01FLOW_3DV11介绍

图形用户界面FLOW-3D铸造工程介绍TonyJanuary1,2013FLOW-3Dv11:FoundryTraining1数值模拟操作流程•PREPROCESSING•PREPROCESSING•CADdata•MAINPROCESSING•MAINPROCESSING•Materialdatabase•POSTPROCESSING•POSTPROCESSING•Criteriafunctions•Start:Simulation•ImportofCADdata•Generationofsimulationgeometry•Definitionofinitialandboundaryconditions•Entryofmaterialdata•Simulationcalculation•Calculationofcriteriafunctions•Visualization&evaluationofresults•End:Simulation•首先:回答如下问题“从模拟设定中了解什么?”选择所需物理模型定义初始及边界条件协助决定最佳数值参数如何产生网格及其信息•SimulationofaHPDCprocesswithFLOW-3D铸造过程模拟•始终认为:“仿真分析是唯一接近实际实验一种方法!”所采用的参数越准确，(mesh,geometry,physicalmodels,includedobjects)所分析出来结果越接近实际–但相对分析计算所需时间越长在可以接受的时间内得出更精确的结果(“尽量简化模型，考虑主要物理过程”)铸造过程模拟•ModeltTWTTtTTcTp,x,graddiv100ngradTTT•Reality•Modeling•Simulation•Process•Results•Verification图形用户界面(GraphicalUserInterface)5FLOW-3Dv11:FoundryTraining主菜单6•File–增加、删除、复制模拟文档和工作区（simulations和workspaces）•Diagnostics–预处理和求解的文本信息•Preference–图形界面“外观和特征”显示开关•Physics–物理模型开关•Utilities–附带其它程序和软件更新设置•Simulate–预处理和运算模拟!–运算单个模拟–依次运行多个模拟•Materials–导入或转换材料库属性•Help–用户手册和关于版本FLOW-3Dv11:FoundryTraining四个选项7•SimulationManager–Workspace和Simulation架构&管理–运算模拟的控制界面•ModelSetup–建立prepin前处理文档–几何建立和参数设置–网格划分和边界条件–初始条件–物理模型和数值选项–输出选项•Analyze–指定结果显示（图片、曲线、文本等）•Display–1D,2D,3D显示FLOW-3Dv11:FoundryTraining模拟管理选项界面8DiagnosticsPortfolioQueueRun-timeControlsFLOW-3Dv11:FoundryTraining建模选项界面9•可视化建模图形界面•提供六种选项完成设置–Generalsettings–Physicalmodels–Fluidproperties–Meshing&Geometry–Output–Numerics•序依照客户的习惯FLOW-3Dv11:FoundryTrainingFLOW-3Dv11:HydraulicsTraining10Flowsight后处理增加几何FLOW-3D铸造工程介绍TonyFLOW-3Dv11:FoundryTraining11大纲•术语-Componentsvs.Subcomponents•增加subcomponents–原始几何体–.stl文件•Component类型–不同类型可以节省内存•Baffles•测量数据输出–FluxSurfaces–HistoryProbes–SamplingVolumes12FLOW-3Dv11:FoundryTraining术语–Componentsvs.Subcomponents•Components定义其subcomponents的属性•Subcomponents定义其components的形状Components定义固体属性、表面属性、以及运动属性Component类型控制其物理模型Subcomponents是真实的形状：•Solids•Holes•ComplementsGeometryComponent1Component2ComponentnSubcomponent1Subcomponent2Subcomponentn…13FLOW-3Dv11:FoundryTraining高压铸造模拟•Subcomponents可以添加至新的或已存在的components下面•确定哪以个subcomponent将要添加至component?•相同的固体属性、表面属性或运动属性？相同的component!14•红–冲头•灰–水路•蓝–模具FLOW-3Dv11FoundryTrainingSubcomponent顺序是非常重要的!15•subcomponent类型可以定义为–Solid–Hole:仅可以从现存的固体中去除材料–Complement:.stl几何域=hole,其它域=solid•仅仅.stl格式文件可以被定义为complements类型•必须在component中把它设置为第一个subcomponentSolidHoleSolidHoleFLOW-3Dv11FoundryTrainingComponent顺序是非常重要的!16•重叠Component固体域:–Component属性：以先加载component为主SolidSubcomponent/Component1SolidSubcomponent/Component2SolidSubcomponent/Component1SolidSubcomponent/Component2FLOW-3Dv11FoundryTrainingHoles和Complements17SolidHoleComponent1Subcomponent1:SolidSubcomponent2:HoleComplementFLOW-3Dv11FoundryTrainingStereolithography(.stl)格式文件18•Stereolithography格式定义–每个三角形被称谓小平面–小平面:3顶点和1单位法向向量–平面间必须只有一个边相连–必须形成一个完全封闭的壳体–最佳：每个文件都是一个壳体•必须检查.stl文件是否存在错误：–三角面丢失–法向向量错误–三角面面积为零•利用FLOW-3D工具检查：–利用MiniMagics检查，但无法修补文件–利用pyADMesh再检查，并修补文件–若pyADMesh不能修补文件，那么需要转至CAD修补并输出FLOW-3Dv11FoundryTraining利用MiniMagics检查19•安装：StartFLOW-3Dv10.xInstallMiniMagics•运行：StartMaterialiseSoftwareMiniMagics•检查属性和诊断，查看是否有错误FLOW-3Dv11FoundryTrainingComponent类型可以节省内存20•若heattransfer传热物理模型没有激活：–‘standard’components节省内存–单元内为100%固体时，会关闭计算•若heattransfer传热物理模型没有激活：–‘standard’component计算激活网格单元•DomainRemoving类型：–无论是否打开传热模型，都关闭该域网格单元计算–在后处理中作为固体处理，但不出现(不可见)–可以放置在流体自由液面处：若流体接触到此域时会产生非真的效果！Total#ofcells:~541KActive#ofcells:~370KFLOW-3Dv11FoundryTraining•Fluidtosolidheattransfer••“Fullenergyequation”noticeabletemperaturechangesofform,coresetc.duringformfilling(gravitycastingwithlongcastingtimes)solidificationsimulation(RESTARTcalculationafterformsimulation)•optionofhidingcells(“Domainremoving”)“Heattransfer“传热模型的应用•3Dviewinsideamouldduringsolidification•回答问题:“可以用fullenergyequation来求解固体温度场(模具,型芯,…)?”若需计算，则必须打开”fullenergyequation”选项若不需要计算区域，可利用“Domainremoving“选项若减少计算量，可利用“MaximumThermalPenetrationDepth”设定传热深度(快速而有效)•HeatingofthemouldduringsolidificationFLOW-3Dv11FoundryTraining附加功能：Baffles和FluxSurfaces22•Baffle:零厚度的形状–固体(孔隙率=0),多孔介质,或完全开放(孔隙率=1)–固体&半透板可以记录输出力(压力和剪力)•Fluxsurface:baffle可以作为流量监测工具–必须是半透板或完全开放–记录flowrate,hydraulicenergy,particlecount,heattransfer–可以产生示踪效果tracers(dye)•形状：可以利用图元或STL图形定义FLOW-3Dv11FoundryTraining附加功能:HistoryProbes23•HistoryProbes测量&记录基于所选的物理模型的数据输出–单元流体分数-F–速度-u,v,w–压力-p–固定点-x,y,z–更多•Probes是零体积–不影响流体流动•定义HistoryProbes：–HistoryProbes窗口：增加:–类型：•固定•依附于GMO(w/orw/outrotation)•随着流体运动FLOW-3Dv11FoundryTraining附加功能：SamplingVolumes24•在空间内是一个矩形“shoe-box”的域•数据可以在ProbeGeneralHistoryData和TextOutput获得•在域内追踪数据：–流体体积&流体质心–域内所有固体上所受的合力和力矩(包括壁边界上)•固体所受的压力&剪力•x,y,z分力和合力–域内粒子的数量•定义HistoryProbes：–SamplingVolumeswindow:add:FLOW-3Dv11FoundryTraining网格划分FLOW-3D水利工程介绍25Tony内容26•什么是一个网格块？•划分网格步骤•网格块术语•增加网格块的方式•设置网格面位置•FLOW-3D如何产生网格•对于单个网格块，最佳参数推荐值•对于复合网格块（linked&nested&conformtoopenorblocked），最佳参数推荐值•验证网格划分的品质（FAVORize）•检查网格块信息什么是一个网格块？27•网格块：是一个模型空间的矩形域，流体可以在域内流动•由网格线细分网格块(单元面)–单元是网格线间构成的体–以单元和面为计算•网格规格控制重要事情：–计算点的位置–相连计算点间的间距–当插值计算时纵横比•网格划分通常是模拟的一个最重要组成部分！–一个好的网格划分可以让