CAXA CAE 流体分析教程（好）.docxVIP

3D Buoyance这里用一个简单的实例介绍CAXA CAE流体模块的使用。这里需使用CAXA 3D实体设计 2016和CAXA CAE 2016版。分析特殊形状容器中的水，在受热不均时发生流动的问题。模型为三维方形、中部圆柱通孔的容器，几何外形如下：容器内部（通孔表面与方形表面围成的体积）充满水。通孔内表面温度为30度，方块外无通孔的四个表面温度为0度。容器表面限制液体流出。容器内的水因受热不均发生流动，结果显示如下图：左上图和中部图片为使用切面将容器刨开，然后显示刨面上流体速度模量的图解。不同颜色表示不同位置的流体流速模量的不同。右上图显示容器内液体的流线图，不同颜色的流线表示不同位置的流体流速模量的不同。这是热、流体物理性耦合分析，模型的简单建模的过程如下：打开CAXA 3D 实体设计。将鼠标移至“设计元素库”，将“长方体” 拖入操作窗口，建立长方体实体。可以点击长方体，使其出现操作柄后，右键操作柄便可编辑其尺寸。再次将鼠标移至“设计元素库”，将“孔类圆柱体”拖至长方体顶面中心。单击孔，使其出现操作柄后，拖动操作柄，将孔拉长变成通孔即可。保存模型，可将模型名称设为3dbuoyance。模拟设置的具体过程如下：建立FEA分析。在建立分析前需要保存模型，以便让程序了解以后生成的FEA文件的保存路径。否则无法继续成功新建分析。建立分析的方法使用以下多物理性FEA主工具条：工具条由左向右数第三个按钮为“添加FEA”按钮，点击后将弹出“选择分析类型”对话框。使用默认的“静态/稳态”和“3D”，单击“确定”：各分析类型的简单介绍如下：静态/稳态：边界条件和结果是不随时间变化的。也可使用多步命令看到系统达到稳态的过程。动态/瞬态：边界条件和结果的大小可随时间的变化而变化。模态/振动模式：用于计算谐波共振模型的振型和频率。不稳定屈曲：计算有负荷的失稳屈曲模型，获得结构特征值。频域：分析施加了特定频率范围内载荷或约束的模型，来确定是否发生动态载荷放大效应Multiphysics FEA 树图。“选择分析类型”对话框关闭后弹出“Multiphysics FEA ”选项卡。它的上半部分为“Multiphysics FEA 树图”：所有的模拟分析都可以从树图中依次选择各叶，并完成填写各叶对应的页面进行设置。单击各叶，对应的页面会显示在“Multiphysics FEA ”选项卡的下半部。有的叶前面会有双问号（??），这表示该叶对应的页面还未进行查看和设置。若在分析设置中碰到问题，可按“F1”键，程序自动弹出与当前设置内容相关的帮助文档。开始时，“Multiphysics FEA 树图”下方自动显示“分析”页面。分析页面设置。物理性部分用于设置分析涉及的物理性。这里我们将勾选“热”和“流体”，表示将进行热、流体耦合分析。勾选“多步”，表示将进行分步分析。多步功能多用于进行非线性分析，在这里使用可以查看模拟逐渐达到稳态的过程。勾选多步后出现非线性伪时间部分。在非线性伪时间处的增量改为“0.5”，其它保持不变。这样的设置表示分析自0时开始，至1时结束，分析共计2步，每步0.5时。设置好后，页面如下：模型、材料页面设置。单击“模型”叶后会在“Multiphysics FEA 树图”下方显示模型页面：模型页面可用于添加/删除材料叶，设置分析的单位系统、设置分析范围、设置实体网格类型等。单击“添加新材料”可以在模型叶下增添材料叶。模拟中涉及材料数应等于材料叶个数。在材料页面中可设置使用这种材料的实体，设置后将在材料叶下方增添实体叶，实体叶的实体使用上级材料叶对应的材料。“移除未用材料”用于删除多余的材料叶。单位系统部分可以设置所用单位系统，包括MKS、CGS和mMKS等。“仅分析显示的实体”用于在FEA分析中禁用掉已经隐藏的实体，这些实体将不被包括到FEA分析中。用户可以右键材料叶和实体叶，将材料和实体禁用/启用。禁用的材料和实体将不包含在分析中。“把实体作为壳网格化”可在网格化时使用壳元素而不是实体元素。模型叶下开始有默认材料叶：将默认材料叶的材料类别下拉菜单改为“流体”，材料名称下拉菜单中选择“20C的水”。在材料物理性处勾选“热”和“流体”物理性，表示程序将使用材料的热和流体性质。默认所有实体开始使用默认材料（开始默认材料叶下有全部实体叶），而我们仅有一种材料和实体，因此这里我们不需为材料添加实体。如果想调整实体使用的材料，可在某材料叶上单击“添加实体”键，然后单击使用这种材料的实体，然后单击“接受”，添加实体键下面的“计数：X”数值增加1，表示这种材料已经添加了一个新的实体。材料页面设置完成后如图：单击材料页面上的“参数编辑”键，可以更改、查看材料的线性参数。若勾选材料页面上的“启用非线性/各向异性性质”后再单击“参数编辑”键，可以更改、查看材料