ANSYS CFD 通用流体仿真基本工作流程简介（上）

本文摘要（由AI生成）：

文章主要介绍了计算流体力学(CFD)的基本概念和工作流程，强调了提出问题的重要性，并给出了一些常见的CFD仿真目的。

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics简称CFD）是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程，揭示流体运动的物理规律，研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科。其基本思想可以归纳为：把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集 合来代替，通过一定的原则和方式建立起关十这些离散点上场变量之间的关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。 

CFD 也可以称之为流体仿真，是从属于CAE（计算机辅助工程）的一个重要组成部分，从这个角度来讲，CFD 的本质仍旧是工程，所以必须要遵循通常意义上工程的一些原则。

ANSYS CFD 的基本工作流程可以认为分成三个主要的部分：

★ 提出问题

★ 化简问题

★ 解决问题

（一）提出问题

提出问题，就是要明确仿真目的；这一点其实是最为重要的，但是对于一些仿真工程师来讲却是最容易被忽略的。好多流体仿真工程师在仿真之前难以讲清楚自己的目的是什么、希望通过仿真得到什么，甚至一部分人还希望先做一个流体仿真“看一看情况”，这都是不正确的仿真起点。

任何的流体仿真都必须要有明确的目的，只有在明确的目的引导下，才能够忽略目的之外的次要因素，我们的仿真才能够顺利的进行；否则，如果我们的目的越多、想要得到（或考虑）的内容越多、我们的仿真规模就会过大，从而导致工作效率降低，无法满足工程上的需求。常见的CFD流体仿真目的有以下几个方面：

★ 得到温度的分布、温度最值的位置等（如电子散热行业等）

★ 得到力、力矩或压力系数分布等（如航空航天、汽车行业等）

★ 得到多相流中某一相（或多相）的分布情况（如石油 行业、化工行业等）

★ 得到管路中的压降（能量损失）和流量分布情况（如流体机械行业等）

★ 得到流场分布来配合其他的需求

★ ……

当然，不同的行业仿真目的和需求通常是不一样的，因此我们忽略的次要因素也是不尽相同的。图中所示的问题就是一个典型的三通管问题仿真，冷水和热水分别从各自的入口流进三通管，混合后从出口流出，该问题的仿真目的有两个：

★ 流体流经三通管的压降（能量损失）情况

★ 冷水与热水在管内的混合（温度分布）情况