConvergenceCriteria > ResidualTarget выставляем точность расчета 10-5, и нажимаем Ok.7. Далее сохраняем наш проект с помощью Savethesimulationdata
.8. Нажимаем на WriteSolverFile
, в появившемся окне (при необходимости) ставим галочку напротив QuitCFX-Pre (Выключить CFX-Pre), и нажимаем кнопку Ok, после этой команды CFX-Pre будет выключен и загружен CFX-Solver.2.2.2.2 Модуль CFX-Solver
После загрузки модуля CFX-Solver появится окно, показанное на Рис. 2.41, в котором нужно нажать кнопку StartRun (Начать расчет).
Рис. 2.41. Окно запроса о начала расчета
На Рис. 2.42 представлено главное окно решателя, в правой части которого прописывается “.log”, а в левой прорисовываются графики контроля сходимости решения.
Рис. 2.42. Главное окно решателя
По окончании расчета необходимо нажать выполнить Post – ProcessResults
, в появившемся окне, ставим галочку напротив ShutdownSolverManager, и нажимаем на Ok, после этого CFX-Solver выключится и полученный файл результата расчета загрузится в модуле CFX-Post.