PHOENICS每周一学

feiyi_yu

应朋友的邀请，借此机会在论坛内和朋友们交流PHOENICS的建筑暖通Flair模块，以及解答各位朋友的问题，请加QQ群：202250753。也请各位PHOENICS 发烧友踊跃发言，并批评指正（有些图不清楚是网页显示的问题，请下载图形）。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

第一讲：前言
PHOENICS概述
    PHOENICS程序是世界最早的计算流体与计算传热学(CFD/NHT)商用软件，它是国际计算流体与计算传热的主要创始人、英国皇家工程院院士D.B.SPALDING教授及40多位博士近30年心血的典范之作。总部CHAM公司位于英国著名的温网举办地温布尔登 （Wimbledon），网址：www.cham.co.uk 。 中国总代理是上海飞熠软件技术有限公司，网址：www.shanghaifeiyi.cn 。
PHOENICS是 Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 几个字母的缩写，这意味着只要有流动和传热都可以使用Phoenics来模拟计算。PHOENICS可以用来模拟流体流动、传热、化学反应及相关现象。PHOENICS已广泛应用于航空航天、船舶、汽车、暖通空调、环境、能源动力、化工等各个领域。其应用范围总结为A到Z，今列出如下: Aerodynamics(空气动力学)，Burner(燃烧器)，Cyclonic separation(分离器中的分离)，Duct flow(管道中的流动)，Electron Cooling(电子器件冷却)，Fire engineering(防火工程)，Geophysical stu勿(地球物理研究)，Heat exchanger(换热器)，Impeller(叶轮中的流动)，Jet(射流)，Kiln(炉室中的传热)，Lung(肺部中的流动)，Mould filling(浇铸中的充填过程)，Nozzle(喷嘴中的流动)，Oil slick(油膜运动)，Plume dispersal(尾流的扩散)，Quality of air(空气质量预报)，Rocket(火箭中的流动)，Stirred tank(搅拌箱中的流动)，Tundish(浇口漏斗中的场预测)，Urban pollution(城市污染预测)，Vistol aircraft(直升机流场分析)，Wet cooling tower(湿式冷却塔流场分析)，NOx reduction(降低燃烧中的NOX分析)，Yacht(游艇四周流场分析)，Zeppelin(飞艇流场分析)。
    PHOENICS程序有前处理、求解器、后处理模块构成.  PHOENICS程序语言是标准ANSI FORTRAN77（现在是inter Fortran）语言，与机器无关，程序总共大约110,000条语句，2000个子程序。
网格系统包括：直角、圆柱、曲面（包括非正交和运动网格，但在其VR环境不可以）、多重网格、精密网格。可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。在流体模型上面，PHOENICS内置了22种适合于各种Re数场合的湍流模型，包括雷诺应力模型、多流体湍流模型和通量模型及k-e模型的各种变异，共计21个湍流模型，8个多相流模型，10多个差分格式。
    PHOENICS的VR（虚拟现实）彩色图形界面菜单系统是这几个CFD软件里前处理最方便的一个，可以直接读入Pro/E建立的模型（需转换成STL格式），是复杂几何体的生成更为方便，在边界条件的定义方面也极为简单，并且网格自动生成。另外，Phoenics自带了1000多个例题与验证题，附有完整的可读可改的输入文件。其中就有CHAM公司做的一个PDC钻头的流场分析，还有很多建筑风环境分析的例子，几乎每个行业都有例子。PHOENICS的开放性很好，提供对软件现有模型进行修改、增加新模型的功能和接口，可以用FORTRAN语言进行二次开发。

PHOENICS发展历史:

PHOENICS-81              1981年
PHOENICS-1.4             1987年
PHOENICS-1.5             1989年
PHOENICS-1.6             1991年
PHOENICS-1.6.6           1992年
PHOENICS-2.0             1993年
PHOENICS-2.1             1994年
PHOENICS-2.2             1996年
PHOENICS-3.0             1997年
PHOENICS-3.1             1998年
PHOENICS-3.2             1999年
PHOENICS-3.3             2000年
PHOENICS-3.4             2001年
PHOENICS-3.5             2002年
PHOENICS-3.6             2004年
PHOENICS-2006          2006年
PHOENICS-2007          2007年
PHOENICS-2008          2008年
PHOENICS-2009          2009年

[ 本帖最后由 feiyi_yu 于 2012-1-13 09:01 编辑 ]

feiyi_yu

除了通用计算流体/计算传热学软件应该拥有的功能外PHOENICS软件有自己独特的功能。
1、开放性：PHOENICS最大限度地向用户开放了程序，用户可以根据需要任意修改添加用户程序、用户模型。PLANT及INFORM功能的引入使用户不再需要编写FORTRAN源程序，GROUND程序功能使用户修改添加模型更加任意和方便。
2、CAD接口：PHOENICS可以读入任何CAD软件的图形文件（STL，DXF，3DS等）。
3、MOVOBJ：运动物体功能可以定义物体运动，避免了使用相对运动方法的局限性。
4、大量的模型选择：20多种湍流模型，多种多相流模型，多流体模型，燃烧模型，辐射模型。
5、提供了欧拉算法也提供了基于粒子运动轨迹的拉格朗日算法。
6、计算流动与传热时能同时计算浸入流体中的固体的机械和热应力。
7、VR（虚拟现实）用户界面引入了一种崭新的CFD建模思路。
8、PARSOL（CUT CELL）：部分固体处理。
9、软件自带1000多个例题，附有完整的可读可改的原始输入文件。
10、Phoenics专用模块：建筑模块（FLAIR） 电站锅炉模块（COFFUS）

shirazbj

好呀。见识见识FLAIR。

feiyi_yu

FLAIR是英国CHAM公司针对建筑及暖通空调专业设计的CFD专用模块。在原有FLAIR模块的基础上，新版本FLAIR增加了大量HVAC专业相关内容，具有更强的专业性。只要具备HVAC专业相关知识的工程师就可以使用新版本FLAIR，不必具备专业CFD知识。
Flair新功能
1. 通风机特性曲线，通风机运行工况点计算。
2. 舒适度计算：提供了3种舒适度计算方法，可以选择一种或多种。
3. 空气龄计算。
4. 湿度计算。
5. 烟气计算：烟气浓度，烟气密度，可视度。
6. 灭火喷淋模型。
7. 太阳辐射：窗户面积及其投影。
8. 散流器类型选择：圆形散流器，矩形散流器。
9.  通风机组：单个及多个通风机组合运行。
10.人体形状：坐、站姿选择。
11. 用户自定义设备组件功能。
12.LEVEL湍流模型：PHOENICS独特的湍流模型，在实际应用中取得了很大的成功。
13.IMMERSOL辐射模型：能计算任意形状的固体在流体中的辐射传递。
14.新版本FLAIR提供了完整的帮助系统。
C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\FLAIR.bmp

shirazbj

空气龄?不懂。解释一下。

我认识一个人选了Phoenics, 不知道是不是flair.

他是做洁净空调的。不知道这方面用flair有什么好处？

cfl916

原帖由 shirazbj 于 2010-2-9 20:02 发表

                               
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空气龄?不懂。解释一下。

我认识一个人选了Phoenics, 不知道是不是flair.

他是做洁净空调的。不知道这方面用flair有什么好处？

空气龄是指送风到达房间某点的时间。在房间内污染源分布均匀且送风为全新风时，某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空气品质就越好。

feiyi_yu

一般在PHOENICS里面有两种建模方式：
一种方法是直接在PHOENICS建立模型，PHOENICS有很多现成的模型，只要导入即可。
另一种方法是把CAD的模型导进来，目前支持STL、dxf、3ds等格式。下面介绍一下如何把CAD模型导入PHOENICS中。

Pro/E 模型传到Phoenics的具体步骤如下：
   1. 将建好的Pro/E零件实体图或装配实体图存成STL文件格式。
   Pro/E中的步骤为：     
  （1）主菜单上File-Export-Model, 选STL格式，一般STL菜单中format选ASCII。
  （2）最后取一个文件名。
  （3）还需要注意的是：单位问题，设置好单位，尽量与Phoenics统一（也可以在导入PHOENICS时设置单位转换比例，还可以导入进去之后再改，推荐前两种方法）。
   2. Phoenics中调入STL文件      
   在Object中的CAD interface 一栏选STL file , 调入刚存的Pro/E文件。需要主意的是Domin 的比列问题。

其他的CAD软件类似

shirazbj

"到达房间某点的时间",  听着象非定常。

一般是怎样要求这“新鲜”的指标？

feiyi_yu

是的，非定常的，是一个时间函数。空气龄指房间内某点处空气在房间内已经滞留的时间（也即从进口到观测点的时间）。由于单个空气分子的无规则运动，所以观测点的空气龄不是指位于该点的某一个空气分子在室内停留的时间，而是在该点附近的空气分子群的平均停留时间。
如宏观空气交换率，换气效率、通风效率、净空气流量等，这些指标中的多数均与空气龄有关。相比较于换气次数（比较宏观），空气龄更能体现空气停留的细节，直接关系到空气品质的好坏。
“新鲜”，也就是表示室内空气品质良好。室内空气品质反映了人们对室内空气的满意程度，根据美国供暖制冷工程师学会颁布的ASHRAE STANDARD 62-89的定义：良好的室内空气品质表现为空气中的污染物不超过公认的权威机构所确定的有害物浓度指标，并且处于这种空气中的绝大多数人（大于80%）对此没有表示不满意。这一定义除了客观评价外，也强调了人的主观评价。

feiyi_yu

启动PHOENICS，File--Start New Case，选择Flair模块，见Flair.jpg

打开View—Control panel，即可出现VR Editor菜单，首先进入Menu菜单项，Phoenics里面的计算模型和边界条件都在这里设置（不知道如何同时上传多个图片，如果看图请下载）。见vr.jpg



然后单击Geometry，设定计算域，具体如下：(见geometry.jpg)

1.坐标系的选取，有笛卡尔坐标，圆柱极坐标，贴体坐标；
2.定常和非定常求解选择；
3.计算域的设置，即Domain Size；
4.网格的设置，即Number of cells,对于初学者建议在这里设置网格，系统会自动划分；而对于高手，可以在网格域里（最后一项，沿三轴方向具体划分）进行分块网格设置。


[ 本帖最后由 feiyi_yu 于 2010-2-24 09:16 编辑 ]

shirazbj

恩，还需要看看在设计中的应用，才能理解的多一点。想看看这微观的空气龄是不是很容易算出来。

phoenics_expert

空气龄， 是不是就是求流线或迹线呀，要是这样， 后处理就可以作了。

phoenics_expert

空气龄 是指求流线或迹线吗？ 如果是，后处理软件不是能做的很好吗？

phoenics_expert

你讲的这些， POLIS 里全有，讲点POLIS 没有的给我们看看眼。你倒讲讲单机版PHOENICS如何实现并行计算，我正在实践。效果还可以。

feiyi_yu

原帖由 phoenics_expert 于 2010-2-26 21:31 发表

                               
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空气龄， 是不是就是求流线或迹线呀，要是这样， 后处理就可以作了。

空气龄是以时间为单位，迹线是粒子经过的路径，空气龄是粒子到达某处的时间，这个时间包含粒子运动时间和停留时间。