PHOENICS软件
计算传热学与计算流体力学的
理想选择
哈工大燃烧工程研究所
2002年 6月 2日
PHOENICS最受欢迎的方面
? 与 CAD的接口
? 开放性
提供部分源程序
PLANT功能
GROUND强大的编程功能
? 欧拉法和拉格朗日法
? 与其它程序良好的接口功能
PHOENICS的名称由来
PHOENICS是 英国 CHAM公司开发的模拟传热、流
动、反应、燃烧过程的通用 CFD软件,全称为
Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical
Integration Code Series,
PHOENICS的应用非常广泛，有关流动、传热、
化学反应及燃烧过程的现象都可以应用
PHOENICS求解,因为这些物理问题的控
制方程就是上述的那些微分方程。
PHOENICS的专用模块
PHOENICS还有一些专用模块,它们针对性强，
对所模拟的现象有很强的模拟能力,
例如,
FLAIR 用于暖通建筑行业；
HOTBOX用于电子元件散热；
COFFUS用于工业锅炉煤燃烧；
EXPLOIT用于爆炸燃烧
PHOENICS的优缺点 (一 )
CFD四大软件,
FLUENT PHOENICS STAR-CD CFX
CFD软件的要求,
使用方便 界面友好 +二次开发
计算可靠 CFD四大难题 +“非专家系统”
经济性 model+price
PHOENICS的优缺点 (二 )
CFD软件的三大方面,
网格生成 结构化网格
数值算法 较强
物理模型 很强
另外 PHOENICS在后处理上面逊色一些,但
提供与 TECPLOT,FIELDVIEW等专门后
处理软件的接口,
PHOENICS软件的数值模拟库
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 Q1,用户
可以从库中找出一个类似的 Q1,进行修改,
这样可以节约时间并且富于教益,学习别
人的工作,
下面将介绍一下 PHOENICS
软件的基本原理
PHOENICS软件的变量
? 因变量（ dependent variables） 100个
? 自变量（ independent variables） X Y Z t
? 辅助变量（ auxiliary variables）
RHO1,ENUL
PHOENICS软件求解的方程：
其离散式为,
aP?P=aN?N + aS?S + aE?E + aW?W + aH?H + aL?L
+ aT?T + sources
其中,
aP = aN + aS + aE + aW + aH + aL + aT（ by continuity)
PHOENICS软件求解方法
1,Point by point：
aPfPnew = aNfNold + aSfSold + aEfEold +
aWfWold + aHfHold + aLfLold + aTfT +
sources
收敛迟缓，适用于各变量强烈偶合
PHOENICS软件求解方法
2,Slabwise：
aPfPnew - aNfNnew - aSfSnew - aEfEnew –
aWfWnew = aHfHold + aLfLold + aTfT
+ sources
Solve命令的默认解法，对抛物流有较大
优越性
PHOENICS软件求解方法
3,Whole－ field：
aPfPnew - aNfNnew - aSfSnew - aEfEnew -
aWfWnew - aHfHnew + aLfLnew = aTfT
+ sources
适合于弱非线性，如热传导；
压力修正方程通常用此方法
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? PHOENICS默认 (不设任何边界条件 )：
所有边界对流体不产生流入（出）、
无摩擦、绝热，表现出对称面或轴的特
征； phoenics设置边界条件以源项的形
式加入。
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 传统源项，如压力梯度、粘性发热等已
经在 phoenics中内置,term命令控制；
? 有限容积法离散方程，源项线性表达为：
Sbc=TC(V-?) T是几何因子,如面积
对每个单元有：
? 每单元源项：
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? PIL施加源项：
? where and when？
? T,C,V？
Patch(name,type,ixf,ixl,iyf,iyl,izf,izl,itf,itl)
Coval(name,variable,coefficient1,value1)
Coval(name,variable,coefficient2,value2)
variable是 phoenics求解变量
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 固定值边界,C赋为大数 （ fixval）, V
取边界值
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 固定流率边界,C赋为小值,V取边界流
率与 C的商（ C为 fixflu,V取边界流率）
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
PHOENICS软件的构成
Q1文件的 24个 GROUP
? TALK=T;RUN(1,1)
? GROUP 1,Run title and other preliminaries
? GROUP 2,Transience; time-step specification
? GROUP 3,X-direction grid specification
? GROUP 4,Y-direction grid specification
? GROUP 5,Z-direction grid specification
? GROUP 6,Body-fitted coordinates or grid distortion
? GROUP 7,Variables stored,solved & named
? GROUP 8,Terms (in differential equations) & devices
? GROUP 9,Properties of the medium (or media)
? GROUP 10,Inter-phase-transfer processes and properties
? GROUP 11,Initialization of variable or porosity fields
? GROUP 12,Convection and diffusion adjustments
? GROUP 13,Boundary conditions and special sources
? GROUP 14,Downstream pressure for PARAB=.TRUE.
? GROUP 15,Termination of sweeps
? GROUP 16,Termination of iterations
? GROUP 17,Under-relaxation devices
? GROUP 18,Limits on variables or increments to them
? GROUP 19,Data communicated by satellite to GROUND
? GROUP 20,Preliminary print-out
? GROUP 21,Print-out of variables
? GROUP 22,Spot-value print-out
? GROUP 23,Field print-out and plot control
? GROUP 24,Dumps for restarts
? STOP
Thank you！
计算传热学与计算流体力学的
理想选择
哈工大燃烧工程研究所
2002年 6月 2日
PHOENICS最受欢迎的方面
? 与 CAD的接口
? 开放性
提供部分源程序
PLANT功能
GROUND强大的编程功能
? 欧拉法和拉格朗日法
? 与其它程序良好的接口功能
PHOENICS的名称由来
PHOENICS是 英国 CHAM公司开发的模拟传热、流
动、反应、燃烧过程的通用 CFD软件,全称为
Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical
Integration Code Series,
PHOENICS的应用非常广泛，有关流动、传热、
化学反应及燃烧过程的现象都可以应用
PHOENICS求解,因为这些物理问题的控
制方程就是上述的那些微分方程。
PHOENICS的专用模块
PHOENICS还有一些专用模块,它们针对性强，
对所模拟的现象有很强的模拟能力,
例如,
FLAIR 用于暖通建筑行业；
HOTBOX用于电子元件散热；
COFFUS用于工业锅炉煤燃烧；
EXPLOIT用于爆炸燃烧
PHOENICS的优缺点 (一 )
CFD四大软件,
FLUENT PHOENICS STAR-CD CFX
CFD软件的要求,
使用方便 界面友好 +二次开发
计算可靠 CFD四大难题 +“非专家系统”
经济性 model+price
PHOENICS的优缺点 (二 )
CFD软件的三大方面,
网格生成 结构化网格
数值算法 较强
物理模型 很强
另外 PHOENICS在后处理上面逊色一些,但
提供与 TECPLOT,FIELDVIEW等专门后
处理软件的接口,
PHOENICS软件的数值模拟库
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 Q1,用户
可以从库中找出一个类似的 Q1,进行修改,
这样可以节约时间并且富于教益,学习别
人的工作,
下面将介绍一下 PHOENICS
软件的基本原理
PHOENICS软件的变量
? 因变量（ dependent variables） 100个
? 自变量（ independent variables） X Y Z t
? 辅助变量（ auxiliary variables）
RHO1,ENUL
PHOENICS软件求解的方程：
其离散式为,
aP?P=aN?N + aS?S + aE?E + aW?W + aH?H + aL?L
+ aT?T + sources
其中,
aP = aN + aS + aE + aW + aH + aL + aT（ by continuity)
PHOENICS软件求解方法
1,Point by point：
aPfPnew = aNfNold + aSfSold + aEfEold +
aWfWold + aHfHold + aLfLold + aTfT +
sources
收敛迟缓，适用于各变量强烈偶合
PHOENICS软件求解方法
2,Slabwise：
aPfPnew - aNfNnew - aSfSnew - aEfEnew –
aWfWnew = aHfHold + aLfLold + aTfT
+ sources
Solve命令的默认解法，对抛物流有较大
优越性
PHOENICS软件求解方法
3,Whole－ field：
aPfPnew - aNfNnew - aSfSnew - aEfEnew -
aWfWnew - aHfHnew + aLfLnew = aTfT
+ sources
适合于弱非线性，如热传导；
压力修正方程通常用此方法
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? PHOENICS默认 (不设任何边界条件 )：
所有边界对流体不产生流入（出）、
无摩擦、绝热，表现出对称面或轴的特
征； phoenics设置边界条件以源项的形
式加入。
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 传统源项，如压力梯度、粘性发热等已
经在 phoenics中内置,term命令控制；
? 有限容积法离散方程，源项线性表达为：
Sbc=TC(V-?) T是几何因子,如面积
对每个单元有：
? 每单元源项：
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? PIL施加源项：
? where and when？
? T,C,V？
Patch(name,type,ixf,ixl,iyf,iyl,izf,izl,itf,itl)
Coval(name,variable,coefficient1,value1)
Coval(name,variable,coefficient2,value2)
variable是 phoenics求解变量
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 固定值边界,C赋为大数 （ fixval）, V
取边界值
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
? 固定流率边界,C赋为小值,V取边界流
率与 C的商（ C为 fixflu,V取边界流率）
PHOENICS中的边界条件 (源项 )
PHOENICS软件的构成
Q1文件的 24个 GROUP
? TALK=T;RUN(1,1)
? GROUP 1,Run title and other preliminaries
? GROUP 2,Transience; time-step specification
? GROUP 3,X-direction grid specification
? GROUP 4,Y-direction grid specification
? GROUP 5,Z-direction grid specification
? GROUP 6,Body-fitted coordinates or grid distortion
? GROUP 7,Variables stored,solved & named
? GROUP 8,Terms (in differential equations) & devices
? GROUP 9,Properties of the medium (or media)
? GROUP 10,Inter-phase-transfer processes and properties
? GROUP 11,Initialization of variable or porosity fields
? GROUP 12,Convection and diffusion adjustments
? GROUP 13,Boundary conditions and special sources
? GROUP 14,Downstream pressure for PARAB=.TRUE.
? GROUP 15,Termination of sweeps
? GROUP 16,Termination of iterations
? GROUP 17,Under-relaxation devices
? GROUP 18,Limits on variables or increments to them
? GROUP 19,Data communicated by satellite to GROUND
? GROUP 20,Preliminary print-out
? GROUP 21,Print-out of variables
? GROUP 22,Spot-value print-out
? GROUP 23,Field print-out and plot control
? GROUP 24,Dumps for restarts
? STOP
Thank you！
