Fluent動網格【2】：Profile文件【轉發】

2017-07-05  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

動網格中一個重要任務是部件運動方式的指定。在動網格中指定部件的運動,往往將部件的運動方式指定為其加速度、速度或位移與時間的相關關系,本文主要講述如何在Fluent中利用瞬態Profile文件指定部件的運動方式。

在Fluent中指定部件運動主要有兩種方式:Profile與UDF宏。當運動方程已知時,利用UDF宏指定運動非常方便,然而當需要指定的運動并無任何函數關系時(比如說通過傳感器監測得到的速度-時間、加速度-時間曲線),此時利用Profile文件進行運動表述則較為方便。

Profile文件有三種表述方式:

• 標準形式

• 表格形式

• CSV格式

需要注意的是:在Fluent中的Profile文件所指定的邊界運動均是與時間相關的。只有在動網格中指定了in-cylinder方法時,profile文件才可以指定為角度的函數。關于in-cylinder方法,我們在后面再進行詳細描述。

標準瞬態Profile文件

標準瞬態Profile文件可表述為以下格式:

((profile-name transient n periodic?) (field_name_1 a1 a2 a3 ... an) (field_name_2 b1 b2 b3 ... bn) . . . (field_name_r r1 r2 r3 ... rn) )

文件中:

• profile-name:自定義的 profile名,必須全部為小寫字母,且要求小于64個字符

• field_name:各種場變量,但必須有一行time,且時間變量數據為升序排列

• transient:為瞬態profile關鍵字,需要保留

• n:每一個場變量擁有的數據個數

• periodic?:表示是否使用時間周期profile,若為1則使用周期,寫0或省略則表示不使用周期。

一個典型的Profile文件示例:

((sampleprofile transient 3 0) (time 1 2 3 ) (u 10 20 30 ) )

標準Profile注意的問題:

• profile中所有的物理量均需要使用國際單位制,軟件并不會進行轉換

• 必須有一行為time,可以是任意一行。但如果采用in-cylinder方法,則必須有一行為angle

• profile名必須為小寫字母,且不能包含有空格或其他標點符號

• 標準形式Profile文件可以通過菜單File →Read →Profile…讀取

表格形式瞬態Profile文件

表格形式的profile文件與標準形式類似,表述為以下形式:

profile-name n_field n_data periodic? field-1 field-2 ... field-n_field v-1-1 v-2-1 ... v-n_field-1 v-1-2 v-2-2 ... v-n_field-2. . . . v-1-n_data v-2-n_data ... v-n_field-n_data

一個典型示例:

sampletabprofile 2 3 0 time u 2 3 0 1 10 2 20 3 30

表格形式profile文件需要注意的問題:

• profile中所有的物理量均需要使用國際單位制,軟件并不會進行轉換

• 第一個field_name必須為time。但如果采用in-cylinder方法,則必須為angle

• profile名必須為小寫字母,且不能包含有空格或其他標點符號

• 標準形式Profile文件可以通過TUI命令file →read-transient-table讀取

CSV格式瞬態文件

CSV文件是以逗號隔開的數據文件,可以使用excel打開。

在描述運動過程時,通常采用瞬態csv文件。

瞬態CSV文件形式如下:

[Name] transient-temperature [Data] time,temperature 1.1,300 1.2,350 1.3,400

文件可以采用文本文件編輯,保存后修改文件擴展名為CSV。

上例中的Name與Data是關鍵字,不可修改。

time和terperature為變量名,分別為時間和溫度。數據列表采用逗號隔開。

注意:標準形式Profile文件可以通過菜單File →Read →Profile…讀取。

profile文件中的物理量

能用profile表示的物理量很多,在動網格中常用的如:表示位置的變量x,y,z;表示速度的變量v_x,v_y,v_z;表示角速度的變量omega_x,omega_y,omega_z;表示時間的變量time。

時間步長

需要注意的是,profile中的數據采用的是線性插值,因此計算過程中采用的時間步長需要低于profile數據時間步長,否則會造成數據信息丟失,尤其是在曲線有曲率存在的位置。

如下圖所示,藍色線條為大時間步長下得到的值,可以看到在曲率位置并未嚴格遵守profile指定的規律。

一個案例

如果要表示運動函數:

時間區間為[0,20],時間步長為0.5s,如果要利用profile來表達,則可以采用如下步驟:

• step 1:利用excel編輯公式計算數據(這里括號內假設計算得到的是度,將其轉化為弧度)

• step 2:如果采用標準profile文件,需要轉置保存數據

之后將文件保存到文本文件中,并添加其他所需的結構信息。如圖所示。

之后將文件保存為擴展名為prof即可。

• 若采用表格形式profile文件,則直接保存到文本文件并添加其他的結構信息。

• 若采用CSV格式,則需要在Excel文件中添加文本信息并保存為CSV格式。

保存后用文本編輯器打開csv文件。

需要去掉數據信息后的逗號,如上圖中前三行行末尾的逗號。去掉完畢后保存csv文件即可。?

轉自公眾號:胡坤 CFD仿真之道

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