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CFD模拟篇-Airpak软件学习

 第七代师兄 2020-02-09

1.Airpak软件可以用来做什么?

在学习CFD软件之前,我们要知道这个软件能够帮助我们解决什么问题。Airpak软件其实是一款基于Fluent求解的一款十分强大的软件。可以用来进行建筑室内空调气流组织模拟,空气品质、自然通风,室外风环境,产品设备散热模拟,客车火车等交通工具室内模拟,室外空调外机气流模拟,室内污染物(co2,甲醛等),厨房通风等等。模拟完了之后,可以出的结果有:温度、湿度、风速、压力、pmv-ppd(即热舒适度)、空气龄(空气新鲜程度)等等。这个软件对于暖通专业(建环)或者从事绿建方面工作的人使用的比较多,当然在其他行业也会用的到。对于设计院或者绿建单位,要用他出一些前期的可研报告、建筑设计评估和优化,对于科研单位,主要用于科学研究。

2.如何学习CFD

如何学好CFD,对于这个问题,其实我觉得没有什么特别好的捷径。我们要做的是,正确的方法和努力勤奋,少走弯路。

2.1软件底层逻辑

在学习任何一个CFD软件之前,你首先要了解这个软件运行的底层逻辑是什么,他是基于什么原理,弄明白了这个道理,你学习来才不会费劲。比如Airpak是基于"object"的建模方式,fluent求解器运行的,而ICEM是基于拓扑结构的建模方式。很多人在学了gambit后,再来学习ICEM,大半年过去了,ICEM还是没有摸着门道,特别痛苦,回头接着学习gambit。这是因为这2个软件建模的方式是不一样的,所以思维没有转换,学起来也很难。掌握了大的学习思维之后,我们最重要的是要有一条系统的科学学习方法。

2.2理论知识的掌握

在学习具体软件之前,你需要掌握CFD模拟的一些基本知识比如什么是湍流方程、网格划分的目的、什么是后处理,这些知识是你学习软件之前必须掌握的,也是根基。那如何学习这些知识呢,你可以看看很多CFD相关的书籍,一般第一章都会介绍一些。如果你觉得看书麻烦,可以关注某公众号:七师兄课堂,里面有CFD公开课的讲解和文章。总之理论知识,是你比需要掌握的。

2.3Airpak软件的学习

前期如果掌握了软件运行逻辑和理论基础知识,到了软件的学习阶段,就会轻松很多。你首先要收集一些软件学习的资料和素材。关于CFD软件,其实很多软件目前都是国外开发的,所以很多资料比较匮乏,比如Airpak软件,资料本来就少,而且即使有资料大多是也是英文的,对与很多英文不好的同学,学起来就比较头疼。这里也没有很好的办法,只能期望你多多练习,孰能生巧。关于英文问题,你可以拿着翻译软件,每次记不住的时候,翻译下,用多了自然也熟悉了。如果你想偷懒,目前某宝上是有Airpak的中文课程的,可以学习下。这是资料的收集问题。有了资料,你需要做的就是勤加练习和多思考复盘。你可以把资料里的五个例子,反复练习推敲,比较每次的结果,是不是有什么不同。然后你可以改变里面的参数比如:湍流方。程、网格类型,比较下改变后的结果又有什么不同,结合前期学到的理论知识。多加思考,有利于你理解CFD模拟的本质。当你练习的差不多了,你可以尝试着看下相关的CFD论文,比较别人的结果和你对照他的模型做出来的结果,你会发现其实CFD模拟的水很深。

3.Airpak软件结果的可靠性

关于软件结果的可靠性,之前也有学员反复提到。我想从2个方面进行回答。第一个是软件的可靠性,Airpak软件是建模、网格划分、后处理一体的软件,是基于Fluent软件运行求解的。Aipak软件运行的结果本身是可靠的,至于比某些软件强上百倍,这一点毋庸置疑。但是有同学在使用过程中会说,我怎么同一个模型,运行两次,结果又差异。关于之一点,你应该好好问问自己,软件是客观的东西,她不会骗你,一定是你对他做了什么,他才会有变化,比如网格加密了,改了湍流方程,迭代次数等,都会对结果产生影响。排出了人为因素的影响,我想从第二个层次回答结构的可靠性,这个可靠性指的是如果你的设置和操作没有问题,你模拟出的结果是不是和实际相符。我们软件,其实是通过简化模型,划分网格,各种参数设定,计算机求解的结果,求出来的结果是经过假设的理论值,和实际看到的物理过程并不一定完全相符。所以我们做模拟的时候,如果模拟出来的结果和实际过程不相符,我们是需要进行验证的。用实际观察值来验证模型的可靠性,如果相差太大,你是需要思考和推盘从新进行计算的。同时如果理论值和实际值比较一致,这个时候,你可以用理论模拟过程的设定,来预测实际过程可能发生的结果。这是一个相互印证的过程。至于怎么来印证,我这里不在详细说了,如果你感兴趣,可以去看相关的CFD模拟和实验数据德论文文献,一般这类文献,都会进行验证模型的可靠性。

总之,CFD软件的学习不是一个一蹴而就的过程,你需要掌握正确的方法,多思考,多加练习才行。后面我会总结一些软件学习过程常见问题和解决办法,有什么问题,你可以关注我,也可以私信我。

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