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[基础理论] PHOENICS菜鸟版相关资料(转贴)

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发表于 2007-4-3 03:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本资料由流体中文网zgp0816从计算流体力学(CFD)—PHOENICS专版下载收集的,都是转载的

1.CFD软件简介
2.PHOENICS界面入门
3.模型编辑界面的控制面板图 一
4.模型编辑界面的控制面板图 二
5.计算结果查看界面的控制面板图
6.模型编辑界面和计算结果查看界面的通用界面图
7.PHOENICS入门简介(英文版)
8.PHOENICS入门简介(英文版)
9.PHOENICS入门简介(英文版)
10.PHOENICS入门简介(英文版)
11.PHOENICS入门简介(英文版)
12.PHOENICS入门简介(英文版)
13.PHOENICS入门简介(英文版)
14.PHOENICS入门简介(英文版)
15.PHOENICS入门简介(英文版)
16.PHOENICS入门简介(英文版)
17.Pro/E与PHOENICS的传输
18.PHOENICS 中的湍流模型
19.PHOENICS 中对化学反应过程的处理
20.PHOENICS 中的辐射模型
21.PHOENICS 中的燃烧模型
22.PHOENICS 中的多相流模型
23.PHOENICS 对非正交物体的自动贴体网格处理
24.PHOENICS 的局部网格加细技术
25.PHOENICS 燃烧模拟例题库
26.PHOENICS 的应用领域
27.PHOENICS模块应用
28.关于Q1文件的应用
29.GROUP19的使用
30.PHOENICS软件的COFFUS模块中所用变量的含义
31.PHOENICS程序应用-理论基础部分
32.有限差分法/有限元方法/有限体积法
33.非结构网格和结构网格到底哪个好
34.物理模型与数学模型在概念上的区别
35.出口物体中系数(coefficient)的选取
36.turbulence convergence
37.关于局部加细技术和NULL物体使用
38.Phoenics 中PARSOL技术的应用
39.如何编译
40.PHOENICS中EPKE这个变量的含义
41.phoenics3.5中,Objects中的Null的意思
42.phoenics如何安装
43.PLANT功能使用
44.如何才能成为CFD高手
45.如果你想买PHOENICS
46..在计算时,收敛的判断是各个变量的err%都要小于0.1%才行
47.PLANT和GROUND功能的简单说明
48.关于选择能量方程的讨论
49.BLOCKAGE的属性自定义设置问题
50.PHOENICS编辑界面背景颜色的变换
51.Q1文件的组成
52..正版phoenics3.5的安装步骤
53.如何inlet的速度分布
54.关于PHOENICS收敛的话题
55.有关BFC的问题
56.关于迭代次数的一个问题
57.为什么流场计算的最后一个网格的速度U总是0
58.phoenic3.5安装在winxp下可以吗
59.将phoenics装在其他盘下的情况
60.对于大空间建筑如何保证流场的对称
61.关于导入图形的问题
62.我用PHOENICS的体会与收获
63.如何画等值线(利用photon)
64.有关phoenics中流场初始化的问题
65.有关斜面设置的问题讨论
66.有关多孔物体的设置
67.有关出口流量的设置问题
68.关PATCH(name,PROFIL,NX/2,NX/2,NY/2,NY/2,NZ/2,NZ/2,1,LSTEP)
69.设置进口压力的方法
70.设置固体的两种方法
71.有关湿度问题的问答
72.两种不同流体的换热器耦合问题
73.有关源相设置的问题
74.RElAX(LTLS,FALSDT,1.00000E+00)是什么意思?是如何设置的
75.有关object attribute里设置系数的选项
76.温度设置中static/tota选项的区别
77.关于出口条件的设置
78.在Q1文件中的某些项,在VR中对应什么设置
79.PHOENICS文件夹下各子文件夹的内容
80.如何设置自己想要的材料
81.ProE与PHOENICS
82.Y400的运行
83.phoenics3.6
84.PHOENICS读取AUTOCAD 文件步骤
85.Phoenicsg

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 楼主| 发表于 2007-4-3 03:35 | 显示全部楼层
1.CFD软件简介
英文名称CFD,主要用于解决工程中的流体和传热问题,目前比较好的CFD软件有:Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD,除了Fluent是美国公司软件外,其它三个都是英国公司的产品。 FLUENT FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体,热传递及化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。 Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。基于上述思想,Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件,这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象,软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同,因此大大方便了用户。其各软件模块包括: GAMBIT——专用的CFD前置处理器,FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型能力之前处理器,然后由Fluent进行求解。也可以用ICEM CFD进行前处理,由TecPlot进行后处理。 Fluent5.4——基于非结构化网格的通用CFD求解器,针对非结构性网格模型设计,是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流(rotating flow)及震波(shocks)等。在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果,并且对模型的快速建立及shocks处的格点调适都有相当好的效果。 Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器,为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件,是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件,其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。 FIDAP本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。 对问题整个研究的程序,数据输入与输出的协调及应用均极有效率。 Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器,用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件,主要应用于塑料射出成形机,挤型机和吹瓶机的模具设计。 Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件,是一个专业化的前处理器,可建立搅拌槽及混合槽的几何模型,不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。它的图形人机接口和组件数据库,让工程师直接设定或挑选搅拌槽大小、底部形状、折流板之配置,叶轮的型式等等。MixSim随即自动产生3维网络,并启动FLUENT做后续的模拟分析。 Icepak——专用的热控分析CFD软件,专门仿真电子电机系统内部气流,温度分布的CFD分析软件,特别是针对系统的散热问题作仿真分析,藉由模块化的设计快速建立模型。 CFX CFX是由英国AEA公司开发,是一种实用流体工程分析工具,用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。适用于直角/柱面/旋转坐标系,稳态/非稳态流动,瞬态/滑移网格,不可压缩/弱可压缩/可压缩流体,浮力流,多相流,非牛顿流体,化学反应,燃烧,NOx生成,辐射,多孔介质及混合传热过程。CFX采用有限元法,自动时间步长控制,SIMPLE算法,代数多网格、ICCG、Line、Stone和Block Stone解法。能有效、精确地表达复杂几何形状,任意连接模块即可构造所需的几何图形。在每一个模块内,网格的生成可以确保迅速、可靠地进行,这种多块式网格允许扩展和变形,例如计算气缸中活塞的运动和自由表面的运动。 滑动网格功能允许网格的各部分可以相对滑动或旋转,这种功能可以用于计算牙轮钻头与井壁间流体的相互作用。CFX引进了各种公认的湍流模型。例如:k-e模型,低雷诺数k-e模型,RNG k-e模型,代数雷诺应力模型,微分雷诺应力模型,微分雷诺通量模型等。CFX的多相流模型可用于分析工业生产中出现的各种流动。包括单体颗粒运动模型,连续相及分散相的多相流模型和自由表面的流动模型。 CFX-TASCflow在旋转机械CFD计算方面具有很强的功能。它可用于不可压缩流体,亚/临/超音速流体的流动,采用具有壁面函数的k-e模型、2层模型和Kato-Launder模型等湍流模型,传热包括对流传热、固体导热、表面对表面辐射,Gibb’s辐射模型,多孔介质传热等。化学反应模型包括旋涡破碎模型、具有动力学控制复杂正/逆反应模型、Flamelet模型、NOx和碳黑生成模型、拉格朗日跟踪模型、反应颗粒模型和多组分流体模型。CFX-TurboGrid是一个用于快速生成旋转机械CFD网格的交互式生成工具,很容易用来生成有效的和高质量的网格。 PHOENICS Phoenics是英国CHAM公司开发的模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD软件,有30多年的历史。网格系统包括:直角、圆柱、曲面(包括非正交和运动网格,但在其VR环境不可以)、多重网格、精密网格。可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟,包括非牛顿流、多孔介质中的流动,并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。在流体模型上面,Phoenics内置了22种适合于各种Re数场合的湍流模型,包括雷诺应力模型、多流体湍流模型和通量模型及k-e模型的各种变异,共计21个湍流模型,8个多相流模型,10多个差分格式。 Phoenics的VR(虚拟现实)彩色图形界面菜单系统是这几个CFD软件里前处理最方便的一个,可以直接读入Pro/E建立的模型(需转换成STL格式),是复杂几何体的生成更为方便,在边界条件的定义方面也极为简单,并且网格自动生成,但其缺点则是网格比较单一粗糙,针对复杂曲面或曲率小的地方的网格不能细分,也即是说不能在VR环境里采用贴体网格。另外VR的后处理也不是很好。要进行更高级的分析则要采用命令格式进行,但这在易用性上比其它软件就要差了。 另外,Phoenics自带了1000多个例题与验证题,附有完整的可读可改的输入文件。其中就有CHAM公司做的一个PDC钻头的流场分析。Phoenics的开放性很好,提供对软件现有模型进行修改、增加新模型的功能和接口,可以用FORTRAN语言进行二次开发。 另一个CFD软件STAR-CD的创始人与Phoenics的创始人Spalding都是英国伦敦大学同一教研室的教授,他们的软件的核心算法大同小异,这里对STAR-CD就不做详述。


2.PHOENICS界面入门
本文目的是帮助那些PHOENICS的初学者在不需要深入了解该软件的情况下可以进行一些简单的流动计算。
PHOENICS界面包括模型编辑界面,数值计算运行界面和计算结果查看界面三部分。
利用模型编辑界面来建立几何模型是最适合初学者的,因为它不仅简单易懂,而且还可以自动生成PHOENICS输入语言所编写的Q1文件而不用使用者学习PHOENICS输入语言。当使用者对PHOENICS有了一定的了解以后,可以利用PHOENICS输入语言直接编写Q1文件或利用FORTRAN语言更深入地编写一些模块。
计算结果查看界面可以将计算结果以形象易懂地方式表现出来,也可以利用PHOENICS中的图形处理模块将计算结果按我们想要的形式画出来,另外为了更好地观察计算结果和提取有用信息可将计算结果进行格式转换再用各种常用的图象处理软件处理,如TECPLOT,ORINGE,MATLAB等。
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:37 | 显示全部楼层
3.模型编辑界面的控制面板图 一
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4.模型编辑界面的控制面板图 二
p2.JPG

5.计算结果查看界面的控制面板图
p3.JPG


6.模型编辑界面和计算结果查看界面的通用界面图
p4.JPG

[ 本帖最后由 linda 于 2007-4-3 03:38 编辑 ]
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:40 | 显示全部楼层
7.PHOENICS入门简介(英文版)-1
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                   INTRODUCTION TO PHOENICS
    Contents
•What PHOENICS does
•The Structure of PHOENICS
•How the problem is defined
•How PHOENICS makes the predictions
•How the results are displayed
•Hardware •Customization of PHOENICS
•Learning to use PHOENICS
•The Virtual-Reality Interface
•EARTH
•GROUND
•Built-in Features of EARTH
•Display via VR
•PHOTON
•AUTOPLOT
•Other Input and Output Facilities
•Programmability
•PLANT What PHOENICS does
PHOENICS, operated by its users, performs three main functions: 1.problem definition, in which the user prescribes the situation to be simulated and the questions to which he wants the answers; 2.simulation, by means of computation, of what the laws of science indicate will PROBABLY take place in the prescribed circumstances; 3.presentation of the results of the computation, by way of graphical displays, tables of numbers, and other means. PHOENICS, like many but not all CFD codes, has a distinct software module for each function. This sub-division allows functions (1) and (3), say, to be performed on the user's home computer, while the power-hungry function (2) can be carried out remotely.

The Structure of PHOENICS
•PHOENICS has a ‘planetary’ arrangement, with a central core of subroutines called EARTH, and a SATELLITE program, which accepts inputs through the Virtual Reality (VR) interface or otherwise, which correspond to a particular flow simulation.
•EARTH and SATELLITE are distinct programs.
•SATELLITE is a data-preparation program; it writes a data file which EARTH reads.
•PHOENICS users work mainly with SATELLITE, but they can access EARTH also in controlled ways.
•GROUND is the EARTH subroutine which users access when incorporating special features of their own. The diagram below is a schematic of the three main functions of PHOENICS, i.e., 1.Pre-processor - problem definition 2.Solver - simulation 3.Post-processor - presentation of results


8.PHOENICS入门简介(英文版)-2
How the problem is defined
Problem definition normally involves making statements about:
•geometry, ie shapes, sizes and positions of objects and intervening spaces;
•materials, ie thermodynamic, transport and other properties of the fluids and solids involved;
•processes, for example:- whether the materials are inert or reactive; whether turbulence is to be simulated and if so by what model; whether temperatures are to be computed in both fluids and solids; and whether stresses in solids are to be computed;
•grid, ie the manner and fineness of the sub-division of space and time, ie what is called the "discretization"; and
•other numerical (ie non-physical) parameters affecting the speed, accuracy and economy of the simulation. SPECIAL FEATURES of problem definition which distinguish PHOENICS are:- •problem definition can be carried out in a VARIETY of ways, selected by the user according to his experience or preference;
•thus, engineers who use CAD packages can export the corresponding files directly to PHOENICS-VR (ie Virtual Reality);
•VR, and other interactive input procedures of PHOENICS, create as a record a "command file", called Q1, which experienced users of PHOENICS can modify by editing, thus sparing themselves the tedium (as they sometimes see it) of further interactive sessions;
•the "PLANT" feature of PHOENICS allows the property laws of new materials to be supplied by the writing of formulae into the command file; and
•hundreds of quality-assured command files are supplied with the standard PHOENICS sofware in a set of easily accessible LIBRARIES, so that the user rarely has to start from scratch. PHOENICS has indeed its own high-level input language, called PIL, in which the Q1 files are written.
PIL is a directly-interpreted language, requiring no compilation; and its capabilities include:
- direct assignment, as in:NX=10; CARTES=F (ie false); PI=3.1416
- interrogation, as in:NX?; CARTES? which print their values
- arithmetic commands, as in: NX=2*NY
- conditional settings, as in: IF(NX.EQ.10) THEN; CARTES=F; ENDIF
- DO loops, as in: DO II=1,3
MESG(Three cheers! HURRAH! ENDDO
- INCLUDE commands, as in: INCL(file name
- LOAD commands, as in:L(library case number
- numerous other facilities for setting grids, boundary and initial conditions, material properties, output needs and other data.
So far as is known, PIL is the most powerful and flexible input language ever devised for the setting up of CFD problems.
How PHOENICS makes the predictions
PHOENICS simulates the prescribed physical phenomena by
•expressing the relevant laws of physics and chemistry, and the "models" which supplement them, in the form of equations linking the values of pressure, temperature, concentration, etc which prevail at clusters of points distributed through space and time;
•locating these point-clusters (which constitute the computational grid) sufficiently close to each other to represent adequately the continuity of actual objects and fluids;
•solving the equations by systematic, iterative, error-reduction methods, the progress of which is made visible on the VDU screen;
•enabling the computations to be interrupted, and the controlling settings to be modified, as the user desires;
•terminating when the errors have been sufficently reduced. SPECIAL FEATURES relating to how PHOENICS makes the predictions are:
•PHOENICS can handle a WIDER RANGE OF PHYSICAL PROCESSES, and is equipped with a MORE EXTENSIVE VARIETY OF PHYSICAL MODELS, than any of its competitors. •The ways in which these physical processes are represented in the computer language, Fortran, are visible and accessible to users, and NOT hidden as in most other codes. The relevant coding, called GROUND, constitutes more than fifty percent of the EARTH module.
•This open-source coding is written in a well-annotated easy-to-follow manner, in order that users can, if they wish: ounderstand, odecide whether CHAM's provision meets their needs, and oeither modify it or add coding of their own.
•For users who are not confident of their ability to do this, CHAM has provided the PLANT option, which reduces the user's duties to entering the required formulae into the command file.
•Unlike those other CFD codes which cope with geometrical complexity by the use of "unstructured grids", PHOENICS retains the computational economy of the more-orderly "STRUCTURED GRIDS", while utilising "MULTI-BLOCK", "FINE-GRID-EMBEDDING" and PARSOL, ie "cut-cell" techniques for handling geometric complexity.
•A related and unique feature is the MOVSOL, feature, which makes it easy, economical and accurate to allow curvilinear solids to move relative to each other across curvilinear grids.
•PHOENICS possesses a unique EXPERT feature, which automatically optimises the numerical parameters as the computation proceeds.
•PHOENICS also employs an economical and unique-to-it "PARABOLIC" grid when flow is of the very common "boundary-layer" character.
•The PHOENICS grid has lent itself particularly well to "DOMAIN-DECOMPOSITION", which is what is needed for parallel computers. How the results are displayed
PHOENICS can display the results of its flow simulations in a wide variety of forms.
It has its own stand-alone graphics package called PHOTON; and it can also export results to such third-party packages as TECPLOT, AVS, and FEMVIEW.
Unique to PHOENICS is its ability to take the results of its flow predictions back into the same VIRTUAL-REALITY environment as is used for setting up the problem at the start.
This facilitates understanding by the user; and it also affords a means of conveying the significance of the flow-simulation operation to interested but non-technical persons, eg. high-level managers.
Of course, numerical results are also provided, in the RESULT file.This, when the appropriate commands in the Q1 file, can provide either sparse or voluminous information.

[ 本帖最后由 linda 于 2007-4-3 03:42 编辑 ]
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:45 | 显示全部楼层
9.PHOENICS入门简介(英文版)-3
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The Virtual-Reality Interface
Data input via the VR-Editor
The Virtual-Reality user interface assists users to set up flow-simulation calculations, without having to learn the PHOENICS Input Language. In this data-input mode, it is called the VR-Editor.
The appearance of VR-Editor the screen is shown on the next panel.It suffices therefore to say here that objects of all kinds (blockages, inlets, outlets, sources, etc) can be brought in by appropriate mouse-clicks, and then given such locations, shapes, sizes, materials and other attributes as are needed to start the flow-simulating calculation


10.PHOENICS入门简介(英文版)-4
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This is the top part of the menu which appears when the Main Menu button is pressed. It enables whole-domain settings to be made.
What the Virtual-Reality Editor creates
The VR-Editor records the settings made by the user during his editing session in an ASCII file known as Q1.
This file can be read, understood (if the user knows something of PIL, the PHOENICS Input Language) and edited. Usually, however, it will simply be stored for later use.
In any case, the flow-simulation can begin immediately, if the user wishes, because two other files will also have been automatically written, one of which (FACETDAT) conveys the necessary geometrical information, while the other (EARDAT) carries everything else that the solver module needs to know.
The switching from the VR-Editor to the solver, and for that matter to any other PHOENICS module, is rendered particularly easy by the pull-down menus accessible from the top bar of the VR-Editor screen


11.PHOENICS入门简介(英文版)-5
3.jpg

EARTH The solver EARTH starts with a MAIN program, open to users for re-dimensioning operations.
The other user-accessible source subroutines are GROUND, GREXn (i.e., GROUND example, number n) and others of the same kind.
EARTH contains sequences for: •storage allocation •formulation of finite-volume equations •iterative solution of finite-volume equations •calling GROUND when required •termination of iteration sequences •output of results A Typical EARTH Convergence Monitor Plot
GROUND GROUND is a subroutine which is called by EARTH at pre-set points of the solution cycle. If the user inserts appropriate FORTRAN statements at the entry points in GROUND, EARTH absorbs these into the solution process.
Special communication subroutines allow the user to extract information from EARTH, manipulate it in GROUND and then return new information or instructions to EARTH.
Many "service" sub-routines are attached, performing commonly-needed arithmetic operations. These greatly reduce the user's need to write FORTRAN-coding sequences.
Built-In Features Of EARTH
Conservation principles PHOENICS sets up and solves finite-domain equivalents of the basic differential equations.
It thus embodies the laws of conservation of mass, momentum and energy, for either one or two phases. More-than-2-phase flows can also be represented in a number of ways.
Any property obeying a balance equation can be represented, including •species concentration, •turbulence energy, •vorticity and its fluctuations •radiation fluxes, •electric potential, etc. Solution procedures PHOENICS contains solvers for sets of linear simultaneous equations. Options include: •point-by-point, •slab-wise, and •whole-3D-field. The coupled hydrodynamic equations are solved by the so-called SIMPLEST procedure. For two-phase flows, the IPSA version of this is used. Details of these procedures are given in the published CFD literature.
Handling special requirements EARTH can handle problems which are: •steady or unsteady, •parabolic or elliptic, and •0D, 1D, 2D or 3D. EARTH accepts grid-definition, material-property, initial-value and boundary-condition information transmitted from the satellite.
EARTH turns to GROUND (or GREXn. etc.) for further data settings, when so instructed.
EARTH arranges for print-out of required output, and also of warnings, diagnostics, etc.
What is not built-in Turbulence-model, chemical-kinetic, interphase-transport, radiation-flux and other coding sequences are attached, through GROUND, to the outside of EARTH.
They can therefore be inspected, modified or replaced by the PHOENICS user.
The built-in solvers can also be inspected, modified and replaced, should the user desire.
EARTH is thus a "glass box" not a "black box".


12.PHOENICS入门简介(英文版)-6
4.jpg

Display via VR
The Virtual-Reality Interface of PHOENICS can also operate as a results-display device. It is then called the VR-Viewer.
A Typical VR-ViewerPlot
The main advantage of VR-Viewer over the older PHOTON program is the ease with which it enables users to view streamlines, vectors, iso-surfaces and contour plots.
However, it does not yet possess, as PHOTON does, a command language in which "macros" can be written for the repetition of frequently-required operations.
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:48 | 显示全部楼层
13.PHOENICS入门简介(英文版)-7
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PHOTON
A further menu-driven interactive program, called PHOTON, can create from PHOENICS output: •grids, and grid outlines •contour plots, in either colored-line or filled area modes •streamlines, in any color •vector plots, for either of the two phases •surface plots •magnified views of parts of the field •arbitrarily chosen view-points in multiple windows A Typical PHOTON Plot


14.PHOENICS入门简介(英文版)-8
6.jpg

AUTOPLOT
AUTOPLOT is the second member of the PHOENICS graphics family. It is a command-driven which can: •plot x-y graphs from any combination of PHOENICS output files, and user-supplied data files. This allows for easy comparison of PHOENICS solutions with experimental or analytical data. •manipulate the data in a number of ways, such as adding or subtracting constants, multiplying or dividing by constants, raising to powers, taking logs and antilogs, and many more. •The data can be presented in a number of line styles. A Typical AUTOPLOT Picture

15.PHOENICS入门简介(英文版)-9
Other Input and Output Facilities Many more input and output features of PHOENICS can be operated from the satellite.
Users for whom the built-in facilities do not suffice may introduce their own input/output sequences via the FORTRAN of SATLIT and GROUND.
GROUND-located sequences for problem-specific input, output source terms, boundary conditions or physical properties are switched on by setting special flags in the satellite.
An exemplary GROUND, subroutine GREXn, contains many frequently-used settings.
When these do not suffice, the task of creating new ones is lightened by provision of numerous auxiliary sub-routines, into which users need merely to supply the arguments.
Programmability
User-accessible Fortran
PHOENICS is designed to serve two kinds of user: those who wish to perform flow simulations of standard kinds, with standard fluids, and by standard methods; and those whose needs or intentions necessitate the addition, in user-accessible subroutines, of special FORTRAN-coding sequences.
For users of the second kind, the so-called GROUND subroutines are supplied as part of the EARTH module. The PHOENICS Encyclopaedia contains full information about how these are accessed, inspected, modified and augmented.
The description explains how PHOENICS stores its data in memory, in the so-called F-array; and it does so in such detail that it is possible for the diligent enquirer to intervene not only in the physical modelling but also in the numerical-solution procedure.
The access to GROUND coding also allows the introduction of calls to non-PHOENICS software modules or data-bases, and the provision of special print-out sequences.
For the convenience of the user who wishes to create Fortran coding of his own, PHOENICS is equipped with many "utility" subroutines; these perform the most-commonly-required arithmetic, algebraic and print-out operations, so that it is rarely necessary for the user to do more than assign the arguments and call the functions.
The use of these facilities is amply illustrated in the exemplary subroutines which constitute the built-in modelling features of PHOENICS.
Examples are also to be found in the pages of the PHOENICS Journal.
For those users who want the benefits of the programmability of PHOENICS but are too uncertain of their Fortran skills to obtain them directly, the PLANT feature, described in the next section, provides them with what they need.

16.PHOENICS入门简介(英文版)-10

What is PLANT  

PLANT is an integral part of the PHOENICS SATELLITE which permits users to place in their Q1 files formulae for which there may not be any existing counterpart in EARTH or GROUND. PLANT then converts these formulae into error-free Fortran coding which is "planted" into the GROUND sub-routine at the right place; thereafter compilation, re-linking and execution take place automatically.
In this way, PLANT relieves the user of the tasks of: •writing the Fortran;- placing it correctly in GROUND; •compiling; •re-linking; •initiating the EARTH run. All the user needs to learn is a few simple rules about the format to be used for writing the formulae in the Q1 file.
How to learn about PLANT
A convenient way to learn about PLANT is to inspect the examples in the appropriate section of the PHOENICS input-file library. It is divided into sections dealing, among other topics, with: •Non-linear property correlations * Inter-phase-transport law •Field initialisations * Sources •Print-out preparations * Validation tests •Consistency tests * Conjugate heat transfer •Two-phase flows * Natural and mixed convection •Chemical-reactive flows * Equipment-oriented cases •Environmental studies * Numerical techniques •Non-linear flow resistances * Flame propagation •Vents linked to heat detectors * Stress-in-solids examples •Grids, fixed and adaptive * Multi-fluid turbulence Why PLANT is useful
The advantages of the PLANT facility are numerous. They include:- •The formulae can be created or modified more swiftly, read more easiliy, and stored more compactly, in the Q1 file than in the GROUND Fortran. •The programmability of PHOENICS can therefore be exploited easily by persons who have no knowledge of Fortran programming, and who have not learned how to compile the resulting coding and to re-build executables. •Those users who do possess the knowledge and experience of coding, compiling, linking, etc, can nevertheless save themselves much time by using PLANT. •The following diagram shows how, before PLANT, the user had to perform TWO operations to introduce new coding into EARTH.
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:54 | 显示全部楼层
17.Pro/E与PHOENICS的传输
Pro/E 模型传到Phoenics的具体步骤如下:   
1. 将建好的Pro/E零件实体图或装配实体图存成STL文件格式。 Pro/E中的步骤为:      
(1). 主菜单上File-Export-Model, 选STL格式,注意:STL菜单中format选ASCII,不能选Binary格式。最后取一个文件名。还需要注意的是:单位问题,必须设置好单位,与Phoenics统一。   
2. Phoenics中调入STL文件       在Object中的CAD interface 一栏选STL file , 调入刚存的Pro/E文件。需要主意的是Domin 的比列问题。

18.PHOENICS 中的湍流模型
Turbulence models available in PHOENICS (1)

1. CONSTANT-EFFECTIVE - Turbulent viscosity is constant
2. LVEL - Generalised length-scale model
3. MIXLEN - Mixing-length model
4. KLMODL - One-equation. k-l model
5. KEMODL - Classical two-equation high Reynolds number. k-e model
6. KECHEN - Chen-Kim two-equation. k-e model
7. KERNG RNG - derived two-equation. k-e model
8. KOMODL - Kolmogorov-Wilcox two- equation. k-w model
9. KWMODL - Saffman-Spalding two-equation. k-vorticity model
10. KEMODL- LOWRE Low Reynolds version of k-e
11. KEMODL- YAP k-e model with Yap correction
12. KEMODL- LOWRE-YAP Low Reynolds k-e with Yap correction
13. KECHEN- LOWRE Low Reynolds Chen-Kim model Turbulence models available in PHOENICS (2)
14. KOMODL- LOWRE Low Reynolds Kolmogorov-Wilcox model
15. KEMODL- 2L Two layer k-e model
16. TSKEMO - Two scale k-e model
17. REYSTRS - Reynolds stress model
18. SGSMOD - Smagorinsky sub-grid scale model
19. MIXLEN- RICE Mixing-length model for bubble-column reactors
20. 2FLUID - Two-fluid model
21. MFLUID - Multi-fluid model         LVEL and MFM are unique to PHOENICS.

The "Multi-Fluid Model" (MFM) is especially useful for simulating turbulent-combustion processes.


19.PHOENICS 中对化学反应过程的处理
Chemical-reaction processes in PHOENICS PHOENICS has been used for simulating processes involving chemical-reaction processes, and especially those involving combustion.

can handle the combustion of gaseous, liquid and solid fuels. PHOENICS simulates chemical reactions by:
1. SCRS, Simple Chemically Reacting System, built into user-accessible Fortran coding;
2. CREK, a set of user-callable subroutines handle the equilibrium    chemical kinetics of complex chemical reactions;
3. CHEMKIN, the public code to which PHOENICS has an interface;
4. PLANT, which can introduce new reaction schemes.

20.PHOENICS 中的辐射模型
Radiation models available in PHOENICS 6-Flux Radiosity Immersol of which unique to PHOENICS is IMMERSOL and is especially convenient when radiating surfaces are so numerous, and variously arranged, that the use of the view-factor-type model is impracticably expensive

21.PHOENICS 中的燃烧模型
The available Combustion Models in PHOENICS

a. 3 GASES:  SCRS, mixing controlled or kinetically controlled b. 7 GASES:  Extended SCRS c. Wood: Wood combustion model d. Coal: Coal combustion model e. Oil: Oil combustion model f. Chemkin: Interface to Sandia Labs CHEMKIN program

22.PHOENICS 中的多相流模型
Multi-phase flow in PHOENICS

1. IPSA Full - solving the full momentum equations for two phases, allowing for inter-phase heat and mass transfer.
2. IPSA Equal vel - assuming that the velocities of the two phases are always equal, but allows inter-phase heat and mass transfer.
3. Algebraic Slip - solving reduced equations for several dispersed phases in a carrier without inter-phase heat and mass transfer.

23.PHOENICS 对非正交物体的自动贴体网格处理
Body-fitting in PHOENICS PHOENICS can use any one of three types of coordinate system to describe the space in which it performs its computations: Cartesian, Cylindrical-polar, BFC PHOENICS possesses its own built-in means of generating BFC grids, and it can also accept grids created by specialist packages

PHOENICS has a capability called PARSOL, the technique to  improve the simulation accuracy for situations in which a fluid/solid boundary intersects some of the cells of a cartesian or polar coordinate grid obliquely which allows flows around curved bodies to be computed on cartesian grids, and the solutions are often just as accurate as those computed on BFC.

24.PHOENICS 的局部网格加细技术
Fine-grid embedding in PHOENICS

Fine-grid embedding (FGEM), when combined with the PARSOL (i.e partial-solid) technique, makes the use of BFC less-often needed.

The creation of fine-grid regions is particularly easy now that it can be effected by way of the VR interface.

可以获得局部细节信息,但代价是计算时间加长并且有可能收敛情况变差。

25.PHOENICS 燃烧模拟例题库
PHOENICS Combustion Applications

Steady Flames:
After-burner for an incinerator Tyre-incineration furnace Methane/air combustion Free Turbulent diffusion flame Confined turbulent diffusion flame Turbulent Bunsen burner; fourteen-fluid model
Gas-turbine combustor
Confined turbulent diffusion flame

NOx formation:
NOx & radiation in 2D gas burner

26.PHOENICS 的应用领域
PHOENICS is extensively used in:
Aerospace (航空航天)
Automotive (汽车)
Chemical Process (化工过程)
Combustion (燃烧)
Electronics (电子)
Marine (航海)
Metallurgical (冶金)
Nuclear (核反应堆)
Petroleum (石油)
Power (电力,包括燃煤锅炉)
Water (水利)
Bio-medical (生物制药)
Environmental (环保,包括污染物的扩散)
Ship Hydrodynamics (舰船的水动力)
Architecture and building (建筑行业)


27.PHOENICS模块应用
PHOENICS现在推出网络版,特别适合于同一单位有较多用户,既有教学,又有科研。
PHOENICS 3.4 中的工业模块针对性强,菜单化,使用十分简单,
FLAIR 用于HVAC(暖通建筑行业);
HOTBOX用于电子元件散热;
COFFUS用于工业锅炉煤燃烧;
EXPLOIT用于爆炸燃烧
另外PHOENICS3.4中新增了VR菜单的step by step教程,
对用VR作前处理很有用.

可见PHOENICS的应用是非常广泛的,
只要是有关流动,传热,化学反应的现象都可以应用PHOENICS求解,
因为他们使用的方程是相似的。

28.关于Q1文件的应用
我现在使用的是3.3版本.在这个版本下,Q1文件是在VE EDITOR界面下,以文本文档的格式打开的,所以保存的时候也只能是保存成这种格式的文件.我想请教各位大侠,怎么来编辑Q1文件呢?谢谢!
_______________________________________
moitoi,你好!谢谢你的答复! 具体来说我的问题是这样,我通过VR EDITOR进行了设置,产生了一个Q1文件,但是我打开它的时候它是文本文档的格式。我在记事本中对其中的一些进行了一些改动,再保存之后,就发现这个Q1文件已经不能运行了。我现在的问题就是不知道在什么界面下把我以文本文档格式写好的Q1文件调入PHOENICS.是要用一个相应的命令吗?谢谢!
_______________________________________
关于运用Q1文件,你可以从file-open file for editing-q1打开q1对其进行修改,然后保存,直接save ,在运行file-reload woking file.这时在运行run-earth ,phoenics就会调用修改后的q1了。只是自己的一点体会,不知是不是你要的答案。

29.GROUP19的使用
那位高手熟知GROUND中的GROUP19(干涉计算),希望能指点一下,他如何在计算过程中干涉。
—————————————————————————————
在q1用兵usegrnd=T,就可调用,ground.  ground19 的编程见手册200b. 191  开始时间步 192  开始扫射步 193  开始IZ条步 194  进行条迭代步 195  完成条迭代步 196  完成sweep 197 完成时间步 用fortran and PIL  编制ground(主要利用函数调用,及数组运算等)而后编译,连接形成earth.exe , 在新的earth.exe(private)运行q1文件。
————————————————————————————
先用Plant在Q1文件中写入PIL或专用命令,Plant自动将fortran代码写入ground中,编译连接后执行,功能非常多,看具体做什么


30.PHOENICS软件的COFFUS模块中所用变量的含义
The independent variables of the problem are the three components of cartesian coordinate system. The main dependent (solved for) variables are:
•Three velocity components of gas flow, U1,V1 and W1
•Three velocity components of particulate flow, U2, V2 and W2
•Pressure, P1.
•Volume fractions of gas and particulate phases, R1 and R2
•"Shadow" volume fraction, RS
•Kinetic energy of gas turbulence, KE, and
•its dissipation rate, EP
•Specific gas enthalpy, H1
•Specific particle enthalpy, H2
•Incident radiation, CRAD
•Mass fraction of oxygen, YO2.
•Mass fraction of volatiles, YCH4
•Mass fraction of carbon monoxide, YCO
•Mass fraction of carbon dioxide, YCO2
•Mass fraction of water vapour, YH2O
•Mass fraction of hydrocyanide, YHCN
•Mass fraction of nitric oxide, YNOX
•Mass fraction of raw coal, COL2
•Mass fraction of char, CHA2
•Mass fraction of water, WAT2 The main auxiliary variables are:
•Interphase mass transfer, CMDOT
•Densities of gas, RHO1, and particles, RHO2
•Specific heats of gas, CP1, and particles, CP2
•Temperatures of gas, T1, and particles, T2
•Mass fractions of nitrogen, YN2
•Mass fractions of ash, ASH2
•Particle diameter, SIZE
•Particle Reynolds number, REYN
•Volumetric interphase heat transfer coefficient, HCOF

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31.PHOENICS程序应用-理论基础部分
目录
1. 前言
2. PHOENICS概述
3. 理论部分
3.1.1 控制方程
3.1.2 数值方程
3.1.3 计算方法
4. 结论

1. 前言
PHOENICS程序是世界著名的计算流体与计算传热学(CFD/NHT)软件,它是英国皇家学会D.B.SPALDING教授及40多位博士20多年心血的典范之作。PHOENICS已广泛应用于航空航天、船舶、汽车、暖通空调、环境、能源动力、化工等各个领域。在核电方面,利用PHOENICS不仅可节约大量经费,更为核电的安全可靠运行提供了可靠保证。我院于1995年10月从英国引进PHOENICS程序,经过这几年的摸索,对其已有了大概的了解,也解决了一些小问题。但对PHOENICS这样一个通用程序来讲,它的功能还远远没有得到充分的发挥,为了对PHOENICS程序进行较为深入地应用开发,让其发挥应有的作用,本课题从理论和应用两个角度出发,了解其内在结构,开发其各项功能,使其尽早应用于工程实际当中.

2. PHOENICS概述

PHOENICS是Parbolic,Hyperbolic or Ellicpic Numerical Integration Code Series的缩写。它可以用来模拟流体流动、传热、化学反应及相关现象。程序有前处理、求解器、后处理模块构成.  PHOENICS程序语言是标准ANSI FORTRAAN77语言,与机器无关,程序总共大约110,000条语句,2000个子程序。

PHOENICS发展历史:

PHOENICS-81              1981年
PHOENICS-1.4             1987年
PHOENICS-1.5             1989年
PHOENICS-1.6             1991年
PHOENICS-1.6.6           1992年
PHOENICS-2.0             1993年
PHOENICS-2.1             1994年
PHOENICS-2.2             1996年
PHOENICS-3.0             1997年
PHOENICS-3.1             1998年

3. 理论基础

3.1 控制方程(数学模型)

  PHOENICS可以求解的各类问题包括:稳态、瞬态、抛物型、椭圆型、0维、1维、2维、3维方程,可接受前处理部分用户定义的网格、材料性质、初始条件、边界条件等。它们的求解方法基本相同,为了说明问题,本文仅以直角坐标下二维不可压紊流运动为例说明PHOENICS程序所求解的控制方程组及其计算方法。

3.1.1 数学方程

  等粘度流体的不可压平均N-S方程组为:
r(uj )=- + (u( r )             (3-1)
=0                                         (3-2)
  其中r 为雷诺应力项,在方程中它是未知项,它有自己的表达式,称为湍流模型,对湍流现象的理解不同,就有不同的湍流模型,湍流模型的表达式与平均N-S方程组形成了封闭的方程组,本文采用常用的k-e湍流模型。常用的湍流模型都是建立在涡粘性概念的基础上,雷诺应力与涡粘性的关系为:
r =mt(                                                             (3-3)
代入(3-1)式可得等粘度的不可压平均N-S方程
r(uj )=- + ((m+mt)( )               (3-4)
=0                                       
其中 mt=rcek2/e                                  (3-5)
ce实验常数

  在大雷诺数流动情况下,k,e分别由下面模化的湍动能K方程和湍动能耗散率e方程确定。
K: em/sk )+em((  -e             (3-6)
e:  em/se )+c1(e/k)em((  -c2e 2/k (3-7)
其中 ce、c1、c2、sk、se 均为常数。

定常的K、e方程为:
K: uj em/sk )+em((  -e           (3-6)
e: uj em/se )+c1(e/k)em((  -c2e 2/k  (3-7)

按二维形式展开的控制方程组在直角坐标系内可表示为:

C:  r =0                                     (3-8)
Mx:r =-                  (3-9)
My:r =-                  (3-10)
K:  r =               (3-11)
e:  r =          (3-12)

[G]=  (3-13)

根据具体问题给出具体的边界条件和初始条件,即组成了完整的控制方程组及其定解条件。

3.1.2 离散方程

  将控制方程(3-8)---(3-13)用统一的输运方程表示为:
  r = +S                      (3-20)
式中f为个方程中的因变量,如在Mx方程中为u,而在连续方程中f为1等,S表示除式(3-20)左边的对流项及右边的扩散项外的所有项之和,称为输运方程的源项,扩散项在各方程中也不同,如动量方程中G=mt+m,e方程中G=mt/se等。

  各方程中源项分别为:
Mx:  S=-       G=m+mt
My:  S=-       G=m+mt
c  : S=0        G=0
K  : S=mt[G]-re  G=mt/sK
e  : S=     G=mt/se                                    (3-21)

  令Jx=ruf-G                                    (3-22)     Jy=rvf-G                                   (3-22)

  将(3-22)代入(3-20),则(3-20)简化为
                                      (3-23)

  至此,我们将控制方程(3-8)至(3-13)转换成统一的输运方程(3-23)形式。

  PHOENICS 采用控制容积法进行方程离散。所谓控制容积法即在有限小的(由网格确定)控制容积内,对方程(3-22_作一次积分,使方程降阶后,再按一定的差分格式离散方程。图3-1为X-Y平面上的网格与控制容积的关系。

      Y                  N
      ¬
                         n                  
                   W w  P  e  E
                          s
                          S  

                                            ® X

  图中P表示中心节点,N、S、W、E为该节点周围最近的四个节点。虚线内为该节点的控制容积,n、s、w、e为控制容积各个面上的中点(对于均匀网格),但若网格非均匀,上述交点可不为中点。在图3-1所示的控制容积内对方程3-23进行积分得:
  Je-Jw+Jn-Js= DxDy                            (3-24)
  Je、Jw、Jn和Js是整个控制容积面上的积分总流量,即Je个界面e上的 依此类推,S为              (3-25)
  类似地,我们在整个控制容积内积分连续方程可得:
  Fe-Fw+Fn-Fs=0                                 (3-26)
  式中Fe、Fw、Fn及Fs是通过控制容积面的流量,如果在点e的ru代表整个界面e 上的值,我们就可以导出:
          Fe=(ru)eDy
类似地:   Fw=(ru)wDy
          Fn=(ru)nDy
          Fs=(ru)sDy
(3-24)-F*(3-26)得:
  (Je-FeF)-(Jw-FwF)+(Jn-FnF)-(Js-FsF)= DxDy      (3-28)
  为说明问题,本文我们采用混合格式离散方程即:
  Je-FeFp=aE(Fp-FE)
Jw-FwFp=aW(Fw-Fp)
Jn-FnFp=aN(Fp-FN)
Js-FsFp=aS(Fs-Fp)
式中:
  aE=DeA(|pe||)+[[-Fe,0]]
  aW=DwA(|pw||)+[[-Fw,0]]
  aN=DnA(|pn||)+[[-Fn,0]]
  aS=DsA(|ps||)+[[-Fs,0]]

De=                Dw=  
  Dn=                Ds=  
  贝克列数定义为:
  Pe=Fe/De        Pw=Fw/Dw      Pn=Fs/Ds
函数A(|P|)采用混合方安推荐的公式:
  A(|P|)=[[0,1-0.5|p|]]
  符号[[x,y]]=max(x,y)
  将源项S尽可能地线性化为 S=SC+SPFP
至此,我们可以把二维的离散化方程写成:
  apFp=aeFE+awFw+aNFN+asFs+b
  b=ScDyDx
式中:    ap=aE+aw+aN+as-spDxDy
  至此,方程离散化已完成。
  理论上讲,到目前为止已经可以进行计算求解了,但目前的离散方法计算很容易产生锯齿形压力场,而这又是不合理的,一般解决该问题的方法是才用交错网格法。所谓交错网格即:把速度u、v及压力p分别储存在三套不同网格上的网格系统,u控制容积与主控制容积之间x方向有半个网格步长的错位,而v控制容积与主控制容积之间在y方向上有半个步长的错位。
  在交错网格中一般F变量的离散过程及结果与3.1.2 节所述相同。但对动量方程而言,则带来一些新的特点:
a.积分用的控制容积不是主控容积而是u、v各自的控制容积。
b. 压力梯度项从源项中分离出来。例如对ue的控制容积:
»(pp-pe)Dy
  这里假设在ue的控制容积的东、西界面上压力是各自均匀的,分别为pE、pp。于是关于ue的离散方程具有以下形式:
  aeue=åanbunb+b+(pp-pe)Ae
  类似地,对vn的控制容积作积分可得:
  anvn=åanbvnb+b+(pp-pN)An

3.1.3 计算方法

3.1.3.1 SIMPLE算法的计算步骤

  采用SIMPLE算法实施关于u、v、p代数方程的分离式求解时,计算步骤如下:

(1) 假定一个速度分布,记为u0,v0,以次计算动量离散方程的系数及常数项;
(2) 假定一个压力场p*;
(3) 依次求解两个动量方程,得u*、v* ;
(4) 求解压力修正值方程,得p’ ;
(5) 据p’改进速度值 ;
(6) 利用改进后的速度场求解那些通过源项物性等与速度场耦合的F变量。如果F并不影响流场,则应在速度场收敛后再求解 ;
(7) 利用改进后的速度场重新计算动量离散方程的系数,并用改进后的压力场作为下一层次迭代计算的初值。重复上述步骤,直到获得收敛的解。

  PHOENICS程序计算方法采用的是SIMPLEST算法,与SIMPLE相比,它主要有以下两个特点:

(1) 对流项采用迎风格式,因为这是一个绝对稳定的格式,且扩散项与对流项的影响系数可以分离开来,不象指数(或乘方)格式那样综合在一起,至于由迎风差分所引起的假扩散问题,则采用逐步加密网格、以获得与网格稀密程度无关的解这种做法加以克服。

(2) 把相邻点的影响系数表示成对流分量cnb及扩散分量dnb之和,并把对流部分全部归入源项,于是ue的动量方程为:
  aeue=å( dnb+cnb)unb+b+Ae(pP-pE)
     =ådnbunb+(b+åcnbu*nb )+Ae(pP-pE)
由此可见,当扩散项略而不计时,动量方程实际上采用Jacobi的点迭代。点迭代的收敛速度是比较慢的,但是由于对流项与压力之间的耦合关系等原因,正希望利用这一特性以防止迭代发散。这种混合式的计算方法有利于促进强烈非线性问题的迭代过程收敛,SIMPLEST的计算步骤与SIMPLE基本相同。

PHOENICS求解时可采用点迭代、线迭代、面迭代等方法迭代求解。
图3-2 为PHOENICS采用全场求解方法时的计算步骤:

DO ISITEP = 1, LSPTEP
  DO ISWEEP = 1,LSWEEP
     DO IZ = 1,NZ
        Apply previous sweep’s pressure &
        velocity corrections

        DO IC = 1,LITC
           Solve scalars in order
           KE, EP, H1, C1, C2, .... C35
        ENDDO
        Solve velocities in order
        V1, U1, W1
        Construct and store pressure correction sources
        and coefficients
     ENDDO
     Solve and store pressure corrections whole field
   ENDDO
ENDDO
                        图 3-2
4.  结论

  本文仅对PHOENICS程序的控制方程及计算方法进行了简单的介绍,以给出PHOENICS程序求解问题的大概方法。PHOENICS程序是一个大型通用计算程序,可计算的领域很多,视个人理论基础的不同,计算的结果和应用的范围差别很大。而要想完全掌握PHOENICS程序的理论部分,最好在掌握了PHOENICS一般理论基础上,结合课题逐步对其理论及方法研究掌握。PHOENICS程序附有完整的帮助系统,在使用当中遇到问题时可随时查阅。这些仍不能满足要求时可查阅PHOENICS杂志及报告。
 楼主| 发表于 2007-4-3 03:58 | 显示全部楼层
32.有限差分法/有限元方法/有限体积法

     有限差分方法(FDM)是计算机数值模拟最早采用的方法,至今仍被广泛运用。该方法将 求解域划分为差分网格,用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级 数展开等方法,把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而 建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。该方法是一种直接将微分问题变为代数 问题的近似数值解法,数学概念直观,表达简单,是发展较早且比较成熟的数值方法。
 对于有限差分格式,从格式的精度来划分,有一阶格式、二阶格式和高阶格式。从差分 的空间形式来考虑,可分为中心格式和逆风格式。考虑时间因子的影响,差分格式还可 以分为显格式、隐格式、显隐交替格式等。目前常见的差分格式,主要是上述几种形式 的组合,不同的组合构成不同的差分格式。差分方法主要适用于有结构网格,网格的步 长一般根据实际地形的情况和柯朗稳定条件来决定。
 构造差分的方法有多种形式,目前主要采用的是泰勒级数展开方法。其基本的差分表达 式主要有三种形式:一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等, 其中前两种格式为一阶计算精度,后两种格式为二阶计算精度。通过对时间和空间这几 种不同差分格式的组合,可以组合成不同的差分计算格式。
 有限元方法的基础是变分原理和加权余量法,其基本求解思想是把计算域划分为有限个 互不重叠的单元,在每个单元内,选择一些合适的节点作为求解函数的插值点,将微分 方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式 ,借助于变分原理或加权余量法,将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数 形式,便构成不同的有限元方法
    有限元方法最早应用于结构力学,后来随着计算机的发展慢慢用于流体力学的数值模拟 。在有限元方法中,把计算域离散剖分为有限个互不重叠且相互连接的单元,在每个单 元内选择基函数,用单元基函数的线形组合来逼近单元中的真解,整个计算域上总体的 基函数可以看为由每个单元基函数组成的,则整个计算域内的解可以看作是由所有单元 上的近似解构成。在河道数值模拟中,常见的有限元计算方法是由变分法和加权余量法 发展而来的里兹法和伽辽金法、最小二乘法等。根据所采用的权函数和插值函数的不同 ,有限元方法也分为多种计算格式。从权函数的选择来说,有配置法、矩量法、最小二 乘法和伽辽金法,从计算单元网格的形状来划分,有三角形网格、四边形网格和多边形 网格,从插值函数的精度来划分,又分为线性插值函数和高次插值函数等。不同的组合 同样构成不同的有限元计算格式。
     对于权函数,伽辽金(Galerkin)法是将权函数取为逼近函数中的基函数 ;最小二 乘法是令权函数等于余量本身,而内积的极小值则为对代求系数的平方误差最小;在配 置法中,先在计算域 内选取N个配置点 。令近似解在选定的N个配置点上严格满足微分 方程,即在配置点上令方程余量为0。
    插值函数一般由不同次幂的多项式组成,但也有采用三角函数或指数函数组成的乘 积表示,但最常用的多项式插值函数。有限元插值函数分为两大类,一类只要求插值多 项式本身在插值点取已知值,称为拉格朗日(Lagrange)多项式插值;另一种不仅要求插 值多项式本身,还要求它的导数值在插值点取已知值,称为哈密特(Hermite)多项式插值 。单元坐标有笛卡尔直角坐标系和无因次自然坐标,有对称和不对称等。常采用的无因 次坐标是一种局部坐标系,它的定义取决于单元的几何形状,一维看作长度比,二维看 作面积比,三维看作体积比。在二维有限元中,三角形单元应用的最早,近来四边形等 参元的应用也越来越广。对于二维三角形和四边形电源单元,常采用的插值函数为有La grange插值直角坐标系中的线性插值函数及二阶或更高阶插值函数、面积坐标系中的线 性插值函数、二阶或更高阶插值函数等。
     对于有限元方法,其基本思路和解题步骤可归纳为
    (1)建立积分方程,根据变分原理或方程余量与权函数正交化原理,建立与微分方程 初边值问题等价的积分表达式,这是有限元法的出发点。
    (2)区域单元剖分,根据求解区域的形状及实际问题的物理特点,将区域剖分为若干 相互连接、不重叠的单元。区域单元划分是采用有限元方法的前期准备工作,这部分工 作量比较大,除了给计算单元和节点进行编号和确定相互之间的关系之外,还要表示节 点的位置坐标,同时还需要列出自然边界和本质边界的节点序号和相应的边界值。
    (3)确定单元基函数,根据单元中节点数目及对近似解精度的要求,选择满足一定插值条 件的插值函数作为单元基函数。有限元方法中的基函数是在单元中选取的,由于各单元 具有规则的几何形状,在选取基函数时可遵循一定的法则。
    (4)单元分析:将各个单元中的求解函数用单元基函数的线性组合表达式进行逼近;再将 近似函数代入积分方程,并对单元区域进行积分,可获得含有待定系数(即单元中各节点 的参数值)的代数方程组,称为单元有限元方程。
    (5)总体合成:在得出单元有限元方程之后,将区域中所有单元有限元方程按一定法则进 行累加,形成总体有限元方程。
    (6)边界条件的处理:一般边界条件有三种形式,分为本质边界条件(狄里克雷边界条件 )、自然边界条件(黎曼边界条件)、混合边界条件(柯西边界条件)。对于自然边界条件, 一般在积分表达式中可自动得到满足。对于本质边界条件和混合边界条件,需按一定法 则对总体有限元方程进行修正满足。
    (7)解有限元方程:根据边界条件修正的总体有限元方程组,是含所有待定未知量的封闭 方程组,采用适当的数值计算方法求解,可求得各节点的函数值。

    有限体积法(Finite Volume Method)又称为控制体积法。其基本思路是:将计算区域 划分为一系列不重复的控制体积,并使每个网格点周围有一个控制体积;将待解的微分 方程对每一个控制体积积分,便得出一组离散方程。其中的未知数是网格点上的因变量 的数值。为了求出控制体积的积分,必须假定 值在网格点之间的变化规律,即假设 值 的分段的分布的分布剖面。从积分区域的选取方法看来,有限体积法属于加权剩余法中 的子区域法;从未知解的近似方法看来,有限体积法属于采用局部近似的离散方法。简 言之,子区域法属于有限体积发的基本方法。 有限体积法的基本思路易于理解,并能得出直接的物理解释。离散方程的物理意义,就 是因变量 在有限大小的控制体积中的守恒原理,如同微分方程表示因变量在无限小的控 制体积中的守恒原理一样。 限体积法得出的离散方程,要求因变量的积分守恒对任意一组控制体积都得到满足, 对整个计算区域,自然也得到满足。这是有限体积法吸引人的优点。有一些离散方法, 例如有限差分法,仅当网格极其细密时,离散方程才满足积分守恒;而有限体积法即使 在粗网格情况下,也显示出准确的积分守恒。 就离散方法而言,有限体积法可视作有限单元法和有限差分法的中间物。有限单元法必 须假定 值在网格点之间的变化规律(既插值函数),并将其作为近似解。有限差分法只 考虑网格点上 的数值而不考虑 值在网格点之间如何变化。有限体积法只寻求 的结点值 ,这与有限差分法相类似;但有限体积法在寻求控制体积的积分时,必须假定 值在网格 点之间的分布,这又与有限单元法相类似。在有限体积法中,插值函数只用于计算控制 体积的积分,得出离散方程之后,便可忘掉插值函数;如果需要的话,可以对微分方程 中不同的项采取不同的插值函数。

[ 本帖最后由 linda 于 2007-4-3 04:01 编辑 ]
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:02 | 显示全部楼层
33.非结构网格和结构网格到底哪个好
不是自己编程。那么如果模型不是太复杂,就用结构网格吧。如果模型复杂,就试着用六
面体(3D)或者4边形(2D)非结构网格。如果网格划分得好,并不比结构网格差。

注意,自己编程得情况下,非结构网格得工作量就大不少。

: 一般认为非结构化网格数值耗散比结构化网格大,从而使得算同样的问题需要更多
: 的非结构化网格.

: : 看了一篇对于旋转叶轮机械作CFD计算的文献,把两种网格比较来比较去的,说了?.
: : 不知道大家实际使用中的经验如何?结构网格虽然分起来复杂,但是如果计算时间..
: : 能大大缩短的话,我也愿意多花些人力在前处理上面啊。


34.物理模型与数学模型在概念上的区别
物理模型是指把实际的问题,通过相关的物理定律概括和抽象出来
并满足实际情况的物理表征。(这是我自己的语言)
比如,我们研究管道内的流体流动,抽象出来一个直管,和粘性流体模型,
或者我们认为管道内的液体是没有粘性的,使用一个直管和无粘流体模型
还有,我们根据热传导定律,认为固体的热流率是温度梯度的线形函数,
相应的傅立叶定律就是导热问题的物理模型
因此,不难理解物理模型是对实际问题的抽象概念,对实际问题的一种描述方式
这种抽象包括了实际问题的几何模型,时间尺度,以及相应的物理规律

数学模型就好理解了,就是对物理模型的数学描写
比如N-S方程就是对粘性流体动力学的一种数学描写,
值得注意的是,数学模型对物理模型的描写也要通过抽象,简化的过程


35.出口物体中系数(coefficient)的选取
The physical meaning of CO of outlet? Posted By: ZHANG ZHIQIN email:ZZQ01@MAILS.TSINGHUA.EDU.CN
Date: Mon, 2 Dec 2002, 11:28 p.m. When I set an outlet, the coeficient is set 1000,sometimes it is set 1,What's the physical meaning of the coeficient?  Thanks Re: The physical meaning of CO of outlet? Posted By: Neihad email:neihad@hotmail.com
Date: Tue, 3 Dec 2002, 9:30 p.m. Higher coefficients make the internal conditions near the outlet closer to the external pressure Regards 出口物体中这个系数(coefficient)取得越大,最终计算结果中出口处的压力与设定的外部压力(external pressure) 越接近,用于固定出口处的压力值

36.turbulence convergence
Posted By: irfan email: irfan_m2@rediffmail.com
Date: Tue, 19 Nov 2002, 1:43 a.m.  After getting the solution, I am facing a difficulty in judging that the particular set of input turbulence parameters (example; Dissipation length scale & Turbulence intensity in standard K E modal), being selected are correct. For this, should I check the residuals of turbulence only or do I need to check something else. I will appreciate your guidance in this regard Re: turbulence covergence Posted By: JinHyo, Bae
Date: Tue, 19 Nov 2002, 5:47 p.m. If you have an experimental data for the case, you can adjust that value. If not, you can only use default value. How aout using RNG K-E model?


37.关于局部加细技术和NULL物体使用
about the grid
Posted By: konos email: konosxkonos@yahoo.com
Date: Fri, 15 Nov 2002, 11:43 a.m. I want to change the kind of the grid in a specific area and not in the whole area. How can i do this? Re: about the grid Posted By: Vikas Kumar email: vikask@cdac.ernet.in
Date: Tue, 26 Nov 2002, 3:17 a.m. Use FGEM. See lib. case V201. Or use Null object to create region of your interest. Vikas Posted By: konos email: konosxkonos@yahoo.com
Date: Wed, 27 Nov 2002, 6:52 a.m. What is the FGEM? I can't understand the difference between Null object and fine_grid volume.In lib. case V201 use fine grid. Why ? Can you help me ? Posted By: Vikas Kumar email: vikask@cdac.ernet.in
Date: Thu, 28 Nov 2002, 8:27 a.m. Pl. visit this site to see workshop on FGEM http://www.cham.co.uk/phoenics/d_polis/d_wkshp/wrkshp8.htm This workshop shows how to use a Fine Grid Volume to increase the local resolution. Posted By: konos email: konosxkonos@yahoo.com
Date: Fri, 29 Nov 2002, 2:35 a.m. I have tried many times to use Fine Grid Volume. Unfortunately, I have many problems with that. First of all, in VR-Viewer when I click on the 'Vector toggle' , the vectors are completely wrong. They have random directions and when i have zero angle of attack there is no symmetry What can I do ?


disappear particles in GENTRA
Posted By: tomo email: tomogo10@hotmail.com
Date: Mon, 9 Dec 2002, 12:13 a.m. In my calculation, particle trajeciory is finished until it doesn't reach EXIT in GENTRA. LUNIT6 said the particle was EXIT by GENIUS Group4 IGENSC=1. Why? My calculation is transition(not steady!). Is there somebody who help me? Re: disappear particles in GENTRA Posted By: support team email: support@phoenics.co.jp
Date: Fri, 13 Dec 2002, 8:05 p.m.
In Response To: disappear particles in GENTRA (tomo) The BUG has been fixed in CHAM-Japan.


38.Phoenics 中PARSOL技术的应用
PARSOL I am currently running a model in P3.4 that investigates air movement and temperature profiles in an attrium. The attrium has some complex geometry. I have run the model successfully with a relatively fine grid successfully, to increase the accuracy I turned on parsol. The model crashed after about 30 iterations and the model not sufficiently converged. When I reduce the number of grids in the space and turn parsol on it works, but the accuracy of the refined grids is lost. PARSOL algorithm has been improved in PHOENICS 3.5. For conjugate heat transfer problem, the solution crashes in certain cases. I have found similar problem.
------------------------------------------------------------------------------
can u explain what is PARSOL?thanks!
------------------------------------------------------------------------------PARSOL
PARSOL, the technique for improving the accuracy of flow simulations for situations in which a fluid/solid boundary intersects some of the cells of a cartesian or polar-co-ordinate grid obliquely. 当你的计算域中有wedge物体时,如果想让流场算的比较合理,最好用这个命令,
这在PHOENICS的入门算例中有一个,祝好运。

如果有什么不太明白的,最好查找POLIS,里面的解释比较详细。

39.如何编译Plant
编译Plant时出现如下错误: C:\phoenics\D_PRIV1>call \phoenics\d_satell\..\d_utils\d_windf\..\phoepath.bat Out of environment space Adding DIGITAL PHOENICS to path Too many parameters Bad command or file name Out of environment space Out of environment space Out of environment space C:\phoenics\D_PRIV1>call bldear Bad command or file name C:\phoenics\D_PRIV1>pause Press any key to continue . . . 这是什么问题?望用过的高手告知,我的计算机中安装了Digital Fortran6.5和VC6.0 ,并且在文件phoepath.bat中设定了路径. _____________________________________________________

将fortran中的dfvars.bat文件中的%PATH%改成"%PATH%",同样查找用到的phoenics批处理文件,做一样的改动。good luck.
_____________________________________________________

是这样的,在phoenics 和fortan中均要设置路经。在Q1文件中可按plant要求格式写而后编译连接运行erath!
_____________________________________________________

在批处理文件上点击右键,将内存变量扩大.
_____________________________________________________
批处理文件?不好意思,不大明白,请具体说说。
_____________________________________________________

告诉我你用的PHOENICS版本和FORTRAN版本,我用的FORTRAN是FORTRAN 5.0A.PHOENICS3.4 , ******VISUAL DIGITAL FORTRAN 6.0不好使.批处理文件是指运行中调用的.BAT文件.


40.PHOENICS中EPKE这个变量的含义
EPKE = EP/KE and this ratio provides a measure of the frequency of the large-scale turbulent motion You will have to specify KE and EP for the inlet if you are using k-e family turbulence models. The suggested values for KE and EP can be found in POLIS, or you can use your own values. KE and EP then will be solved by PHOENICS with the boundary conditions specified. EPKE = EP/KE which is a ratio of dissipation rate over turbulent energy, so this may be a measure of the state of turbulence
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:05 | 显示全部楼层
41.phoenics3.5中,Objects中的Null的意思
null是假想的空物体,
对计算域的形状没有任何影响。
它的作用是用来改变计算域的网格划分,
从而反映某些局部的细节信息。
例如,炉膛的燃烧器区域流场变化比较剧烈,
为了真实地反映燃烧器区域的流场情况,
需要根据具体情况,加入若干个null物体。
它等效于局部加细网格,但在PHOENICS中,它比局部加细网格好收敛一些。

42.phoenics如何安装
不符站规略去


43.PLANT功能使用
使用PLANT,必须在Q1文件中加上NAMSAT=MOSG
  PLANT 语句必须写在Plant Begin 和Plant End 之间
  PLANTBEGIN    PLANT 语句
         .
         .
         .
  PLANTEND
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:06 | 显示全部楼层
44.如何才能成为CFD高手

呵呵,好久没思考这个问题了,记得刚接触CFD时,也是一脸惶恐,这个不懂,哪个

不知,整个灰头土脸,还得小心老板盘问,同学比较!痛苦+郁闷ing!时间长了,脸

皮厚了,也学到一点东东,但是心里依然有种说不出的烦闷,就是为什么我不懂的有

那么多?我什么时间也能成为一个高手?

仔细总结了一下,其实也成为计算流体力学也不是很难,下面就简单叙述一下:

1.所谓计算流体力学,顾名思义,需要计算和流体力学知识,要成为高手,首先要有

扎实的数学功底和流体力学知识。数学是很难弄的,有些人(包括我)看见偏微分就

烦,看见老长老长的数学推导就想略过。其实这和国内的教科书有很大关系,因为从

小看到的数学书都是冷冰冰,让人怪不舒服的。所以如果现在要补数学,首先要找些

有趣点的教材。这个非常关键,没有兴趣学数学还不如自杀痛快!对于流体力学,尤

其是紊流这部分,说法太多,难以一一详述,到现在连什么是紊流都没有一个准确性

定义,苦呀!各种不同的定义方法和描述方法,像什么混合长度等等,决定了各自的

适用范围,建议对于这一部分做个详细的分类了解。其实,计算流体力学说到底,就

是那三个守恒公式,能量、质量、动量,了解起来很容易。关键是各种假设太多,痛

苦ing!什么时间,我们直接研究流体分子,把假设全干掉,那就爽了,不过估计,我

是没希望看到了!哈哈!

2.第二点,要学会编程。这又涉及到数学,因为什么网格化分,方程离散,差分迭代

等等其实都是数学的玩意。数学不好,肯定搞不懂那一堆一堆的符号是装饰还是垃圾

,哈哈!推荐学门高级点的语言,VF很有历史,VC很难学,但你一定要学一门。只有

通过编程,你才能了解计算流体力学究竟是如何一回事。

3.要学软件,自己变程是学个方法,现在大部分人都是在用商业软件。像流行的fluent

,star-cd等等,虽说不是针对性软件,效率低,精度低,但要自己做个计算复杂流场

的软件,还是要慎重思考。学软件其实不难,因为大部分工作都已经做好了,我们要

做的就是告诉软件要做一个什么样的问题,有点像傻瓜相机。简单说来CFD可分三步

,建模,求解,后处理。建模包括绘制物理模型,网格化分,设定边界条件等。绘制

物理模型(CAD),很简单多数商业软件都有专门的软件,也可以选择复杂的

ug,proe,solidworks

,这和个人爱好与软件资源有关,在此不多作评论,可以挨个试试,找个顺手的。关

于网格化分,除了CFD软件自带的软件,可以尝试学这么几个,icemcfd,gridgen,等

。边界条件都是在CFD软件中设定,无非压力速度质量。关于后处理,一定要有足够

的重视!这一部分是重中之重,计算的结果别人是看不懂的,一定要有诲人不倦的精

神,要让傻瓜都愿意看,都能看懂。当然最关键的是确定数据的取舍,因为计算的好

处便是能得到一大堆各式各样的数据,一定要挑出那些和计算要求相关的,能说明问

题的结论。然后就是数据的表达问题,也挺简单,等值线,矢量,数值曲线。要选一

个最简洁明了的。推荐软件fieldview,tecplot(这个东东有点笨)。

4.要有好的硬件设备,弄着PentiumI做计算肯定能做,但你肯定被抛在了时代的后

面,你的结论肯定有种历史沧桑感。硬件也简单,CPU要快,而且要抗造,别动上几

个小时就冒烟;内存一定要大,这样你才敢算个像样的问题,要不然你拿着50个网格

,还是用计算器算比较好。哈哈;再就是显卡,显存要够大,GPU要够快;硬盘也要

是主板,一定要够稳,够快,要不然,你前面的东东,再好都白费。关于显示器,我

很痛苦,实验室给我弄得syncmaster743df,让我的眼睛每天都像个兔子,惨不忍睹!

当然最爽的是弄台工作站耍,这是我今后的努力目标,不为别的首先要告别这一堆眼

药水!

5.要有一颗仁慈的心。计算机这东西太笨,在出错的时候不要把它暴扁。

好了,老板在靠近,我要先闪!

推荐书籍:

中文:陶文铨《数值传热学》,我认为国内的一个经典。

吴望一《流体力学》。

英文:太多了,我感觉都不错,有空到我的FTP自己找吧。

软件:star-cd,fluent,ug,icemcfd,fieldview,origin.

最要命的一条是,相信自己!

你知道吗,你永远是最好的!
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:09 | 显示全部楼层
45. 如果你想买PHOENICS
可以和上海cham公司联系,他们公司的网址是http://www.phoenics.cn,也可以直接和英国cham公司联系
7.jpg
以上是办事处负责人范静龙先生以前的名片,现在除了邮箱外其余信息未变,邮箱为cham@phoenics.cnphoenics@sh163.net


46.在计算时,收敛的判断是各个变量的err%都要小于0.1%才行
请问版主在计算时,收敛的判断是各个变量的err%都要小于0.1%才行?
err%应该叫什么,是如何计算的?
在result文件中,怎么看出口和入口的质量流量,如果入口的值和出口的值相差很小的话,在工程允许的范围内,是以什么为标准?认为是收敛了。怎么在result文件中分析,具体是哪几个指标?
如何确认有没有收敛,可以改松弛因子是不是向小改,标准是什么,松弛因子最大、最小是什么?
-------------------------------------------------------------------------------
计算的时候,很难做到每个变量的err%都小于0.1%。如果达到的话,那么phoenics会自动结束运算的,呵呵,不过我还没有遇到过。
  err%好像是叫残差,我感觉是个相对误差,polis中有对它的介绍,可以找一找。
  在result文件中,最前面是24个group的描述,后面就是各个变量(x,y,z方向的速度,湍流动能,耗散率等在入口和出口的值),对于单项流动,其中有R1那一项。不好意思,我以前说错了,在ENCYCLOPAEDIA中讲,R1是体积分额(first-phase volume fraction),你可以将R1中所有正值加起来与负值相比教。一般工程上小于5%的误差是可以接受的,但事实上也要看你做得东西是否要求很高的精度。
  如果没有收敛的话,可以改网格,改模型,改松弛因子,松弛因子好像并没有最大最小的说法。它实际上是一个最佳值,陶文铨的《数值传热学》上讲到过一些。

47.PLANT和GROUND功能的简单说明
The PLANT-using mode
For those users (a diminishing proportion, it may be remarked) who find the already-described methods of problem-specification insufficient, the next recourse is to introduce PLANT formulae into the Q1 files, and so allow the SATELLITE to: interpret them; convert them into their Fortran equivalents; and write the corresponding 'GROUND' file. Thereafter the file is compiled, the new EARTH executable built, and the run executed, without further user intervention. The PLANT lines can be introduced into the Q1 file in either of two ways, namely: 1.direct editing, which requires some acquaintance with PLANT-formula 2.terminology and syntax, and interaction with the PLANT-menu utility, which does not. The own-Fortran-using mode
There do exist PHOENICS users who would rather introduce their own Fortran coding than find out whether, or how, what they want can be provided by PLANT. Such users need to learn how GROUND coding interacts with EARTH; but this is not difficult, because the extensive open-source components of PHOENICS provide many examples which users can follow. Further, PHOENICS is equipped with numerous 'service' subroutines, calls to which can be incorporated into the user's coding.
The relevant entry in the PHOENICS Encyclopaedia provides further explanations and examples.


48.关于选择能量方程的讨论
在一些能量方程的求解时有没有碰到过选用温度方程还是焓方程的?? 在陶的《数值传热学》上看到先是建立焓方程,然后再通过固定CP才转化为温度方程的,这样的理解是不是就是说只有定常的流体才能采用温度方程的呢? 还有就是对于温度方程的total和static类型之间的区别有没有人可以提供一下?? 3x!!

Static Temperature is the temperature that is measured moving with the fluid. Total is the temperature at the thermodynamic state that would exist if the fluid were brought to zero velocity. For compressible flows, the total temperature is computed from the total enthalpy using the current cp method. For incompressible flows, the total temperature is equal to the static emperature. 第一个问题,用温度表示的能量方程也是普遍适用的,看陶书这一节最后的解释。

能量方程一般用内能、焓或熵三种形式的任一种来表示。但当认为Cp、Cv为常数时,才将能量方程处理为温度方程。

同意这种说法,但是在我们一般建模的时候如果不是定常流能不能再使用这种温度表示的能量方程呢?? 陶一书上说的是可以,就是采用上一个时间层或是上一次迭代的温度来确定CP值,因此相当于CP值仍然是变化的,但是有时间或是迭代上的迟滞,我觉得对于稳态没有问题,但是瞬态就有疑问了,大家的意见如何呢/? 我在PHOENICS的使用手册上见到的解释是: 一般温度形式的能量方程采用的是TOTAL形式,焓形式的能量方程采用的是STATIC形式,这是跟流体的压缩性有关的,压缩性又是跟流体的流速是有关的,因此可以理解STATIC类型的温度是随着流体进行测量所得的温度,是用于压缩性流体的;不可压缩流体的温度形式的能量方程是使用TOTAL类型的 对于焓形式的能量方程也有STATIC和TOTAL类型之分的,而且这两者也是统一的,STATIC类型的能量方程包含压力和动力加热源项的直接来源的.

49.BLOCKAGE的属性自定义设置问题
Q: 我是从CAD中引入的一个模型,现在我想设置这个模型为固体块,但是模型的属性是怎么根据我自己的实际需要设置呢?主要是我不想用PHOENICS里面的属性,怎么改它的密度,比热什么的?我知道对于主流物质的属性是可以在VR环境下进行操作的,这个行不行呢??请教高手!!

A: 在phoenics\d_earth\props Q: 是怎么进行操作的?这个文件该怎样打开的呢?
请PHOENICS赐教!
谢谢!!

A: 你试试就知道了。记事本就可以打开。修改或添加都可以。
气体,液体,固体
注意编号。
0--30  气体,30---40 空的(留给用户添加气体物性)
其他的也类似。

Q: ^_^,是可以打开的,是不是在这里修改完了之后保存后就可以在VR环境下的菜单里面调用的吗?这样的话就很方便了,嘻嘻!

A: 是呀,其实PHOENICS的数据都是从这里来的

Q: 好的,这样的话就很方便了,^_^ 我再试试,谢谢PHOENICS
^_^,很不错,第一次觉得使用性还是很高的,像这样的物体还能加到多少?就是最多的气体,固体,液体的数量是多少?有没有这方面的限制呢?
谢谢phoenics!!
A: 之间空着的就是可加的数目。

Q: ^_^,明白了,还想请问一下有关于这个属性的单位问题,MERRYFISH的理解是所有的都是国际单位,但是我比较了一些属性的值,发现比热的单位是J/KG.C,不知道是不是其他的物理量的单位会有这样的情况?请PHOENICS讲讲你对这个单位的理解!!谢谢!! A: 国际单位制。

Q: 可是国际单位制中的比热单位是KJ/KG.C而我知道在PHOENICS中这个的单位是J/KG.C,是 不是我弄错了  
PHOENICS中的比热单位???请PHOENICS帮忙看看啊,谢谢!!


50.PHOENICS编辑界面背景颜色的变换
在菜单栏里点击OPTION,然后再点击BACKGROUND COLOR,接着就可以进行编辑了
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:10 | 显示全部楼层
51.Q1文件的组成
PHOENICS 软件培训
前处理部分-Q1文件
PHOENICS 的基本结构
Q1文件的组成

GROUP 1
Run title and other preliminaries
定义 作业的名称,定义变量
(标准变量35个,主要是指PIL中没有的变量)
变量类型可以有:数组(array)
           逻辑变量(boolean)
           字符型变量 (char)
           实型 (real)
           整型  (integer)

GROUP 2
定义非定常计算相关的参数
  Steady=T(定常,与时间无关)
                F (非定常,与时间有关)
TFIRST 开始时间
TLAST  结束时间
TSTEP   时间步长

GROUP 3,4,5
X,Y,Z方向网格划分的相关参数
坐标系的选取  Cartes=T (直角坐标)
                                         F(柱坐标系统,X角度,Y半径)
NX,NY,NZ 表示网格的数目
Xulast,Yulast,Zulast 表示X,Y,Z方向相应的尺度
Nregx,Nregy,Nregz 表示X,Y,Z 方向区域的个数
Para = T 表示求解的为抛物型方程

GROUP 6
贴体坐标以及相关的网格参数的设定
BFC =  T (采用贴体坐标系统)
Domain   规定计算区域的网格数
Grdchk = T 网格的正交性的检查
Readco   读入外部的网格文件
                注意:网格文件的格式必须满足PHOENICS   
                 网格文件的格式,才能正确的读入。

GROUP 7
变量定义
   定义需要求解的变量,和存储的变量(包括因变量和
   各种辅助变量)。
    激活模型(如激活K-epsilon湍流模型:                         Turbmod(kemod))
    Store   存储变量
    Solutn   定义求解变量
    Onephs = T 表示单相流动
                      F 表示两相流动

   定义需要求解的变量,和存储的变量(包括因变量和
   各种辅助变量)。
    激活模型(如激活K-epsilon湍流模型:                         Turbmod(kemod))
    Store   存储变量
    Solutn   定义求解变量
    Onephs = T 表示单相流动
                      F 表示两相流动

GROUP 8
选择方程中需要保留的项
  其中包括:瞬变项(时间项),对流项,扩散项,源相
   这些项的选择可以根据方程求解的需要来定。
   Terms(变量,Y/N,Y/N,Y/N,Y/N,Y/N,Y/N)
   表示 1:激活内置的源相
             2:激活对流相
             3:激活扩散相
             4:激活瞬变相
             5: 变量属于第一相流体
             6: 激活相间的输运
  

GROUP 9
定义介质的物理属性
  密度 Rho1
  粘性 Enul(层流),Enut (湍流)
  热导系数
   比热
   激活湍流模型(Turmod)
   注意:标量方程的交换系数是通过Prndtl数来规定其介质的输运系数的,Prndtl为负数的时候,表示扩散系数。

GROUP 10
定义多相流的能量交换,动量交换等特性
  Cfips: 相间的输运系数(Grnd1…Grnd10)
Cmdot:相间的质量输运系数
GROUP 11
给定变量以及多孔度的初场,自启动功能
Fiinit(phi)给定变量的初场
                        初场也可以通过patch和coval命令来给定
Restrt:变量的自启动功能
               对于强的非线性问题,自启动功能有利于迭代
               的收敛

GROUP 12
用于调节对流和扩散的特性
  主要用Patch命令来实现,不同的Patchname实现不同
   的功能:
    如:Gp12con? 调节所有的对流项
            Gp12sor?  调节所有的内置源相
            Gp12cne? 调节网格东面的对流项
                   .                                .
                   .                                .
                   .                                .
   GROUP 13
边界条件与特殊源相的设置
  PHOENICS中边界条件的处理和其他的一些商用程序不同,它有自己的一套处理边界条件的方法。
  主要分两步来实现:
             1:什么地方是边界,什么时候?
             2:什么变量规定什么样的边界?
  PIL命令主要是:
             Patch(什么地方,什么时候)
             Coval(什么变量什么样的边界)
PHOENICS中的边界条件
PHOENICS 中的边界条件主要是以源相的形式给出的
关于边界条件的PIL命令
边界的位置
   PATCH(Name,Type,Ixf,Ixl,Iyf,Iyl,Izf,Izl
                       ,Itf,Itl)
  Name:规定边界的名称
  Type: 边界的类型
给出变量的边界
Coval(Name,Variable,Coefficient,value)
Coefficient:系数
value: 值
具体的几种常用的边界条件的给定
固定值
  

PHOENICS中可以用FIXVAL来表示,给定边界的固值。
比如:COVAL(Patchname,Phi,Fixval,value)
给定通量 GROUP 14
对于抛物型问题(PARA=T)给定下游的压力条件

GROUP 15
外层迭代(Sweep)的次数
  
GROUP 16
规定内层迭代(Iteration)的次数
  即用迭代法求解线形方程组的迭代次数

GROUP 17
规定松弛因子
有两种方法给出松弛因子
  线形松弛因子(Linrlx)
虚拟时间步松弛因子(Falsdt)
湍流源相的线型化方法(2种)

GROUP 18
对迭代变量的幅度进行限制
Varmax 给出变量幅度的最大值
Varmin 给出变量幅度的最小值

GROUP 19
用于Q1和Ground之间的数据传递
Usegrd=T  Earth 访问Ground.for
Usegrx=T  Earth 访问Grex3.for

GROUP 20-24
控制数据的输出,图形的输出,以及程序的调试功能
  输出到Result 文件数据的计算结果可以通过Output 命令来控制。
  程序的调试功能。
PIL命令的编程功能
PIL命令语言就象是一门高级编程语言,如果你熟练掌握的化,可以编非常精彩的前处理程序。在PHOENICS提供的一些列子中,可以看出PIL命令非常精彩的一面。
PIL中可以实现循环控制,数据的交互输入,条件控制,以及子程序等。
THE END
 楼主| 发表于 2007-4-3 04:11 | 显示全部楼层
52.正版phoenics3.5的安装步骤
正版的安装步骤如下
1。将光盘放入光驱
2。运行SETUP.EXE,自动安装,选取安装的硬盘号,无需建立目录
3。所有安装软件都选择yes
4。将密码复制到\phoenics\d_allpro\目录替换原文件
5。运行桌面vr图标


53.如何inlet的速度分布
在phoenics中,如何设定进口边界条件的速度分布?如果采用菜单设计进口各点的速度大小一致,不符合具体的试验条件。请各位大侠指点!
_______________________________________
在Q1中定以数组,或函数。 利用循环语句: do II=1, N +pacth(name,inlet, nx1,nx,II:,iII,.......) coval(inlet,v,co,vv(II)) enddo 参见手册200 __________________________________________

具体研究以下Plant功能,就可以解决了,good luck.
__________________________________________
看一下文件C:\PHOENICS\D_POLIC\D_WKSHP\WSPLANT.HTM同你的问题相似,就会了,但需要编译PLANT文件, 可是我现在还不会.不知谁可以告诉我.查文档没有.
__________________________________________

find a example in lib
__________________________________________

我不会的是如何编译,而不是编译什么?如何设置visual fortran 编译器以及改变路径等问题.
__________________________________________
在中用循环语句和数组就行了,别太复杂化了


54.关于PHOENICS收敛的话题
前段时间也有人提起Phoenics的收敛问题,看了一些资料,刚好最近也结合课题做了一些计算(非 BFC),主要心得有两点: 1、网格密度对收敛的影响比较明显,如果不能收敛,可以调低网格密度,有时候会起到很好的效果; 2、前面也有朋友提到松弛因子的调整,对收敛不满意,按下任意键,进入RESET界面,对各个参数的松弛因子在0-1之间进行调整,一般准则是,收敛不快时,调大松弛因子,发生振荡时,调小松弛因子。

上面所说的进入RESET界面怎么进去? 是在什么状态下进去的呢? 还有就是不是所有的参数的收敛因子都是在0-1之间的阿,对你上面的这句话有点不太理解

Reset界面是指在迭代计算运行的那个各个变量趋势图上,也就是计算过程中,按任意健,可以暂停计算,进行各个参数的调整。松弛因子当然不只是0-1,楼主这里说的应该是线性松弛时,超松弛一般不用再计算过程中调整啦,只有那种很难收敛的,你要小心翼翼的从小(一般0.1开始)逐步。另外,我对楼主的第一点有些存疑,收敛性应该做到网格无关性啊,也就是说你增大网格密度,不会影响收敛性才是,当然收敛会比较慢。


55.有关BFC的问题
问:BFC(Body-Fitted Co-ordinates)是贴体坐标吗?
答:BFC是贴体坐标,在POLIS的百科全书里由有关BFC的介绍。
问:PHOENICS中的BFC是如何生成的?
答:在geometry中co-ordinate system选择坐标为BFC.
问:生成一个最简单的BFC需要哪些步骤呢?
答:由点到线,有线到面框架,由面到体。
问:对于一个复杂的图形想用贴体坐标怎么办?
答:直接建立贴体坐标系,具体方法参见教程。
问:plane, ,是什么意思?Dimension中的DX, DY ,DZ是什么意思?
答:plane是一个平面;DX, DY ,DZ是指要画的区域的长度,即指mesh的长度。
问:Frame做成后生不成match网格是什么问题?
答:Frame有问题。
问:WCRT ,VCRT ,UCRT 在画出BFC网格后会自动生成,它们的作用是什么?
答:它们是BFC下特有的,是速度w ,v ,u 在BFC下的说法。
问:能不能对同一个问题中的复杂物体用BFC,对规则物体用普通正交坐标?
答:不能,只能选择其一。
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