ANSYS Fluent

ANSYS Fluent軟件包含了廣泛的物理模型,能模擬工業(yè)應(yīng)用中的流動(dòng)、傳熱和反應(yīng),這些工業(yè)應(yīng)用涵蓋了從飛機(jī)機(jī)翼的空氣外流到鍋爐的燃燒,從塔內(nèi)氣泡流到鉆井平臺(tái),從血液流動(dòng)到半導(dǎo)體制造,以及從潔凈室設(shè)計(jì)到污水處理廠。一些特殊的模型如內(nèi)燃機(jī)燃燒、氣動(dòng)噪聲、旋轉(zhuǎn)機(jī)械和多相流系統(tǒng)也進(jìn)一步擴(kuò)大了軟件的應(yīng)用范圍。

如今,通過(guò)把ANSYS Fluent軟件做為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中設(shè)計(jì)和優(yōu)化階段不可或缺的一部分,全球數(shù)以千計(jì)的公司從中受益。先進(jìn)的求解技術(shù)提供了快速的、精確的CFD結(jié)果,靈活的動(dòng)網(wǎng)格,以及超級(jí)擴(kuò)展性的并行??梢杂米远x函數(shù)增加新的模型和擴(kuò)展定制現(xiàn)有模型。ANSYS Fluent的交互式求解設(shè)置、求解和后處理功能可以容易地暫停計(jì)算、用內(nèi)嵌的后處理檢查結(jié)果、改變?nèi)魏卧O(shè)置、然后繼續(xù)在單個(gè)應(yīng)用中計(jì)算。 ANSYS CFD-Post 能讀入case文件和data文件,用高級(jí)后處理工具和不同case之間的并列比較做進(jìn)一步的分析。

ANSYS Fluent集成進(jìn) ANSYS Workbench 后,為用戶提供了和所有主流CAD系統(tǒng)間的高級(jí)雙向鏈接,用 ANSYS DesignModeler 技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)大的幾何修改和創(chuàng)建,以及 ANSYS Meshing中的高級(jí)網(wǎng)格技術(shù)。該平臺(tái)也允許不同應(yīng)用間通過(guò)簡(jiǎn)易的拖曳共享數(shù)據(jù)和結(jié)果,例如,用流體求解給定邊界的結(jié)果,做為后續(xù)結(jié)構(gòu)仿真的載荷。

直觀、參數(shù)化、自動(dòng)化的工作流
ANSYS Fluent集成在統(tǒng)一的 ANSYS Workbench 平臺(tái)下,該平臺(tái)已經(jīng)成為工業(yè)界較廣泛、較深入的先進(jìn)工程仿真技術(shù)組合的基礎(chǔ)。這一易用的平臺(tái)提供了CAD雙向參數(shù)連接,強(qiáng)大的幾何和網(wǎng)格工具,自動(dòng)的項(xiàng)目級(jí)更新機(jī)制,遍布各處的參數(shù)管理,多場(chǎng)仿真管理,以及集成的優(yōu)化工具。
網(wǎng)格靈活性
ANSYS Fluent軟件的網(wǎng)格具有完全的靈活性,包括能相對(duì)容易地對(duì)復(fù)雜幾何生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來(lái)求解流動(dòng)問(wèn)題。所支持的網(wǎng)格類型包括三角形、四邊形、四面體、六面體、棱柱體(楔形)和多面體。
被證實(shí)的求解技術(shù)和精確的數(shù)值算法
ANSYS Fluent能穩(wěn)健高效地求解所有的物理模型和流動(dòng)類型,包括穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài),不可壓縮或可壓縮流動(dòng)(從低亞音速流到超高音速),層流或湍流,牛頓流或非牛頓流,理想氣體或真實(shí)氣體。 ANSYS Fluent具有適用于任何應(yīng)用的穩(wěn)健求解器:完全分離的壓力基求解器,帶有擬瞬態(tài)選項(xiàng)的耦合壓力基求解器,隱式和顯式的密度基求解器。
湍流模型
在ANSYS Fluent中,嵌入式LES(E-LES)選項(xiàng)允許在精度要求高的非穩(wěn)態(tài)湍流區(qū)域使用LES,而在其余區(qū)域使用RANS模型。對(duì)壁面效應(yīng)重要,但不能完全用LES模擬的流動(dòng)情況,我們開(kāi)發(fā)了壁面LES(WM-LES)模型。
傳熱和輻射
ANSYS Fluent軟件有較新的共軛傳熱(CHT)技術(shù),把流體動(dòng)力學(xué)和固體材料的內(nèi)部導(dǎo)熱聯(lián)合起來(lái)計(jì)算。固體域可以直接劃分網(wǎng)格,或用殼模型做為薄壁模擬。相關(guān)的其它功能包括考慮通過(guò)薄擋板的導(dǎo)熱、固體間接觸面的熱阻和固體表面鍍膜的熱阻。
多相流
歐拉多相流模型具備豐富的選項(xiàng)來(lái)求解質(zhì)量、動(dòng)量和能量交換。包括許多阻力、非阻力模型,以及由于氣蝕、蒸發(fā)、冷凝和沸騰引起的相變模型。此外,群體模型允許模擬不同尺寸氣泡的湍流破碎和聚合效應(yīng)。
反應(yīng)流
ANSYS Fluent也提供了諸如渦耗散概念、PDF輸運(yùn)、及剛性有限速率反應(yīng)等新模型,以及包括渦破碎和有限速率等成熟的模型。結(jié)合當(dāng)?shù)剡m應(yīng)表格(ISAT)后,EDC或PDF輸運(yùn)模型的計(jì)算速度能提高一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至更多。
聲學(xué)
對(duì)聲學(xué)來(lái)說(shuō),ANSYS Fluent能用幾種方法計(jì)算非穩(wěn)態(tài)壓力脈動(dòng)引起的噪聲。瞬態(tài)LES對(duì)表面壓力的預(yù)測(cè)能用內(nèi)嵌的傅立葉變換工具(FFT)轉(zhuǎn)化為頻譜。Ffowcs–Williams 和 Hawkings聲類比能模擬各種的聲傳播,從暴露的鈍體到旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片。寬頻噪聲模型能基于穩(wěn)態(tài)仿真的結(jié)果預(yù)估聲源。
流固耦合
通過(guò)ANSYS Fluent和 ANSYS 結(jié)構(gòu)力學(xué)的耦合可以模擬固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流動(dòng)的影響。在統(tǒng)一的用戶環(huán)境(ANSYS Workbench)中可以很容易設(shè)置流固耦合(FSI)仿真。ANSYS Fluent FSI解決方案在工業(yè)界是以穩(wěn)健、實(shí)用、精確的雙向FSI的而領(lǐng)先的。用戶無(wú)需購(gòu)買、管理、設(shè)置第三方耦合軟件和前后處理軟件。
動(dòng)網(wǎng)格
ANSYS Fluent的動(dòng)網(wǎng)格能解決一些挑戰(zhàn)性的應(yīng)用,包括內(nèi)燃機(jī)流動(dòng)、閥門、油箱分離。有包括層鋪、光順和網(wǎng)格重劃分幾種不同的網(wǎng)格重建格式,可以在一個(gè)仿真中按需對(duì)不同部件使用不同方式。只需要初始網(wǎng)格和邊界運(yùn)動(dòng)描述,關(guān)鍵幀網(wǎng)格替換能在求解過(guò)程中根據(jù)一系列提前生成的網(wǎng)格進(jìn)行替換(自動(dòng)或手動(dòng))。
強(qiáng)大可擴(kuò)展的高性能計(jì)算能力
ANSYS Fluent提供了強(qiáng)大的、可擴(kuò)展的高性能計(jì)算(HPC)。用戶可以用ANSYS CFD HPC的并行來(lái)計(jì)算更高可信的CFD模型,包括更復(fù)雜的幾何細(xì)節(jié)(如全360度葉片流道而不是單流道),更復(fù)雜的物理(如瞬態(tài)湍流而不是穩(wěn)態(tài)湍流模型)組成的系統(tǒng)。
求解優(yōu)化器,伴隨求解器,網(wǎng)格變形器
ANSYS Fluent軟件提供形狀優(yōu)化功能,能自動(dòng)調(diào)整特定設(shè)計(jì)的幾何參數(shù),直到該設(shè)計(jì)滿足優(yōu)化目標(biāo)。這類案例包括了汽車或飛機(jī)機(jī)翼的氣動(dòng)優(yōu)化,噴管和管道的流量?jī)?yōu)化。ANSYS Fluent也能使用 ANSYS合作伙伴的優(yōu)化軟件。
材料屬性
流動(dòng)條件會(huì)影響材料的詳細(xì)行為,如壓力或溫度對(duì)CFD結(jié)果的精度有關(guān)鍵的影響。ANSYS Fluent軟件提供廣泛的材料模型選項(xiàng),確保沒(méi)有什么能阻止獲得較可信結(jié)果。
定制和全項(xiàng)目范圍腳本
對(duì)那些想要定制ANSYS Fluent軟件的人來(lái)說(shuō),用戶定義函數(shù)是一個(gè)流行的選擇。它有完整的文檔和培訓(xùn)案例,以及技術(shù)支持。對(duì)經(jīng)常需要重復(fù)設(shè)置的設(shè)備,如質(zhì)子交換膜和固體氧化物燃料電池,以及磁流體,ANSYS全球咨詢網(wǎng)絡(luò)能提供或幫助創(chuàng)建模版。最后,大多數(shù)用戶操作在ANSYS Fluent中能被錄制、修改、并和ANSYS Workbench(全項(xiàng)目范圍)腳本工具結(jié)合,用于參數(shù)/文件/數(shù)據(jù)管理以及設(shè)計(jì)探索。
后處理和數(shù)據(jù)輸出
ANSYS Fluent的后處理工具能產(chǎn)生有意義的圖像、動(dòng)畫(huà)和報(bào)告,讓流體動(dòng)力學(xué)結(jié)果的表達(dá)更容易。透明和不透明面、跡線、矢量圖、云圖、自定義變量和場(chǎng)景的創(chuàng)建只是后處理功能的一部分。求解數(shù)據(jù)能輸出到ANSYS CFD-Post、第三方后處理軟件或CAE軟件中做進(jìn)一步的分析。
知識(shí)管理已就緒
ANSYS CFD技術(shù)已經(jīng)可以和 ANSYS 工程知識(shí)管理(EKM)一起使用了。ANSYS EKM系統(tǒng)應(yīng)對(duì)仿真數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn),通過(guò)管理重要的仿真數(shù)據(jù)來(lái)幫助工程師,包括歸檔、備份、可追蹤、保持審核記錄、合作和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。這些功能恰當(dāng)?shù)夭蹲紸NSYS CFD仿真獲得的知識(shí),并準(zhǔn)備好將之用于企業(yè)的工程過(guò)程。