CFD-Post處理瞬態(tài)結(jié)果【轉(zhuǎn)發(fā)】
2017-08-13 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
上次演示了利用CFD-Post處理穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果的基本流程,見(jiàn)【軟件速遞】CFD-POST。這次來(lái)看看瞬態(tài)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程。
瞬態(tài)數(shù)據(jù)與時(shí)間相關(guān),其通常包含有多個(gè)時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù),因此瞬態(tài)數(shù)據(jù)處理過(guò)程類(lèi)似于處理多個(gè)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。與穩(wěn)態(tài)處理不同的是,將多個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的狀態(tài)合在一起,還可以輸出物理量隨時(shí)間變化規(guī)律,以及輸出動(dòng)畫(huà)。
下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的案例來(lái)描述瞬態(tài)數(shù)據(jù)的處理方式。對(duì)于與穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)相同的部分,這里略去不提,重點(diǎn)描述輸出物理量隨時(shí)間變化以及動(dòng)畫(huà)制作方式。
這里導(dǎo)入的數(shù)據(jù)來(lái)自于Fluent的計(jì)算結(jié)果。
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啟動(dòng)CFD-Post,選擇菜單File → Load Results…打開(kāi)文件選擇對(duì)話框
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選擇第一個(gè)cas文件,如下圖所示
注意:這里僅僅只需要選擇第一個(gè)時(shí)間序列的cas即可,CFD-Post會(huì)自動(dòng)搜尋當(dāng)前目錄下其他的dat文件,注意文件的命名規(guī)則,這是Fluent自動(dòng)保存形成的文件序列。
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選擇選項(xiàng)Load complete history as:及A single case
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點(diǎn)擊Open按鈕導(dǎo)入文件
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選擇菜單Tools → Timesteps Selector,彈出時(shí)間步選擇對(duì)話框,如下圖所示
在此對(duì)話框中可以選擇導(dǎo)入任意時(shí)刻的數(shù)據(jù)。下面先導(dǎo)入最終時(shí)間步數(shù)據(jù)進(jìn)行流場(chǎng)分析。
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在Timesteps Selector對(duì)話框中,選擇時(shí)間為21s時(shí)刻,如下圖所示,點(diǎn)擊Apply按鈕導(dǎo)入數(shù)據(jù)
在類(lèi)似于本案例的圓柱繞流問(wèn)題中,常用Q準(zhǔn)則來(lái)顯示渦的強(qiáng)度。CFD-Post其實(shí)已經(jīng)包含了Q變量,不過(guò)這里為了演示自定義變量的處理方式,我們手動(dòng)定義個(gè)Q變量。
2.1 關(guān)于Q準(zhǔn)則
Q準(zhǔn)則的計(jì)算方式是這樣的:
先計(jì)算應(yīng)變率張量:
在計(jì)算渦量:
則計(jì)算Q值:
簡(jiǎn)化到三維笛卡爾坐標(biāo)系下的Q值為:
本案例為2D模型,故還可簡(jiǎn)化為:
2.2 定義表達(dá)式
在CFD-Post中定義變量,需要先定義表達(dá)式。
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進(jìn)入Expressions面板
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點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇菜單New,彈出新建表達(dá)式對(duì)話框,命名為q
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在下方的Definition面板中輸入表達(dá)式:
注意:表達(dá)式中的各種變量可以通過(guò)在空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行選擇。
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點(diǎn)擊Apply按鈕完成表達(dá)式創(chuàng)建
2.3 定義變量
表達(dá)式定義完畢后,還需要以此表達(dá)式為基礎(chǔ)定義變量。
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切換到Variables標(biāo)簽頁(yè),空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,選擇菜單New…彈出變量創(chuàng)建對(duì)話框
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命名變量為q criterion,點(diǎn)擊OK按鈕創(chuàng)建變量
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在下方定義窗口中,選擇Method為Expression
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設(shè)置Expression為前面創(chuàng)建的q
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點(diǎn)擊按鈕Apply完成變量創(chuàng)建
將變量顯示在symmetry 1面上。
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雙擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Symmetry 1
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屬性窗口中Color標(biāo)簽頁(yè)中,設(shè)置Mode為Variable
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設(shè)置Variable為上面創(chuàng)建的q criterion
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選擇Range為Local
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點(diǎn)擊Apply按鈕
圖形窗口中云圖顯示如下圖所示。
發(fā)現(xiàn)看不清楚,重新修改symmetry 1參數(shù)。
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設(shè)置Range為User Specified
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設(shè)置Min為0,設(shè)置Max為0.3,如下圖所示
此時(shí)顯示云圖如下圖所示。
可以顯示動(dòng)畫(huà)效果。
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選擇菜單Tools → Animation彈出動(dòng)畫(huà)制作對(duì)話框
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選擇Timestep Animation選項(xiàng)
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激活選項(xiàng)Specify Range for Animation,并設(shè)置起始時(shí)間步與終止時(shí)間步
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設(shè)置Repeat為1
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激活選項(xiàng)Save Movie,并設(shè)置文件保存路徑
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選擇視頻文件格式Format為MPEG4
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點(diǎn)擊三角形按鈕Play the Animation進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作
這里制作的是時(shí)間步動(dòng)畫(huà)。其實(shí)如果時(shí)間步太多的話,也可以制作關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)。制作完成的動(dòng)畫(huà)如下圖所示。
在瞬態(tài)計(jì)算中,最為重要的目標(biāo)是獲取物理量隨時(shí)間的變化規(guī)律。
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選擇菜單Insert → Location → Point創(chuàng)建點(diǎn),以默認(rèn)名稱(chēng)Point 1命名
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屬性窗口中設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)為[3 0 0.7],點(diǎn)擊Apply按鈕創(chuàng)建點(diǎn)
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選擇菜單Insert → Chart插入曲線圖
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屬性窗口中,設(shè)置General標(biāo)簽頁(yè),選擇Type為XY - Transient of Sequence
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進(jìn)入Data Series標(biāo)簽頁(yè),設(shè)置Data Source為Location,并選擇Point 1
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進(jìn)入X Axis標(biāo)簽頁(yè),可以看到軟件自動(dòng)選擇了X坐標(biāo)為Time
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進(jìn)入Y Axis標(biāo)簽頁(yè),設(shè)置Variable為Velocity
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點(diǎn)擊Apply按鈕生成該坐標(biāo)點(diǎn)位置速度隨時(shí)間變化曲線
曲線的精細(xì)程度與所導(dǎo)入的時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)密切相關(guān)。由于本案例導(dǎo)入的時(shí)間數(shù)據(jù)不夠多,因此繪制的曲線并不光滑??梢詫?shù)據(jù)導(dǎo)出到其他專(zhuān)業(yè)后處理軟件中繪制光滑的曲線圖。
本案例以一個(gè)簡(jiǎn)單的模型描述了CFD-Post處理瞬態(tài)模型的基本流程。包括自定義變量、動(dòng)畫(huà)制作以及輸出物理量隨時(shí)間變化曲線。
轉(zhuǎn)自公眾號(hào): CFD仿真之道 胡坤
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