FLOW-3D_Cast介绍&理论培训教程

FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTrainingFLOW-3D®Cast理论培训FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass何谓Flow-3DCast？FLOW-3DCast是FlowScience公司推出一款针对于铸造工程的专用版本，其具有简洁友善的中文操作界面、简单的网格设置以及强大的求解计算核心，让用户快速有效的掌握软件。FLOW-3DCast提供了精准的填充流态和凝固缺陷分析，让工程师和设计者在开模前有所依据，优化设计方案，减少试模次数，进而降低生产成本。FLOW-3DCast为铸造工程提供了一系列物理模型，几乎涵盖所有的铸造方向应用。如重力铸造、高压铸造、低压铸造、消失模铸造、精密铸造、半固体铸造、挤压铸造等等。FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTraining课程概要•数值计算技术基础•几何建立及几何类型•固体材料及金属材料•边界条件及换热系数•求解参数及物理模型•数值设定、诊断及解决方案•后处理结果与输出FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassFLOW-3D®与FLOW-3D®Cast区别•FLOW-3DCast与FLOW-3D拥有一样求解器，但FLOW-3DCast提供不同的界面以及多国语言包。•该用户界面仅针对于铸造用户，且采用铸造专业术语。•最新版本V3.5增加了“型芯气体”，“铸铁收缩”模型，“射砂”模型。•FLOW-3DCast提供三种版本I.BasicII.ExtendedIII.AdvancedFLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassFLOW-3DCast用户界面1322①菜单栏②工具栏③快捷栏FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass常用建模的操作步骤导入几何或内建几何定义几何类型定义固体材料网格划分边界条件定义金属材料换热系数求解参数进阶选项数值选项FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassFLOW-3DCast前处理界面FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassFLOW-3DCast求解界面FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassFLOW-3DCast后处理界面FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass注意事项前处理文档和结果文档是一个文件，其是以SPF为后缀名。模拟前，请检查Minimagics或pyADMesh软件检查STL是否存在问题，其该软件是免费的。模拟前，将CAD转成的几何模型（*.STL）和前处理档（*.SPF）放置在同一路径下，并且前处理档无法用任何文字编辑器（如Notepad）进行编辑。档名和路径名必须以英文或数字命名的。结果档可能相当大（数GB~数十GB），请先确定硬盘空间是否足够大。计算网格总数量与电脑内存大小有关，请先确定内存是否足够大（建议最小内存=2GB）。FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass有限差分法的结构化网格及多网格块FAVOR®–描述复杂几何特征TruVOF®–精准的流态分析实验验证第一节FLOW-3DCast技术基础FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTraining数值计算基础完全离散Navier-Stokes方程控制体积法利用FAVOR®+有限差分法描述复杂模具及铸件特征利用TruVOF®精准的流态分析提供自动的数值设定1.结果的准确性2.数值的收敛性支持多个物理模型FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingxxxFuRSORKuτρGxPzuwyuvxuutu−−−∆−+−=+++ρ∂∂ρ∂∂∂∂∂∂∂∂11yyyFvRSORKvτρGyPzvwyvvxvutv−−−∆−+−=+++ρ∂∂ρ∂∂∂∂∂∂∂∂11zzzFwRSORKwρGzPzwwywvxwutw−−−∆−+−=+++ρτ∂∂ρ∂∂∂∂∂∂∂∂11流体的控制方程（N-S方程）U=(u,v,w)-fluidvelocity;P-pressure;G-gravityandnon-inertialbodyacceleration;τ-viscousstresstensor;KU-drag(porousbaffles,obstacles,mushyzone);RSORU/r-accelerationscausedbymassinjectionatzerovelocity;F-otherforces:surfacetension,electricforces,mass/momentumsources,particles,user-definedforces.FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass正交网格有限差分法I.标量变量是以网格单元体心输出II.矢量变量是以网格单元面心输出有助于数值的稳定计算及容易求解控制体积法xyz单元体心:•压力•温度单元面心•速度•应力FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTrainingFAVOR®技术FDM+FAVOR®FDMFLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTrainingFAVOR效果利用FAVOR技术，使复杂曲面的模型也能够顺利的以矩形网格加以描述，使分析模型不会失真。STL图FLOW-3D网格图FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTrainingFAVOR对网格数量的影响FLOW-3DCast采用FAVOR技术，因此相同的几何造型（如下图），FAVOR仅需三个网格就可以描述得很精确，而传统的FDM技术必须以较多的网格数量才能够达到相同的要求。FAVOR传统的FDMFLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTraining网格数量对几何解析度的影响至少需要一个以上网格线才可以描述图形特征若角点不是刚好和网格线重叠，FAVOR后将无法被显示出来网格线间的几何面积是利用线性差分取值FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTraining多网格块的优点连接式网格块：可针对几何造型减少无关的网格数量嵌套式网格块：可提高局部特征的解析度FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass何谓自由液面?I.液体/气体的界面II.气体的压力梯度很小III.两种液体密度比很大模拟方式I.不求计算气体部分流场II.只在界面上给定边界条件III.不考虑气体界面上的剪应力节省计算资源I.不将空的网格列入计算自由液面模拟FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTraining•充填10%时X光照射结果和模拟很相似实验验证FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTraining实验验证FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFlow-3DCastTraining实验验证FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass相关软件信息请查询帮助文件…\flow3d\CAST3.5\help\html\index.html请查询FLOW-3DCast电子手册FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass建立几何导入几何从库中几何导入第二节FLOW-3DCast几何建立FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassSTL（stereolithography）格式•大部分CAD软件都支持STL格式输出。STL格式导入时，实体几何会以三角形面完全包覆，转出格式则包含三角形的三个点的坐标，以及三角形的法线方向。所有坐标格式均采用直角坐标系(Cartesiancoordinatesystem)。FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass注意事项Flow-3DCast直接导入几何的格式为STL导入几何时，采用的单位为毫米（mm）当从CAD转成时，很容易出现三角面丢失及法向向量丢失等等，因此在做分析前，一定要检查STL。为了保证流态的准确性，建议转成STL时，精度尽可能的高。建议几何摆放时，重力场方向一定要在Z轴负方向FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassSTL图形的检查与修正是模拟分析中很重要的环节一般STL图形主要的问题I.三角面遗失II.三角面法方向错误III.三角面面积为零FLOW-3DCast本身可以处理一些比较轻微的图形问题I.较小的破面会被填满II.一些微小的异常特征会被平滑处理STL图形问题FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClassMiniMagics&pyADMesh是FLOW-3DCast所提供的免费软件有助于检查STL图形好坏由FLOW-3DCast开始菜单界面选择安装MiniMagicsSTL检查FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass打开MiniMagics打开图形*.*.stl如果出现错误信息，进行修补工作（仅能简单修补）利用MiniMagics检查STL图尺寸体积、面积、三角面错误信息丢失三角面视图FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass•STL图形可以利用FLOW-3DCast的“pyADMesh”功能利用pyADMesh检查STL图FLOW-3DCastTrainingClassFlow-3DCastTrainingFLOW-3DCastTrainingClass圆锥体FLOW-3DCast内建几何工具xyfconehfconelθ长方体圆柱体球体zhighzlowxlowxhighy