FloEFD热仿真分析之基础设置（三）

FloEFD热仿真分析之基础设置（三）

By CAE白堤

何为计算域

完成向导设置后，软件自动创建计算域。计算域是用于分析直流流动和热传递计算的区域。，是一个可用于3D或者2D分析的长方形区域，平行于全局坐标系平面，其包括了分析相关的所有物体和条件。理论上，该区域的尺寸越大越好，但是造成求解计算时间的增加和计算资源的浪费。然而一个合理的流动和热传递分析，既要包含所有影响结果的所有条件，又要尽可能的提高效率。所以一个合理的计算尺寸就是其中的一点。

对于外部流动，计算域的边界应该远离模型。不同的模型都有个相对合理的计算域，如自然散热的灯具而言，建议重力反方向留2个灯具高度，重力方向1个灯具高度，四周方向每边留0.5个灯具宽度。若其他的分析类型，可自行进行计算域尺寸无关性的计算。

对于内部流动，如果考虑固体内热传导，计算域的边界自动包围整个模型，如果不考虑固体内热传导，则计算域的边界仅包围模型的流体通道。

如何编辑计算域

粗略操作：左击分析树下的计算域，窗口中显示计算域的边界，拖动箭头可调整计算域的大小，粗略调整到满意位置，若沿相同轴同时对称地调整两个边界，可同时按住shift。注意总计有6各方向，新手不建议这么操作；

精准操作：右击分析树下的计算域，再左击编辑定义，即可以设置计算域。默认识别是3D模型，如是2D流动模拟流动则可以将计算域重新定义为2D模拟，从而减少所需的内存和CPU时间。对于2D流动分析，会在计算域的两个对边上设置对称的边界条件。计算域的大小通过测量3D模型尺寸得到再乘以对应系数设置。当设置完计算域后可右击模型树计算域，选择隐藏，以便后期的其他操作。此外，外观颜色及透明度都可以根据要求更改，一般不做改动。

 

计算域的边界条件

计算域的边界条件默认为绝缘，当然还有对称和周期性选项，如果完全确信内部或者外部流动是对称的，可以调整计算域的大小分割出一个相关流动区域，那么可以选择对称选项，并把对应坐标方向上的大小调整到对称轴的位置。如此，只要分析1/2模型甚至1/4模型就能得到整个模型的结果，可节省计算机资源（注意模型对称后，热功耗、流量等参数都对应进行变化）。如果模型按照周期性顺序排列的相同几何要素，则可以沿着相同几何要素以一定距离重复出现的方向指定周期性条件，以缩短计算时间（注意最多只能为两个方向指定周期性条件，且沿选定方向上的基本网格单元数量不得少于5）。

小结

计算域是流体或热传递必备的要素，一个合理的计算域可提高模型分析效率，在实践中可多加以尝试。另外，边界条件除了绝缘、对称和周期性外，还有流动、压力边界条件，后续再详细介绍。

文章作者：白堤，硕士，有限元设计圈主编，就职于国内某知名企业，主要从事热设计仿真工作。大佬们都还在努力，更何况自己还只是个学习者。希望通过微信公众号抛砖引玉，结交更多志同道合的朋友。仿真之路漫漫其修远矣，我将上下而求索。