本帖最后由 frank0079 于 2011-11-18 11:43 编辑
首先谈一下个人对新手学习CFX的一点建议吧。 1. 做CFX自带的教程是最好的CFX学习方法，教程中虽然只有20多个例子，但是基本揽括了CFD可以解决的各种问题（注意例子中的细节说明，非常的有用）。 2. 想要学习CFX，你最好学学fortran或者C。CFX的CEL思路其实就像是编程一样，定义一个变量，赋予变量的值，这样这个变量就可以被其他变量或者CFX直接调用。 3. 想学CFD的话，还是先打好流体力学的基础吧。 论坛上新来了很多学习CFX的，很多人问自由面的问题，这里还是做个简单的例子给大家一些思路（学习思考的方法是很重要的，具体的细节就要靠自己去慢慢摸索了）。 一个边长为0.1m的方盒子，重力沿着Z轴负方向。初始时，盒子的上半部分是水，下半部分是油，模拟由于密度不同，水下沉油上浮的过程。
瞬态分析：
连续两项流问题，这里随便选个流体来作为油，油的密度为785.09。注意下面的参考密度，如果都是连续项，通常选用密度小的那个作为参考密度，如果一个是连续项一个是离散项，那么选择连续项的密度为参考值。 自由面：
定义初始条件： 在做这种自由面的问题时，初始压力非常重要，如果定义错误了，计算将会发散或者结果不可信。中学课本的知识：流体静止时压力分布为density*g*h，所以对处于上面的水，压力分布为997*g*水的当前高度，下面的油压力由于会受到上面0.05[m]高水的静压，其压力分布为997*g*0.05[m]+785.09*g*油的当前高度。油水的分界面为z=0，令z=0以上水的体积分数为1，z=1以下油的体积分数为1，其CEL如下： 结果：
这里来讨论下这个问题（其实是想强调一些理论上的东西）：
仍然是我们在中学的时候就学过的知识，一个U型管，水面的高度差长生的压力应该等于U型管两端的空气压差。水、空气两项连续问题，使用稳态和瞬态计算都差不多，这里用稳态计算，定义2个口的压力差为2000[pa]，静压opening，初始化时设定速度都为0。
我们很难令计算收敛，CFX中如果分别定义进出口都是静压，收敛性很结果都不好，CFX边界条件的设置可以参考以下：
最稳健的设置: 入口边界设置为速度/质量流; 出口边界设置为静压（入口的总压是模拟结果中隐含的结果）
稳健的设置:入口边界设置为总压;出口边界设置为速度/质量流.（出口处的静压和入口处的速度是结果的一部分） 对初始条件敏感的设置:入口边界设置为总压;出口边界设置为静压.（系统的质量流是结果的一部分） 非常不可靠的设置:入口边界设置为静压;出口边界设置为静压. 这个设置组合是不推荐的, 应为入口的总压和质量流在结构预测中都 是隐含的(这种边界条件的组合对于系统约束来说，是非常脆弱的) 计算到100步后结果如下：
图中的两点为自由面应该所处的位置，计算与中学课本中说话相差很远，那是CFX有问题吗？在讨论这个问题前我们必须知道一点，中学课本中的这个结果是只考虑静压的，流体的速度为0，我们在CFX中提取空气和水的速度分布：
空气和水的速度都不为0，此时CFX会根据流体的速度和总压计算出静压大小，最后计算出自由面的位置，所以中学课本没有错，CFX计算也没有错，错在分析问题本身上。如果CFX中流体的速度都为0，那么两者的结果会相符，有兴趣的可以去试试。CFD分析很多情况下是想知道流场的分布，而上面的问题理论上默认流体的速度为0，不考虑动压，大可直接用理论公式直接解高度差就可以了，何必拿CFD去验证它呢。流体力学我们真的学好了吗？
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发表于 2011-11-18 11:41:28
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