2024年-FLOWD使用簡介學(xué)習(xí)課件

第一章、FLOW-3D

簡介FLOW-3D?v9.312024/5/6公司簡介FLOW-3D

?應(yīng)用范圍FLOW-3D?的優(yōu)勢FLOW-3D?V9.3新功能的簡介22024/5/6FlowScience開發(fā)，行銷以及提供FLOW-3D（計算流體力學(xué)）軟件的技術(shù)支持。提供專業(yè)的計算流體力學(xué)（ComputationalFluidDynamics）工程技術(shù)服務(wù)以及客制化解決方案。32024/5/6FLOW-3D?FLOW-3D是一套綜合性，多用途的計算流體力學(xué)軟件，可以廣泛的應(yīng)用于各種流體流動以及熱傳問題的求解上。42024/5/6公司歷史1980年，由Dr.C.W.Hirt創(chuàng)立的FlowScience，于美國新墨西哥州Alamos成立，其目標(biāo)是提供一套計算精確的CFD（計算流體力學(xué)）軟件。

1985年，F(xiàn)LOW-3D?

商業(yè)版正式釋出。其特有的VOF（VolumeofFluid）計算技術(shù)，能夠提供極為真實且詳盡的自由液面（Freesurface）流場信息，在產(chǎn)品開發(fā)上可作為非常重要且可靠的參考依據(jù)。

由于其精確而穩(wěn)定的特性，20多年來，F(xiàn)LOW-3D?

已受到如美國火箭實驗室、海軍、英國水利署、利物普大學(xué)、通用汽車及HP…等等許多重要研究單位與國際大廠的肯定。52024/5/6FLOW-3D?

的應(yīng)用范圍MetalCasting鑄造（包括壓鑄、重力鑄造等）Coating噴涂MicroFluid微流體water&environmentalengineering水利水電工程Marine船舶Welding焊接62024/5/6FLOW-3D?

的應(yīng)用范圍OffShorePlatform近海平臺InkJets噴墨Valve閥門等流體控制MultiphaseFluid多相流ConsumerProduct消費(fèi)品Aerospace航空航天72024/5/6仿真求解的優(yōu)勢在電腦的計算求解下，設(shè)計人員可測試多項工程上之設(shè)計變更以及得到合適的結(jié)果。測試設(shè)計方案以及事前找出設(shè)計缺陷。比較多種設(shè)計方案之優(yōu)劣。減少水工模型制作所需要花費(fèi)的時間及金錢。82024/5/6FLOW-3D?

的優(yōu)點自由液面（freesurface）仿真之高精確度。在FAVORTM與Multi-Block網(wǎng)格建立的技術(shù)下，可快速完成方案設(shè)定。強(qiáng)大的物理模型仿真能力。

完整的技術(shù)支持資料（包含各類方程式以及設(shè)定項目）。92024/5/6鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用GravityPourLostFoam鑄造領(lǐng)域應(yīng)用:

重力鑄造GravityCasting

高壓鑄造HighPressureDieCasting

低壓鑄造LowPressureCasting

傾斜鑄造TiltPour

擠壓鑄造SqueezeCasting

連續(xù)鑄造ContinuousCasting

離心鑄造CentrifugalCasting

熔模鑄造InvestmentCasting

半固態(tài)金屬制程Semi-solidMetalProcessing

觸變鑄造ThixocastingTiltPourCentrifugalSqueezeCasting102024/5/6FLOW-3D

操作注意事項分析前，將分析圖檔（*.stl）以及分析檔（Prepin.*）放置在同一路徑下。路徑名稱必須為英文或是數(shù)字。分析檔案可能相當(dāng)大（數(shù)GB~數(shù)十GB），請先確認(rèn)硬盤空間足夠。分析網(wǎng)格數(shù)量與內(nèi)存大小有關(guān)，請先確認(rèn)內(nèi)存足夠（建議最小內(nèi)存=2GB）。112024/5/6VOF（VolumeofFluid）1975年，Dr.Hirt&Dr.Nichols發(fā)表VOF技術(shù)1.定義流體的液面動作狀態(tài)

2.追蹤流體液面流動時的變化

3.定義流體流動時的邊界條件設(shè)定所有的CFD軟件，關(guān)于自由液面的定義，均Follow此一準(zhǔn)則。122024/5/6FAVOR?利用FAVOR技術(shù)，使曲面造型的Model也能夠順利的以矩形網(wǎng)格加以描述，使分析模型不會失真。STL圖檔FLOW-3D

網(wǎng)格圖檔132024/5/6FAVOR對網(wǎng)格數(shù)量的影響FLOW-3D采用FAVOR技術(shù)，因此同樣的幾何造型（如下圖），F(xiàn)AVOR僅需三個網(wǎng)格就可以描述得很精確，但是傳統(tǒng)的FDM技術(shù)必須以較多的網(wǎng)格數(shù)量才能夠達(dá)到相同的要求。FAVOR傳統(tǒng)的FDM142024/5/6新功能簡介全新的操作管理方式Navigator模擬設(shè)定全新的restart邏輯計算加強(qiáng)模型設(shè)定后處理功能更新能夠直接以載入

STL圖檔（顯示幾何），包括了GMO功能自動更新功能求解器執(zhí)行過程中可以隨意調(diào)整計算采用的數(shù)值方式新的物理模型:thermallyactivemoldvolume

deformingmembranesandwallstwocomponent,vapor/gasphasechange更多的應(yīng)用方式-指定結(jié)果輸出加強(qiáng)數(shù)值模型的穩(wěn)定度計算152024/5/6Navigatorsimulationsworkspacessimulation傳統(tǒng)的prepin檔內(nèi)設(shè)定的名稱(project)workspace–全新的管理方式，以下為功能介紹workspace可以是:同一專案內(nèi)，不同的設(shè)定不同的設(shè)計專案傳統(tǒng)與restart的模擬Navigator讓使用者能夠在單一操作畫面下，進(jìn)行多個不同專案的設(shè)定。模擬順序可以由使用者指定162024/5/6RunningSimulationsinNavigator執(zhí)行完成執(zhí)行中排序中Simulationscenarios:-執(zhí)行單一的simulation-依序執(zhí)行workspace內(nèi)的所有simulation-依序執(zhí)行

portfolio

內(nèi)的所有simulation-執(zhí)行『已選擇』的simulation（如果token的數(shù)量足夠，可以同時執(zhí)行多個模擬）172024/5/6RuntimeInteractionwithSolver:ChangingNumericalOptions182024/5/6目的:

執(zhí)行分析的過程中，可以嘗試不同的數(shù)值方法，測試何種數(shù)值方法方式能夠更快，更精確的得到結(jié)果。

調(diào)整原始設(shè)定,例如：重新設(shè)定分析的結(jié)束時間

所有的資料會在mentortips

內(nèi)進(jìn)行反應(yīng).功能:

所有在Numericstab內(nèi)的數(shù)值選項，都可以在執(zhí)行過成中隨時調(diào)整。不需要把整個執(zhí)行中斷再重新設(shè)定;

在執(zhí)行任何分析前，可以先設(shè)定restartdata

–為了安全起見;

設(shè)定過程中與時間（time）相關(guān)的選項可以重新設(shè)定;

新的設(shè)定可以存入simulation的

prepin

檔;

分析過程中，如果覺得更改的設(shè)定不算好，可以隨時切換成原始設(shè)定;

所有的變更調(diào)整都自動紀(jì)錄在log檔中.RuntimeInteractionwithSolver:ChangingNumericalOptions192024/5/6執(zhí)行

Restarts主要變更部份:傳統(tǒng)的restart設(shè)定方式：檔名更改

prepinr.*

新的restart設(shè)定方式：檔名改以prepin.*更名;新的設(shè)定方法，只需要在執(zhí)行restart前指定

flsgrf

，不需要再以更名為prepinr.*的方式進(jìn)行計算設(shè)定.新的設(shè)定方式讓設(shè)計人員能夠更有彈性的操作軟件

從同一個

flsgrf檔案執(zhí)行restart:

多順序的restart設(shè)定方式:RestartdatasourcefileflsgrfRestartsimulation#1Restartsimulation#2Restartsimulation#3simulation#1simulation#2simulation#3…202024/5/6設(shè)定

RestartNavigator讓使用者可以簡單的建立restartsimulation212024/5/6定義重新啟動flsgrf文件源從列表中選擇重新啟動時間RestartSimulation

細(xì)項設(shè)定使用者可以用瀏覽的方式檢視希望繼續(xù)分析的時間。Restart的source(flsgrf.dat)不需要一定與設(shè)定檔在同一個文件夾內(nèi)。如果執(zhí)行時restartsource檔案存在，程式會自動列出使用者可以選擇restart執(zhí)行的時間點。222024/5/6開發(fā)動機(jī): UnstructuredMemoryAllocation(UMA)能夠大幅增加鑄造模擬時充型的執(zhí)行效率，但是以UMA計算時無法同步計算模具的溫度變化影響。然而:

充型過程中，熔融金屬對模具熱影響實際上僅有模穴周邊的固定距離，熱傳計算時不需要計算整個模具的溫度變化。9.3

版中，使用者可以設(shè)定熱傳邊界的『厚度』。一旦設(shè)定厚度，熱傳計算僅會在該段距離內(nèi)加以計算。如此可以以較高效率但是仍然保有計算精度。

模具內(nèi)沒有計算的部份，程序會自動以

adiabaticboundarycondition

加以替換。AluminumflowoverH-13steel,time=100ms,ThermallyActiveMoldVolumemetaltemperaturedietemperaturecmcm232024/5/6Solutionforone-dimensionalheatflowintosemi-infinitemediumfromCasting:AnAnalyticalApproach,Reikher,Barkhudarov,Springer2007.3mm180ms0.00312mm30ssandcastingdiecasting使用者僅需簡單設(shè)定每個物件thermallayer的厚度程式僅會在指定的厚度內(nèi)計算熱傳性質(zhì)如果未設(shè)定厚度，預(yù)設(shè)的計算方法與傳統(tǒng)全模穴熱傳計算的方式相同。估算

HeatPenetrationDepth242024/5/6Tiltpour,fillingtime20seconds

（傾斜鑄造，充型時間為20秒）:totalinitialcellcount:2.2millioncellswith40mmthermalshell:930kactivecells=740kinmold+185kinmetalNote:Theinactivepartofthemoldisnotshownherejusttoillustratetheeffectofdeactivatingcells.HeatPenetrationDepth:ExamplesDiecasting,fillingtime56msec

（壓鑄,充型時間0.056sec）fulldievolume:4millionactivecellsCPUtime:26hours5mmthickthermally-activedievolume:652,000activecells,354,000(open)+284,000(die)CPUtime:10hours252024/5/6distancetravelle