1. 绪论.ppt
《1. 绪论.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1. 绪论.ppt(54页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、数值计算方法与应用,计算流体力学与Fluent应用,参考资料,教材: 王福军. 计算流体动力学分析. . 清华大学出版社,2004 王瑞金,张凯,王刚. Fluent技术基础与应用实例. 清华大学出版社,2007 Fluent资料: fluent全攻略 FLUENT中文全教程 FLUENT算例中文版(精选)、英文版(全,附实例输入文件) GAMBIT实例教程 计算流体力学理论基础: J.H. Ferziger, M. Peric. Computational methods for fluid dynamics. 3rd edition, Berlin ; Springer, c2002. 网
2、站:http:/www.cfd- http:/ 用户名:nenghuan 密码:,第一章 绪 论,课程简介,Fluent应用 Fluent原理:计算流体力学(CFD),Fluent: 数值模拟软件, 利用计算机求解流体系统的控制方程, 模拟出真实系统的本质特征。,数值模拟概述,模拟,模拟:采用替代手段,以一物/过程“再现”另一物/过程 为什么模拟? 弄清现象本质:科学研究 生产实用产品:工业和工程设计 模拟方法: 实物模拟:实物模型-实验-数据分析 数学模拟:数学模型-求解-数据分析,数值模拟,数学模型求解 解析方法 数值方法,数学模拟:数学模型-求解-数据分析,数值计算的产生:数学模型太复杂
3、,不能解析求解,数值方法特点: 无限 有限 微分 代数 非线性 线性 复杂 简单,数值计算的关键: 误差分析 最终要由实验来检验,怎样进行数值模拟,数学模型 代数方程,微分方程,积分方程;连续方程,离散方程;随机模型,确定性模型; 数学模型求解 计算方法 计算工具 计算方法在计算工具上的实现:编制程序 商业程序:Fluent,ANSYS,PRO/E 开源程序:OpenFOAM,Salom, Code_Aster, Code_Saturne,数值计算应用,科学研究,数值计算应用:化学,IRC of molecular dissociation of formaldehyde,数值计算应用:物理,
4、数值计算应用:材料物理,Modeling materials on different length scales: quantum mechanics (tight binding) classical forces (molecular dynamics) continuum mechanics (finite element),Materials Physics:Crack propagation in Silicon,数值计算应用:生物,Protein-protein interactions,气象预报,数值计算应用,工程设计:计算机辅助工程(CAE),CAE:在产品的研发过程中,利用
5、计算机进行建模及性能仿真分析,数值计算应用:CAE,先进的产品研发系统流程,数值计算应用:CAE,波音777的研发过程中采用CAE数字化样机技术,节省了大量物理样机试飞次数,仅一次试飞即获得成功,每次物理样机实验需花费1亿美元 CAE技术在汽车工业中的应用,使新车开发周期由原来的56年缩减到现在的12年,CFD与CAE,F18 Store Separation,Aerospace,Automotive,计算流体力学,计算流体力学(CFD),流体力学三大研究手段: 理论分析 实验研究 数值计算 计算流体力学 流体力学基本方程 数值方法 有限差分 有限体积 有限元 谱方法 ,CFD应用,研究流体运
6、动规律,发现新的物理现象 执行实验难以完成的任务 飞机、船舶 天气与气候预测 天体运动,星系演化 爆炸、污染、辐射 CAE应用:设计产品,成本低,周期短,CFD应用,Polymerization reactor vessel - prediction of flow separation and residence time effects.,HVAC,Chemical Processing,Hydraulics,CFD应用,Flow of lubricating mud over drill bit,Flow around cooling towers,Oil & Gas,Power Gen
7、eration,Temperature and natural convection currents in the eye following laser heating.,Biomedical,CFD的局限,数值结果永远都是近似的 误差分析很重要,数学模型的合理性 计算方法的精度,CFD求解问题的流程,明确目的 建立模型 选用合适CFD 软件及相应模块 确定数值方法 求解并监视收敛 后处理,建立模型,几何结构和求解域 CAD, ACIS, STEP, IGES 选择合适坐标系 根据流动条件给出控制方程.,建立模型,初始和边界条件,确定数值方法,离散方法 有限差分、有限元、有限体积 网格生成
8、 设定算法参数 直接求解、迭代求解 高性能计算(并行算法),求解并监视收敛,后处理,可视化分析,文字报告 流场、涡旋、温度场、应力分布 矢量图、等值线图(云图)、XY坐标图 后处理软件TECPLOT 误差处理 数值误差 迭代误差估计 离散误差估计 模型误差估计 代码检验与模型验证,CFD软件概述,商业软件: FLUENT, Star-CD, CFDRC, CFX/AEA 学术软件: CFDSHIP-IOWA 共享免费软件: PHI3D, HYDRO CFD辅助软件: Gridgen, Gambit,TECPLOT,通用CFD软件特点,基于通用的流体力学基本方程组 灵活的前处理系统 网格生成器
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1. 绪论
链接地址:https://www.31doc.com/p-4335035.html