Fluent仿真后处理实战技巧（三）

CFD-Post后处理是为了对ANSYS Fluent计算完成后的结果进行展示和交流而在指定位置生成数据的过程。生成的数据有定性数据和定量数据，像云图、流线图、矢量图、瞬态仿真结果动画等，都属于定性数据，定性数据的优势在于对结算结果的展示非常直观形象。

但有时候需要更精确的分析结果，就需要得到定量数据。本文是后处理系列的第三篇，将重点分享如何在CFD-Post模块中处理定量数据的一些技巧。

见图1所示，我们有一张已经处理好的温度云图（也可以是流线图、矢量图等其他类型）。对于稳态仿真问题，云图显示的是计算收敛之后的结果；对瞬态仿真问题，云图显示的是对应时刻的仿真结果。

                          图1 云图

选择菜单栏File下的Export功能，如图2所示。

图2 文件导出创建

下图3是文件导出设置界面，“File”用于设置文件保存的位置和文件名，“Locations”选择需要导出云图所在的面，“Select Variables”选择云图对应的物理量，如压力、温度、速度等。点击Save保存按钮，得到后缀.csv的文件。

值得注意的是对于瞬态仿真问题，这样的一份.csv文件，是对应该时刻保存的.dat文件里面的数据。

图3 数据导出设置

后缀.csv文件可用Excel打开，见图4所示，文件打开的数据有4列，前3列X、Y、Z分别对应直角坐标系下的空间坐标，第4列是导出的物理量在该处坐标上的值。数据的数量等于在该云图面上计算网格的数量。

                        图4 数据文件

将云图的结果转换成Excel表格中的数据后，就可以方便的在Excel中定量分析了。

对于瞬态问题的仿真，如果我们关注一些物理量在瞬态过程中的变化趋势，例如表面的平均温度变化情况、计算域内最高温度/流速的变化情况等，这时候需要绘制物理量随时间的变化曲线。

下面有2种方法可以得到瞬态仿真问题结果随时间的变化曲线。

2.1 方法一

2.2.1对于瞬态仿真，参照本文第1章节的方法，得到类似图4的数据文件，这是对应某一时刻的仿真结果。

2.2.2在数据文件Excel中处理数据，例如得到平均值/最大值/最小值/求和等等，得到了在某一时刻的值。

2.2.3对不同时刻保存的.dat文件都进行2.2.1~2.2.2的操作，就可以得到若干个时刻的值。

2.2.4将这些不同时刻的值汇总到一张Excel表中，绘制成曲线。

方法一操作相对简单，但弊端明显，瞬态问题仿真保存的.dat文件有几十甚至几百个，按2.2.1~2.2.2逐一操作，效率非常低。即便将操作的.dat文件的时间间隔变大（即不是每个.dat文件的数据都提取，而是人为间隔提取），减少处理的.dat文件的数量，这个工作量也十分巨大，而且这会使得到的曲线数据点相对于仿真计算数据点减少。

2.2 方法二

另一个更有效的方法，是利用CFD-Post的曲线绘制功能。其详细操作如下：

2.2.1创建好用来生成定量数据的“位置”，方法见Fluent CFD后处理实技（一）。

2.2.2在“Expressions”栏中创建目标曲线的物理量表达式，见图5所示，创建新的表达式，在表达式定义框Definition的空白处右键，依次选择Functions、CFD-Post，列表给出了软件支持的各种求值类型，如平均/面积平均/最大/最小/求和等等。例如我们选择了求最大值maxVal，就会在定义框内出现“maxVal()@”字符串。

图5 表达式选择求值类型

2.2.3在字符串“maxVal()@”的括号内右键，见图6所示，选择Variables，在列表中选择需要绘制曲线中的物理量，如密度、温度、压力、速度/分量速度等。

图6 表达式选择变量

2.2.4在字符串“maxVal()@”的@符号后右键，见图7所示，选择Locations，然后在列表中选择物理量所在的位置。

图7 表达式选择位置

2.2.5在创建好曲线绘制需要的表达式后，返回Outline树界面，点击菜单中的曲线按钮，创建一条曲线，并为曲线命名，见图8所示，例如这里曲线命名    Tem maxtop。

图8 创建曲线功能

曲线设置的General界面，Type选择“XY-Transient or Sequence”适合瞬态结果绘制曲线的类型，Title是为图形区的曲线上方设置名称，默认是Chart1。

2.2.6曲线设置的Data Series界面，数据来源Data Source选择表达式Expression，并在列表中选择2.2.4步创建好的表达式，见图9所示。

图9 数据源选择

2.2.7曲线设置的X Axis界面、Y Axis界面，是设置曲线的横轴和纵轴数据，其中横轴X Axis选择时间Time，纵轴Y Axis变量选择所需的物理量，如温度、压力、速度等，见图10。

图10 X、Y轴设置

2.2.8设置完成后，点击下方的Apply按钮，开始绘制曲线，见图11，图12得到了一条某平面上的最高温度随时间变化的曲线。而在曲线绘制完成后，Export按钮还可以将曲线的数据导出保存成为.csv文件，这将为可能的流固耦合传递边界数据提供非常便利。

图11 曲线绘制和数据提取

  图12目标位置上最高温度随时间变化曲线

定性数据直观形象、定量数据分析更精准，在后处理中两者结合才能更好的表达和展示仿真结果。本文介绍的实用技巧，将为高效完成后处理、准确分析出所需的数据和结论提供极大的帮助。

文章来源： 创依科技CAE