06 Fluent后處理
后處理操作主要是對計算結(jié)果進(jìn)行顯化處理,包括流場可視化、動畫、云圖、矢量等一系列操作,其對應(yīng)的各部分知識點(diǎn)如下,在這做簡要整理。其中,后處理的基本步驟基本如下,可做參考:
(1)導(dǎo)入計算結(jié)果,通常為cas文件與dat文件
(2)創(chuàng)建特征位置,顯示物理量分布。
(3)創(chuàng)建圖表以及對圖表圖形進(jìn)行設(shè)置。
(4)創(chuàng)建并輸出動畫(若需要的話)。
(5)驗證計算結(jié)果并生成計算報告。
1、創(chuàng)建特征位置
特征位置就是想要查看物理量的位置,包括點(diǎn)、線、面、曲面、等值面等。該功能主要在Surface菜單完成,主要包括Point、Line/Rake、Plane、Quadric、Iso-Surface。

1.Point(創(chuàng)建點(diǎn))
利用Surface菜單下的子菜單Point可以創(chuàng)建一個空間上的點(diǎn)。在計算監(jiān)測或后處理過程中,可以通過積分獲得該區(qū)域物理量的值。單擊菜單[surface]>[Point.·]彈出如圖所示的點(diǎn)創(chuàng)建對話框。在該對話框中,可以通過輸入點(diǎn)的空間坐標(biāo)或在圖形顯示窗口中單擊創(chuàng)建點(diǎn)。

對話框中的參數(shù)含義如下。
Name:可以為創(chuàng)建的點(diǎn)命名。
Reference Frame:參考系
Coordinates:在其中輸入點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
2.Line/Rake(線)
利用菜單[Surface]>[Line/Rake]可以創(chuàng)建線或樣本點(diǎn)。其設(shè)置對話框如圖所示。

New Surface Name:為新建的線命名。
Line :激活此選項,則在圖形顯示窗口中顯示線。
Type:可以選擇Line或Rake,當(dāng)選擇Rake時,Number of Points才會被激活。
End Points:起始點(diǎn)。利用兩點(diǎn)創(chuàng)建線。(x0,y0,z0)為第一個點(diǎn)的坐標(biāo),(xl,yl,z1)為第二個點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
Select Points with Mouse:可以利用此功能在圖形顯示窗口中使用鼠標(biāo)右鍵選擇點(diǎn)。
注:線或樣本點(diǎn)經(jīng)常用于繪制曲線分布過程中。它們之間的區(qū)別在于:Lie是以最近節(jié),點(diǎn)位置作為其上樣本,點(diǎn),而Rk則是在兩點(diǎn)之間均勻分布所規(guī)定的樣本,點(diǎn)數(shù)量,其樣本,點(diǎn)位置是通過計算獲取的。
3.Plane
在后處理中,經(jīng)常需要創(chuàng)建Planel以顯示流場分布。利用菜單[Surface]>[Plane·]可以很容易地創(chuàng)建所需要的平面。圖所示為平面創(chuàng)建設(shè)置對話框。

4.Quadric Surface(二次面)
利用菜單[Surface]>[Quadric Suface]可以創(chuàng)建二次曲面,包括Plane、Sphere、Quadricz類型。創(chuàng)建二次面的設(shè)置對話框如圖所示。

Type:選擇二次面的類型,包括平面、球面以及普通二次面。在創(chuàng)建平面或球面時,可以選擇ix、iy、iz以及distance或radius,當(dāng)這些參數(shù)設(shè)置完畢后,可以單擊Update按鈕,則參數(shù)會自動計算并更新至函數(shù)系數(shù)中。利用New Surface Name可以設(shè)置創(chuàng)建的曲面的名稱。單擊Create按鈕可以創(chuàng)建所定義的曲面。
5.Iso-Surface(等值面)
通過菜單[Surface]>[Iso-Surface…]可以創(chuàng)建等值面。利用Iso-Surface可以創(chuàng)建根據(jù)某一物理量的值所組成的曲面。在后處理過程中,Iso-Surface的最常見用途為創(chuàng)建垂直于軸的平面。
Surface of Constant:等值物理量。Min、Max:該物理量的最大最小值。所設(shè)置的值不應(yīng)該超出這一范圍。Iso-Value:設(shè)置物理量的值。所有等于該值的物理位置形成面。
6.Iso Clip(等值切片)
利用菜單[Surface]>[Iso Clip]可以創(chuàng)建等值切片
7.Transform(變換)
利用菜單[Surface]>[Transform]可以對已有的面進(jìn)行變換操作,如旋轉(zhuǎn)、平移等。設(shè)置變換參數(shù)即可對已有面進(jìn)行變換。設(shè)置對話框中的一些參數(shù)含義如下。Rotate:旋轉(zhuǎn)變換。需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)中心及旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)中心通過設(shè)置點(diǎn)的三方向坐標(biāo)或在圖形顯示窗口中右擊確定,旋轉(zhuǎn)角度通過設(shè)置三方向的角度值來確定。Translate:平移變換??梢栽O(shè)置三方向的平移值來確定。Transform Surface:選擇待變換的表面。只有在選取了幾何之后,Create:按鈕才會被激活。New Sruface Name:變換操作并不會改變原有幾何,只是新建一個幾何。利用該參數(shù)可以為新建的表面命名。單擊Create按鈕可以創(chuàng)建新的變換后的表面。
2、流場可視化
流場可視化功能主要包含在[Display]菜單中,用戶也可以通過模型樹窗口中Result節(jié)點(diǎn)下的Graphics andAnimations以及Plot進(jìn)行操作查看。
(1)Mesh:顯示網(wǎng)格。
(2)Graphic and Animations:顯示后處理數(shù)據(jù)。
(3)PIot:創(chuàng)建曲線圖表。
(4)Residuals:顯示殘差曲線。
(5)Options:設(shè)置顯示選項。
(6)Scense:設(shè)置場景樣式,包括一些幾何渲染功能。
(7)Views:設(shè)置視圖。
(8)Lights:設(shè)置燈光。
(9)Colormap:創(chuàng)建或設(shè)置顏色映射表。
(10)Annotate:創(chuàng)建注釋選項。
利用模型樹中Graphics and Animation.與Plot節(jié)點(diǎn)可以實現(xiàn)與Surface菜單相同的功能
單擊模型樹節(jié)點(diǎn)Result>Graphics and Animations可設(shè)置后處理圖形及動畫,
(1)Graphics:設(shè)置圖形顯示。如網(wǎng)格、云圖、矢量圖、流線圖、粒子軌跡圖等。
(2)Animations:設(shè)置動畫。包括面掃描動畫、場景動畫以及求解動畫回放等。
(3)視圖選項。包括場景、視圖、燈光、顏色映射、注釋等選項設(shè)置。

1.Mesh
主要用于顯示網(wǎng)格。在前面已經(jīng)講過,這里不再贅述。
2.Contours
云圖顯示設(shè)置。

Filled:設(shè)置云圖顯示樣式。若激活此項,則不同等值線間保持填充狀態(tài),否則為線圖。
Node Values:插值格式,激活此項則使用節(jié)點(diǎn)值。默認(rèn)該項為激活狀態(tài)。
Global Range:激活此項則使用物理量的全局值作為顯示范圍。
Auto Range:自動計算范圍。取消該項可以手動設(shè)置最小、最大值。
Clip to Range:以所設(shè)定的物理量的最大、最小值進(jìn)行切片。
Draw Profiles:若存在Profile文件,則顯示其值。
Draw Mesh:顯示網(wǎng)格。
Contours of::選擇用于顯示的物理量。對于不同的物理模型,可選擇的物理量存在一定的差異。
Surface:選擇進(jìn)行云圖顯示的面。若沒有選擇面,則會報錯。
Levels:云圖顯示的級數(shù)。該參數(shù)值越大,云圖顯示越精確。
Surface Type:用戶選擇Surfacel時的輔助工具。
Display:選擇此按鈕進(jìn)行云圖顯示。
Compute:單擊選擇此按鈕進(jìn)行物理量計算。
3.Vector
Vector主要用于顯示矢量圖,其與云圖的區(qū)別在于:矢量圖不僅可以顯示物理量的大小,還可以顯示物理量的方向。

Syle:設(shè)置矢量的樣式,可以用箭頭、圓錐等樣式進(jìn)行顯示。
Scale:調(diào)整矢量符號的大小,小于1表示縮小,大于1表示放大。
Skp:主要用于調(diào)整矢量圖符號的密度。該參數(shù)值越大,則矢量圖越稀疏。
Vector of:設(shè)置用于矢量圖繪制的物理量,通常選擇速度velocity.。
Color by:用于矢量圖顏色顯示的物理量。通常選擇速度。
單擊Vector Options可以對矢量圖一些外觀特性進(jìn)行設(shè)置,如圖12-13所示。
In Plane:矢量圖位于平面內(nèi)。通常是進(jìn)行投影操作。
Fixed Length:矢量符號的長度采用恒定值,不采用物理量的大小作為長度的標(biāo)注。
4.Pathline
可以利用Pathline繪制流線圖,設(shè)置面板中的一些參數(shù)如下。

(1)Option:包括繪制流線的一些選項設(shè)置,主要需要注意的參數(shù)包括以下幾個。
①Accuracy Control:繪制流線過程中的精度控制。
②XY Plot:繪制曲線圖。
③Write to File:將數(shù)據(jù)寫入到文件中。
(2)Style:流線樣式。包括line、line-arrows、point、sphere、ribbon、triangle、coarse--cylinder、medium-cylinder、fne-cylinder,通常采用默認(rèn)line即可滿足要求。
(3)Attributes:設(shè)置流線屬性,如線寬等。
(4)Step Size:計算流線的步長,步長越小精度越高,但所需的計算開銷越大。
(5)Tolerance:當(dāng)激活了Accuracy Controli選項時,可以設(shè)置此參數(shù)值。
(6)Steps::迭代步數(shù)。若繪制的流線存在中斷的情況,可以適當(dāng)增大此參數(shù)。
(7)Path Skip:忽略步數(shù)。當(dāng)流線過于稠密時,可增大此參數(shù)值,減少流線數(shù)量。(8)Color by:選取表達(dá)流線顏色的物理量,通常采用速度。
(9)Release from Surface:流線起始面。
(10)Pulse按鈕:單擊選擇此按鈕以動畫的形式觀察流線。
5.Particle Tracks
可以利用Particle Tracksi進(jìn)行粒子軌跡追蹤粒子追蹤設(shè)置面板與流線設(shè)置面板基本相同,與其不同的參數(shù)含義如下。

Filter:設(shè)置過濾規(guī)則對粒子進(jìn)行過濾。只顯示符合要求的粒子,如限定粒子粒徑等。
Report:設(shè)置輸出的報告類型。默認(rèn)情況下為關(guān)閉狀態(tài),即不輸出報告。用戶可以設(shè)置以Summary(以總結(jié)的方式輸出)或Step by Step(每一步均輸出報告)方式輸出。
Release from Injections:選擇粒子入射器。粒子軌跡從入射器位置開始計算。
在FLUENT后處理中可以創(chuàng)建并輸出動畫。動畫創(chuàng)建功能位于Graphics and Animations面板中,
3、動畫創(chuàng)建
Fluentr中可以創(chuàng)建以下3種動畫類型。
(I)Sweep Surfce:掃描面動畫。設(shè)置一個面沿某一方向運(yùn)動形成動畫。
(2)Scene Animations:場景動畫。類似于關(guān)鍵幀動畫的形式。
(3)Solution Animation Playback:求解動畫回放。在計算之前定義的動畫,可以通過此功能進(jìn)行回放并輸出。
1.Sweep Surface
掃描面動畫通常用于結(jié)果查看,該類型動畫無法輸出。

Sweep Axis:以向量的形式確定掃描路徑的方向。如圖12-17所示向量(1,0,0)表示沿X軸掃描運(yùn)動。
Display Type:顯示類型,主要包括mesh、Contours及vectors3種類型。
Properties:按鈕進(jìn)行屬性設(shè)置。
Initial Value:設(shè)置初始值。
Final Value:設(shè)置最大值。
Frames:設(shè)置幀數(shù)。該參數(shù)值越大,則動畫運(yùn)動越緩慢。
Min Value:最小值,通常與初始值保持一致。
Value:動畫過程中的當(dāng)前值。
Create:創(chuàng)建動畫文件。
Animate:觀察動畫過程。
Compute:利用軟件計算初始值與最終值。
2.Scene Animation
場景動畫通常用于瞬態(tài)計算結(jié)果中,其最大的優(yōu)勢在于生成動畫過程較快,且消耗較少的計算資源。

(1)導(dǎo)入結(jié)果文件,顯示物理量圖形(如云圖、矢量圖等)。
(2)利用Add按鈕添加關(guān)鍵幀。
(3)加載第二個時間步,顯示相同位置相同的物理量圖形。
(4)重復(fù)第二步,添加第二個關(guān)鍵幀。用相同的步驟添加多個關(guān)鍵幀。
設(shè)置Write/Record Formate:選項,其中包括3種類型:Key Frame、Picture Files、MPEG,設(shè)置完畢后單擊Write按鈕即可輸出動畫。
3.Solution Animation Playback
回放動畫功能在制作動畫中應(yīng)用作為廣泛。通常在計算之前,可以在模型樹節(jié)點(diǎn)Solution>Calculation Activities中設(shè)置Solution Animation,當(dāng)計算完畢后,面板中會自動加載計算動畫,設(shè)定Write/.Record Formate類型后,即可利用Write按鈕輸出動畫圖形設(shè)置選項

利用這些功能按鈕,可以對顯示的圖形樣式進(jìn)行設(shè)置與控制。
1.Options
包括以下4部分設(shè)置內(nèi)容。
(1)Rendering:設(shè)置圖形渲染樣式。
(2)Graphics Windows:設(shè)置圖形顯示窗口的樣式。
(3)Light Attributes:燈光屬性設(shè)置。
(4)Layout::設(shè)置圖形顯示窗口中的組件排布。
參數(shù)含義如下。
Line Width:設(shè)置曲線圖的線寬,默認(rèn)線寬為l。
Point Symbol:設(shè)置曲線圖上標(biāo)記的樣式,默認(rèn)為“ ”。
Active windows:設(shè)置激活窗口,默認(rèn)為l。
Color Scheme:設(shè)置背景顏色,默認(rèn)為workbench顏色策略(藍(lán)白漸變色),用戶可以選擇Classic(經(jīng)典顏色,黑色背景)。
小技巧
經(jīng)常需要將背景顏色改為白色,此時需要將顏色策略先切換為經(jīng)典樣式,同時利用TUⅡ命令:
/display/set/colors>background/display/set/colors>foreground
Background.是用于修改背景顏色,F(xiàn)oreground用于修改前景色(如文字等顏色)。
Title、Axes、Logo:選擇或不選擇這些選項,可以控制這些組件是否在圖形窗口顯示。
Colormap Alignment:設(shè)置顏色條放置位置。
2.Views
Viws主要用于對視圖進(jìn)行設(shè)置。利用該設(shè)置對話框可以以某一方向顯示圖形,若存在鏡像面的話,還可以進(jìn)行面的鏡像顯示。
Views:選擇視圖,包括7個默認(rèn)的視圖(back、bottom、front、.isometric、left、right、top)。用戶通過Save按鈕保存的當(dāng)前視圖也會添加至視圖列表中。
Mirror Planes:對稱面。通常為設(shè)置為symmetry.或axis類型的邊界。用戶也可以通過Define Plane按鈕創(chuàng)建鏡像面。
Periodic Repeats:對于周期模型,可以利用該選項顯示完整模型。
Default:采用默認(rèn)視圖進(jìn)行顯示。
Auto Scale:對視圖進(jìn)行自動縮放。
Previous:利用前一個使用的視圖。
Save:以指定的Save Name作為名稱保存視圖。
Delete:刪除選中的視圖。
Read:讀入已有的視圖文件。
Write:保存當(dāng)前視圖到文件中。
單擊Apply按鈕應(yīng)用視圖。單擊Camera按鈕可以定義視圖,如圖12-23所示。
3.Colormap
在面板中,用戶可以設(shè)定及控制Colormap的顯示。其中主要包括標(biāo)簽設(shè)置(labels)、數(shù)字格式(Number Format)以及顏色映射表(Colormap)設(shè)置等。
其中最常設(shè)置的項為Type及Precision。默認(rèn)數(shù)字類型為冪律形式(即科學(xué)計數(shù)法),用戶可以切換為General(自動判斷)或oat(浮點(diǎn)數(shù)),同時可以規(guī)定有效數(shù)字位數(shù)。
其他設(shè)置選項(如Scene、Lights、Annotate等)在實際工作中通常保持默認(rèn)值即可滿足要求,一般不需要設(shè)置。
Plot
利用Plot功能可以顯示曲線、圖表等。單擊模型樹節(jié)點(diǎn)Result>Plots即可進(jìn)人功能選擇面板
Plots面板中主要包括:XY Plot(二維曲線圖)、Histogram((直方圖)、File(文件數(shù)據(jù))、Profiles(輪廓數(shù)據(jù)
圖)、FFT(快速傅里葉變換圖形)。
1.XY Plot
XY Plot主要用于顯示某一物理量隨某一坐標(biāo)值的變化趨勢。
Position on X Axis:若激活此項,則X坐標(biāo)軸放置位移值。
Position on Y Axis:若激活此項,則Y坐標(biāo)軸放置位移值。
Write to File:將數(shù)據(jù)寫出至文本文件中。
Order Point:若激活該選項,則在寫出數(shù)據(jù)至文件中時會進(jìn)行排序。
Plot Direction:設(shè)置顯示方向向量。如圖12-26所示向量(1,0,0)表示沿X軸分布。
Y Axis Function:Y坐標(biāo)函數(shù)。若激活了Position on Y Axis,則該選項可以選擇Direction Vector(方向向量)或curvelength(曲線長度)
X Axis Function:X坐標(biāo)函數(shù)。若激活了Position on X Axis,.則該選項可以選擇Direction Vector(方向向量)或curvelength(曲線長度)
Surface:選擇進(jìn)行曲線繪制的幾何位置??梢允莿?chuàng)建的線或面。
Load File:可以利用該按鈕載入保存的數(shù)據(jù)文件以顯示多條曲線。PIot:顯示曲線。
Axes:1設(shè)置坐標(biāo)軸樣式。如兩個坐標(biāo)軸數(shù)值范圍、數(shù)據(jù)格式等。
Curves:設(shè)置曲線樣式。如線條粗細(xì)、顏色等。
2.Histogram
利用Histogram可以繪制直方圖。該類型圖表最常見的應(yīng)用為DPM模型中統(tǒng)計粒子粒徑分布,同時也可以統(tǒng)計物理量在指定面上的分布情況。
Auto Range:激活此選項,則自動計算物理量的范圍。
Global Range:激活此選項,使用全局參數(shù)范圍,否則使用局部范圍。
Divisions:分組數(shù)。將物理量的值劃分為指定的組數(shù)。默認(rèn)為10組。
Histogram of:選擇物理量。
Zones:選擇位置。
Pint按鈕:單擊此按鈕會在TUI窗口統(tǒng)計物理量在指定位置的分布。
3.File
利用File可以導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件繪制相應(yīng)的圖形。
Add:添加數(shù)據(jù)文件??赏瑫r添加多個數(shù)據(jù)文件。
Delete:刪除數(shù)據(jù)文件。
利用File面板可以同時顯示多個數(shù)據(jù)文件曲線圖。
利用模型樹節(jié)點(diǎn)Reports可以對后處理結(jié)果進(jìn)行量化計算。
Reports包括以下一些類型。
(1)Fluxes:通量統(tǒng)計。如質(zhì)量流量、換熱率等。
(2)Forces:計算力、力矩等。
(3)Projected Areas:投影面積計算。
(4)Surface Integrals::面積分。
(5)Volume Integrals:體積分。
(6)Discrete Phase:離散相中的一些物理量計算(只有在使用了DPM模型才可用)。
(7)Heat Exchanger:換熱器計算(使用了換熱器模型才可用)。
1.Fluxes
通量計算。主要包括以下3種通量計算類型。
(1)Mass Flow Rate:計算指定邊界的質(zhì)量流量。
(2)Total Heat Transfer Rate:總傳熱率。
(3)Radiation Heat Tranfer Rate:輻射傳熱率。
Save Output Parameter:可用將輸出值進(jìn)行參數(shù)化處理。
Net Results:計算凈值,此處凈值為代數(shù)和計算。
Wite:可以輸出計算結(jié)果至文本文件中。
單擊Compute按鈕可以在TUI窗口中輸出報告。
2.Forces
利用Forces可以計算力、力矩以及壓力中心的坐標(biāo)。報告可選類型包括以下幾種。
(1)Forces:輸出力。
(2)Moments:輸出力矩。
(3)Center of Pressure:輸出壓力中心o
Direction Vector::方向向量。輸出物理量在該方向上的分量值。
Wall Zones:選擇面邊界。
對于輸出力矩,還需要設(shè)置力矩中心坐標(biāo)及力矩軸。
3.Projected Areas
計算指定面在指定方向上的投影面積。
Projected Direction:指定投影方向。
Surfaces:指定所要計算的表面。
Min Feature Size:指定最小特征尺寸。低于該值的特征將會被忽略。單擊Compute按鈕,面積值將會被填充到Area文本框中。
4.Surface Integrals
在后處理過程中,面積分應(yīng)用非常廣泛。
Report Type:要計算的物理量類型。包含有眾多類型,需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。
Field Variable:選擇要計算的物理量。
Surfaces:選擇要進(jìn)行計算的物理量的位置。
Highlight Surfaces:若激活此選項,則選擇了某一表面后,會在圖形顯示窗口高亮顯示。
5.Volume Integrals
體積分主要用于對計算域內(nèi)物理量進(jìn)行積分計算
利用體積分可以計算計算域內(nèi)Mass Average(質(zhì)量平均)、Mass Integral(質(zhì)量積分)、Mass(質(zhì)量)、Sum(求和)、Minimum(統(tǒng)計最小值)、Maximum(統(tǒng)計最大值)、Volume(計算體積)、Volume-Average(體積平均)、
Volume Integral(體積積分)。
?注:該后處理只針對fluent中計算完畢需要查看的部分,不涉及到數(shù)據(jù)處理及其他
?
?
?