家电仿真软件：CFX二次开发_（3）.CFX二次开发基础.docx

PAGE1

PAGE1

CFX二次开发基础

1.CFX二次开发概述

CFX是一款广泛应用于流体动力学仿真（CFD）的软件，其强大的计算能力和灵活的用户界面使其成为家电行业进行仿真分析的首选工具。然而，标准的CFX功能往往不能完全满足特定家电产品的复杂需求，这时就需要进行二次开发来扩展其功能。本节将介绍CFX二次开发的基本概念和应用场景。

1.1什么是二次开发

二次开发是指在现有的软件基础上，通过编写额外的代码或脚本来添加新的功能或改进现有功能的过程。在CFX中，二次开发通常涉及编写用户定义函数（UDFs）、用户定义程序（UDPs）以及使用CFX-Expression语言进行自定义设置。

1.2二次开发的应用场景

自定义物理模型：例如，对于特定的流体特性或传热过程，标准模型可能无法准确描述，需要自定义模型。

优化仿真流程：通过编写脚本自动化仿真过程，提高效率。

数据后处理：生成特定的报告或图表，便于数据分析和展示。

集成其他软件：例如，将CFX与CAD软件或优化软件集成，形成完整的仿真流程。

1.3二次开发的工具和方法

CFX-Expression语言：用于定义自定义表达式和边界条件。

UserFortran：用于编写用户定义函数（UDFs）和用户定义程序（UDPs）。

CFX-Post：用于自定义数据后处理和结果可视化。

Python脚本：用于自动化仿真流程和数据处理。

2.CFX-Expression语言

2.1概述

CFX-Expression语言是一种强大的工具，用于在CFX中定义自定义表达式、边界条件、材料属性等。通过CFX-Expression语言，用户可以灵活地控制仿真参数，实现复杂的仿真需求。

2.2基本语法

CFX-Expression语言的基本语法类似于数学表达式，支持常见的数学运算符和函数。以下是一些基本语法示例：

数学运算符：

+加法

-减法

*乘法

/除法

^幂运算

逻辑运算符：

==等于

!=不等于

小于

大于

=小于等于

=大于等于

逻辑与

||逻辑或

内置函数：

sin(x)正弦函数

cos(x)余弦函数

tan(x)正切函数

log(x)自然对数

exp(x)指数函数

2.3定义自定义表达式

自定义表达式可以通过CFX-Pre界面或直接在输入文件中定义。以下是一个定义自定义热导率表达式的示例：

LIBRARY:

CEL:

EXPRESSIONS:

MyThermalConductivity=0.025+0.001*Temperature[K]

END

END

END

2.4定义自定义边界条件

自定义边界条件可以通过CFX-Expression语言灵活定义。以下是一个定义自定义速度边界条件的示例：

BOUNDARY:Inlet

LOCATION:Inlet

BOUNDARYTYPE:INLET

FRAMEOFREFERENCE:Stationary

MESHMOTION:Stationary

Option:Value

Value:10*(1-exp(-10*Time[s]))[m/s]

END

2.5定义自定义材料属性

自定义材料属性可以通过CFX-Expression语言定义，以便更准确地模拟材料在不同条件下的行为。以下是一个定义自定义密度的示例：

MATERIAL:MyMaterial

DENSITY:MyDensity

DYNAMICVISCOSITY:0.001[Pa*s]

SPECIFICHEATCAPACITY:1000[J/kgK]

THERMALCONDUCTIVITY:0.6[W/mK]

USERMATERIALDEFINITION:Option

Option:UseDensityandViscosity

DENSITY:MyDensity

DYNAMICVISCOSITY:0.001[Pa*s]

CEL:

EXPRESSIONS:

MyDensity=1.2+0.001*Pressure[Pa]

END

END

END

2.6应用实例

假设我们需要模拟一个空调系统的内部流场，其中空气的密度随压力变化。我们可以定义一个自定义密度表达式，并将其应用于材料属性中。

2.6.1定义自定义密度表达式

LIBRARY:

CEL:

EXPRES