CFX中移动点监测简易方法

释放双眼,带上耳机,听听看~!

感谢@Fuzheng@森林 小哥对本文的帮助!如有乐享,坚持原创!

(可能存在表述错误,如有烦请指正)

此前有讲过如何在Fluent中监测变量及云图动画、如何在CFX中监测变量以及如何在Fluent中监测旋转点的变量,相关内容可点击下方文档链接查看:

如何利用Fluent监测变量

如何利用Fluent监测动态云图及动画

如何利用CFX监测变量

Fluent中如何输出某条线上的参数变化

Fluent中如何正确设置移动监测点

Fluent中移动点监测简易方法2

应读者需要,整理一下CFX中如何对移动点进行参数监测,这在瞬态求解时非常有用!

一、得到坐标点

首先你需要知道你要监测的点的坐标,怎么查坐标?这里引用在前面文档中提到的在SCDM中进行点坐标提取的操作,如下所示:

在三维模型中精准得到要监测点的笛卡尔坐标(X、Y、Z值),还是一如既往地推荐SCDM前处理软件,可以很容易实现点坐标的读取:

鼠标左键选中工作面和背面后直接Ctrl+C复制然后Ctrl+V粘贴,得到工作面和背面的平面

然后就是根据自己的需求分割平面来确定监测点的位置了,通过强大的面分割功能可以得到如下的一些交点(这里只做演示之用,并非实际要如此操作!)

接下来就可以查看这些交点的真实物理坐标啦!点击“测量”命令,然后选择任意一个点,注意必须是点而不是面或者线条,点选后会在下方显示点的三坐标!

以上内容只是告诉我们如何查看点的坐标,具体要监测哪些位置的点,这个需要你自己定义,如果能从论文中查到相关的参考,再好不过!

二、单位转换

SCDM默认的单位是mm,而CFX不一定是mm哈,就像我这个模型中很明显单位是m,所以在待会输入坐标的时候,一定要单位转换,错误的点是监测不到正确数据的!

三、CFX设置

位置和此前讲过的关于如何在CFX中监控扬程时设置的位置是一样的,都在Output Control菜单下的Monitor,不同的是之前我们选择的是Expression(公式)而我们现在需要的是点而已!如下所示:

点击新建一个监测项目以后,默认的项目就是监测点,只不过这里可以一共可以监测的类型有4种,分别是

  • Cartesian  Coordinates(笛卡尔坐标点)
  • Cylindrical Coordinates(圆柱坐标点)
  • Expression(自定义公式)
  • Domain Node Number(貌似是设定计算域中随机的点,不考虑)

以上这4种我们常用的是第一种和第三种,第三种已经讲过了,就直接看第一种输入笛卡尔坐标的情况吧!

关于笛卡尔坐标和圆柱坐标转换的方式,可以查看下方文档:

坐标系转换基础内容

在选择笛卡尔坐标系监测后,在下方Output Variables List中选择要监控的变量,包括压力、速度、温度、密度等等的数值,如果下拉列表中找不到你要监测的变量,点击后边的“三个点”按钮,那里有相当全面的选择!这里我们选择监测压力!

监测变量选定后就需要给定要监测点的位置了,有2种方法来确定点的位置:

  • 直接输入坐标(前提是我们已经按照上文所述的方法测量到了坐标并进行了单位转换)
  • 点击坐标输入框,框中背景色变成黄色后可以用鼠标左键在右侧的图形窗口中手动点击选择点,这种方法不够精确,不推荐使用!

这里我就直接输入点的坐标了

(0.14126,1.40363,-0.0622),这里我监测的是叶片上一个点,遗憾的是

接下来是Coordinate Frame的选择,就选择默认坐标系就行!

Monitor Location Control(监视器位置控制)包括2项:用于指定相对位置以及更新频率。

Interpolation Type(插补类型)又包括Nearest Node(最近点)和Trilinear(三线性)两种,这里借用官网帮助文档的解释:

英文原版:

  • Nearest NodeThis option causes monitor point data to be taken from the mesh node nearest to the specified coordinates. The nearest mesh node is determined initially and again every time the monitor position is updated (based on the Position Update Frequency setting).
  • TrilinearThis option causes monitor point data to be interpolated to the specified coordinates using a weighted average of the data from the vertices of the containing mesh element. The containing mesh element, and the values of the weighting factors, are determined initially and again every time the position is updated (based on the Position Update Frequency setting).

Note:  If Interpolation Type is set to Trilinear and the specified coordinates are not contained by the current mesh, CFX-Solver reverts to Nearest Node behavior. As a result, you may receive unexpected monitor output. However, if the monitor position updates, normal Trilinear behavior resumes whenever the coordinates are contained by the mesh. This might occur if the simulation includes a moving mesh or a stationary monitor point in a rotating domain.

翻译版:

  • Nearest Node此选项会导致从最靠近指定坐标的网格节点获取监控点数据。最近的网格节点在每次更新监视器位置时(基于位置更新频率设置)进行初始和再次确定。
  • Trilinear此选项使用来自包含网格元素的顶点的数据的加权平均值将监控点数据插入到指定坐标。包含的网格元素和权重因子的值在每次更新位置时(基于“位置更新频率”设置)最初确定并再次确定。

注意:  如果Interpolation Type设置为Trilinear并且当前网格不包含指定的坐标,CFX-Solver 将恢复Nearest Node行为。因此,您可能会收到意外的监视器输出。但是,如果监视器位置更新,则Trilinear只要网格包含坐标,就会恢复正常行为。如果模拟包括旋转域中的移动网格或静止监控点,则可能会发生这种情况。


这里我们默认设置也就是Nearest Node。

下面的Domain Name和Frame Type两项是需要勾选的,目的是告诉CFX我们这个监测点所在的流体域以及这个点相对于流体域运动情况,如果不勾选软件也会默认寻找这个点所在的计算域,但是可能会出错!这里我的监测点在叶轮上,所以流体域选择IMP!Frame Type很重要,有两个选项:

    • Local(跟随计算域)
    • Stationary(静止)

如果要监测的点跟随叶轮旋转,那么选Local就对了

最后一个设置项,监测点位置更新频率,瞬态计算选择Every Interation,稳态计算选择Initial Mesh only!

最终设置完成如下所示:

点击OK后你将在茫茫人海中找到要监测的那个对的点(手动狗头)

完事了,计算了事!

四、总结

Ansys的帮助文档写的真是详细,比入门到精通类书籍要好若干倍,很多问题帮助文档里写的明明白白的,一看就懂,所以遇到问题先查手册吧嘿嘿!又( ̄o ̄) . 水了一篇!

附上CFX帮助文档最新版Ansys_CFX-Pre_Users_Guide

CFX帮助文档2021

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