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多物理场数值仿真
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专注于CAD CAE EDA CFDTCAD软件产品研发,及其利用自主研发软件解决实际工程问题.软件下载地址:
www.cae-sim.com
个人简介
长期从事软件产品研发:
1. 结构静动力学,碰撞,热,声,流体,电磁,多物理场耦合求解器,开源求解器
2. 三维实体几何建模
3. CAE前后处理器,自适应网格划分算法
4. 工程优化算法,高性能计算
5. CAE云计算
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博文
置顶: (2018-02-07 10:34)
标签:

cad

cae

cfd

eda

研发

博客内容越来越多,为了方便阅读,特做一下说明和整理。

作者十多年一直从事CAD/CAE/EDA/CFD 相关的软件开发工作以及数值仿真研究(主要是有限元以及多物理场仿真),研究包含不限于以下领域:
1. 结构静动力学,碰撞,热,声,流体,电磁,多物理场耦合求解器,开源求解器;
2. 三维实体几何建模;
3. CAE前后处理器,自适应网格划分;
4. 工程优化算法(CAE设计变量,利用优化算法优化设计变量);
5. 高性能计算(分布式计算,大型机高性能计算);
6. CAE云计算;
7. 各种商业CAE软件使用。

本博客内容主要有两块:
1. 自主研发的相关软件介绍和帮助文档;
2. CAD/CAE/EDA/CFD等数值计算介绍;

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1. 自主研发的CAE工具软件
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DOE(Design of Experiment)试验设计,一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法;试验设计主要对试验进行合理安排,以较小的试验规模(试验次数)、较短的试验周期和较低的试验成本,获得理想的试验结果以及得出科学的结论。

在CAD/CAE/CFD 等工业软件中,利用参数技术,可以很容易的实现DOE设计。

本文以一个简单例子介绍FasCAD中的DOE设计功能:
1. 定义参数;启动FasCAD 定义两个参数 a和b。

2. 绘制一个长方体,将 长度和宽度 分别设置为参数 a和b。
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OpenFOAM is a free and open source package for CFD. It has equivalent or even better capacity for solving CFD problems comparing to commercial solution, most important, user can develop new solution based on OpenFOAM source code for solving specific engineering problem. Now OpenFOAM is acquired by ESI group, which is a leading innovator in Virtual Prototyping software and services, committed to continue funding the development and providing further service.

But OpenFOAM is collection of CFD solvers which is one node of working flow for solving engineering problem , it is required to coupled with other functionality such as geometry generation, mesh generation, result analysis, DOE, parameters optimization etc. 

FasFluid is a CFD software comprise of most of features for OpenFOAM on windows.

With FasFluid you can:
1. Create 3D geometry in GUI; 
2. Import *.ST
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FasFluid中提供了许多实用的功能,帮助用户快速入门和使用软件操作,并帮助用户快速入门CFD设计流程以及OpenFOAM。简要介绍一下FasFluid中的这些功能:

1. 快速打开工作目录,直接打开OpenFOAM 工程所在的目录, 直接在工作目录启动命令行::

2. 网格参数输入简化,用户只需输入基本参数,无需Material Point以及繁琐的计算:


3. 如果本机装有多个版本的OpenFOAM,切换不同版本:
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模型说明:
280m大小的step文件,没有使用Instance(每个单元都是独立的实体),纯Brep结构的处理显示,每个几何面能独立处理,当然导入显示时间也不短。

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圆柱绕流是CFD中最经典也最简单的一个计算案例,本教程演示了在FasFluid中进行圆柱绕流的建模和仿真流程。

提示:
使用前请确保Windows版本的OpenFOAM正确设置和安装,OpenFOAM安装参考链接

1. 启动FasFluid, 新建工程。

2. 建立圆柱体。
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前面介绍了两种在Window下运行OpenFOAM的方法,如果用户安装的是 Win10系统的话,可以使用WSL (Windows Subsystem for Linux )方法直接运行Ubuntu上的 OpenFOAM程序。

经FasFluid测试,该方法有效。
也可自行百度。

2. OpenFOAM配置链接:
https://www.openfoam.com/download/install-windows-10.php

使用该方法的好处是,可以在Windows上直接运行Ubuntu上的OpenFOAM程序,和在Ubuntu直接运行效果一样。免去了交
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有很多种在windows下运行OpenFOAM的方法,FasFluild文档中介绍了一种,但有用户反应配置仍然比较复杂。这里再介绍一种简单的方法。后续FasFluid 正式版会集成编译好的OpenFOAM,省去用户配置的麻烦。

1. 下载 CFDsupport 提供的windows安装包.

2.  完全安装,安装完成后,验证是否可以运行.
比如安装在 D:\OpenFOAM\

window 命令行 启动cmd ,切换到目录 
D:\OpenFOAM\18.02\cygwin64\opt\OpenFOAM\OpenFOAM-dev\platforms\cygwin64mingw-w64DPInt32Opt

运行blockmesh,如果能正常启动,说明安装完成。

3. FasFluid
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1. FasFluid在win10 家庭版上无法启动。
经过测试 win10 企业版和专业版都无问题,win10家庭版上无法启动,解决方法:
使用win7兼容模式运行程序。


2. 提示找不到Blockmesh.exe。
原因是本地没有安装windows版本的OpenFOAM,后续FasFluid会直接集成OpenFOAM。

3. 部分界面字体无法显示。
部分笔记本分辨率导致字体无法显示,后续会进行调整。

4. 语言切换。
界面右上角--》帮助 下拉菜单,需要重启程序生效

5. 网格显示太卡。
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FasFluid Alpha版本为内部测试版,不保证稳定性,有兴趣的朋友可下载试用。


使用步骤
1.  下载FasFluid-Alpha.zip安装包,默认安装;
下载地址  www.cae-sim.com
 
也可加入qq群  687846525 获得安装包。

2.  安装OpenFOAM的windows版本, 确保能直接用cmd命令行启动。
推荐使用cfdsupport 版本,下载链接   https://www.cfdsupport.com/download-openfoam-for-windows.html
或者:
链接:https://pan.baidu.com/s/1fGpIHl
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曾经有个做结构的老教授说过“精通了边界条件,也就精通了物理学”。这种说法虽然有点夸张,但足以见得边界条件(BoundaryCondtion)在工程物理中的重要地位。

我们通常用偏微分方程(组)(Partial Differential Equations)来描述物理场。不管用什么解析解方法,PDE的基本解可能完全不同,决定精确解的是边界条件。大部分实际工程问题,PDE都是无法找出精确解的,只能借助于数值方法(有限元,有限差分,有限体积,矩量法,边界元,离散元 等等),决定最终精确结果的仍然是边界条件。

关于PDE的边界条件前面有过介绍,常用分为三大类,详细介绍可参考附录。所有其它类型的边界只不过是这三种边界条件的细化和衍生。OpenFOAM使用的数值方法是有限体积法,因此边界条件同样也是常用的三大类。OpenFOAM针对流体,对边界条件做了进一步细化:

1. 基本类型:
基本类型可以理解为对几何进行的细化描述。
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