CFD 分析的目标是更深入地理解所考虑的问题。由于模拟结果通常伴随着实验数据,因此需要考虑结果的有效性和模拟的整体目标。此外,模拟的物理过程需要得到适当的数学建模。为此,CFD 工程师需要在 OpenFOAM 框架中选择合适的求解器。在 CFD 分析过程中,假设可能会使分析变得更加复杂或简化。通常会对模拟域的几何形状进行分析和简化,考虑到可用的计算资源、所需的模拟保真度和期望的运行
任何 CFD 分析的目的都是为了更深入地了解所考虑的问题。由于仿真结果往往伴随着实验数据,因此需要考虑结果的有效性和仿真的总体目标。此外需要对模拟的物理过程进行适当的数学建模,这又要求 CFD 工程师在 OpenFOAM 框架内能够正确地选择合适的求解器。在 CFD 分析过程中,任何假设都可能会使分析变得复杂或简化。考虑到可用的计算资源、所需的仿真保真度以及仿真所需的周转时间,通常会对仿真区域的几何形状进行分析和简化。
下面概述了在进行 CFD 分析项目之前可能提出的实用问题。
1、一般考虑
- CFD 分析得出的结论应该是什么?
- 如何定义计算结果的精度程度?
- 用什么方法来验证计算结果?
- 这个项目有多少时间可用?
2、热物理问题
- 流动是层流、湍流还是转捩流动?
- 流动是可压缩的还是不可压缩的?
- 流动是否包含多种流体相或化学组分?
- 传热在问题中是否起着重要作用?
- 材料属性是否为自变量的函数?例如剪切稀化流体。
- 边界条件和初始条件方面是否有足够的信息?它们是否有适当的模型,是否可以准确地进行近似?
3、几何与网格
- 能否建立流体域的精确离散形式?
- 在模拟过程中,计算域是否会变形或移动?
- 是否可以在不影响求解精度的情况下降低计算区域的复杂性?
4、计算资源
- 有多少可用的模拟计算时间?
- 可用的分布式计算资源有哪些?
- 一次计算就足够,还是需要多次计算?
这些问题有助于对任何流动问题进行精确的 CFD 分析。使用 OpenFOAM 或任何其他 CFD 模拟软件都需要对物理学、数值方法以及可用的计算资源有适当的理解。CFD 的跨学科性质极大地增加了它的复杂性。