ANSYSFLUENT專業(yè)的流體力學分析

2016-09-04 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

ANSYS FLUENT采用計算流體動力學(CFD)的數(shù)值模擬技術(shù),為全球范圍內(nèi)各個行業(yè)的工程師提供流體問題的解決方案;ANSYS FLUENT擁有的豐富物理模型使其應(yīng)用非常廣泛:從飛機氣動到鍋爐燃燒,從鼓泡塔到玻璃制造,從血液流動到半導體生產(chǎn),從潔凈室到污水處理工廠的設(shè)計等。另外軟件強大的模擬能力還擴展了在旋轉(zhuǎn)機械,氣動噪聲,內(nèi)燃機和多相流系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。因其用戶界面友好,算法健壯等優(yōu)點有著良好的用戶口碑。長期以來,功能強大的模塊、易用性和專業(yè)的技術(shù)支持等使其受到國內(nèi)外眾多研發(fā)企業(yè)的青睞。

產(chǎn)品介紹:

想起CFD,人們總會想起FLUENT,豐富的物理模型使其應(yīng)用廣泛,從機翼空氣流動到熔爐燃燒,從鼓泡塔到玻璃制造,從血液流動到半導體生產(chǎn),從潔凈室到污水處理工廠的設(shè)計,另外軟件強大的模擬能力還擴展了在旋轉(zhuǎn)機械,氣動噪聲,內(nèi)燃機和多相流系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。今天,全球數(shù)以千計的公司得益于FLUENT的這一工程設(shè)計與分析軟件,它在多物理場方面的模擬能力使其應(yīng)用范圍非常廣泛,是目前功能最全的CFD軟件。

FLUENT因其用戶界面友好,算法健壯,新用戶容易上手等優(yōu)點一直在用戶中有著良好的口碑。長期以來,功能強大的模塊,易用性和專業(yè)的技術(shù)支持所有這些因素使得FLUENT受到企業(yè)的青睞。

網(wǎng)格技術(shù),數(shù)值技術(shù),并行計算
計算網(wǎng)格是任何CFD計算的核心,它通常把計算域劃分為幾千甚至幾百萬個單元,在單元上計算并存儲求解變量,FLUENT使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù),這就意味著可以有各種各樣的網(wǎng)格單元:二維的四邊形和三角形單元,三維的四面體核心單元、六面體核心單元、棱柱和多面體單元。這些網(wǎng)格可以使用FLUENT的前處理軟件GAMBIT自動生成,也可以選擇在ICEM CFD工具中生成。

在目前的CFD市場, FLUENT以其在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的基礎(chǔ)上提供豐富物理模型而著稱,久經(jīng)考驗的數(shù)值算法和魯棒性極好的求解器保證了計算結(jié)果的精度,新的NITA算法大大減少了求解瞬態(tài)問題的所需時間,成熟的并行計算能力適用于NT,Linux或Unix平臺,而且既適用單機的多處理器又適用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的多臺機器。動態(tài)加載平衡功能自動監(jiān)測并分析并行性能,通過調(diào)整各處理器間的網(wǎng)格分配平衡各CPU的計算負載。

湍流和噪聲模型
FLUENT的湍流模型一直處于商業(yè)CFD軟件的前沿,它提供的豐富的湍流模型中有經(jīng)常使用到的湍流模型、針對強旋流和各相異性流的雷諾應(yīng)力模型等,隨著計算機能力的顯著提高,FLUENT已經(jīng)將大渦模擬(LES)納入其標準模塊,并且開發(fā)了更加高效的分離渦模型(DES),FLUENT提供的壁面函數(shù)和加強壁面處理的方法可以很好地處理壁面附近的流動問題。

氣動聲學在很多工業(yè)領(lǐng)域中倍受關(guān)注,模擬起來卻相當困難,如今,使用FLUENT可以有多種方法計算由非穩(wěn)態(tài)壓力脈動引起的噪音,瞬態(tài)大渦模擬(LES)預(yù)測的表面壓力可以使用FLUENT內(nèi)嵌的快速傅立葉變換(FFT)工具轉(zhuǎn)換成頻譜。Fflow-Williams&Hawkings聲學模型可以用于模擬從非流線型實體到旋轉(zhuǎn)風機葉片等各式各樣的噪聲源的傳播,寬帶噪聲源模型允許在穩(wěn)態(tài)結(jié)果的基礎(chǔ)上進行模擬,這是一個快速評估設(shè)計是否需要改進的非常實用的工具。

動態(tài)和移動網(wǎng)格
內(nèi)燃機、閥門、彈體投放和火箭發(fā)射都是包含有運動部件的例子,FLUENT提供的動網(wǎng)格模型滿足這些具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用需求。它提供幾種網(wǎng)格重構(gòu)方案,根據(jù)需要用于同一模型中的不同運動部件,僅需要定義初始網(wǎng)格和邊界運動。動網(wǎng)格與FLUENT提供的其他模型如霧化模型、燃燒模型、多相流模型、自由表面預(yù)測模型和可壓縮流模型相兼容。攪拌槽、泵、渦輪機械中的周期性運動可以使用FLUENT中的動網(wǎng)格模型(moving mesh)進行模擬,滑移網(wǎng)格和多參考坐標系模型被證實非?？煽?并和其他相關(guān)模型如LES模型、化學反應(yīng)模型和多相流等有很好的兼容性。

傳熱、相變、輻射模型
許多流體流動伴隨傳熱現(xiàn)象,FLUENT提供一系列應(yīng)用廣泛的對流、熱傳導及輻射模型。對于熱輻射,P1和Rossland模型適用于介質(zhì)光學厚度較大的環(huán)境,基于角系數(shù)的surface to surface模型適用于介質(zhì)不參與輻射的情況,DO模型(Discrete ordinates)適用于包括玻璃的任何介質(zhì)。DTRM模型(Discrete ray tracing module)也同樣適用。太陽輻射模型使用光線追蹤算法,包含了一個光照計算器,它允許光照和陰影面積的可視化,這使得氣候控制的模擬更加有意義。

其他與傳熱緊密相關(guān)的汽蝕模型、可壓縮流體模型、熱交換器模型、殼導熱模型、真實氣體模型、和濕蒸汽模型。相變模型可以追蹤分析流體的融化和凝固。離散相模型(DPM)可用于液滴和濕粒子的蒸發(fā)及煤的液化。易懂的附加源項和完備的熱邊界條件使得FLUENT的傳熱模型成為滿足各種模擬需要的成熟可靠的工具。

化學反應(yīng)模型
化學反應(yīng)模型,尤其是湍流狀態(tài)下的化學反應(yīng)模型在FLUENT軟件中自其誕生以來一直占著很重要的地位,多年來,FLUENT強大的化學反應(yīng)模擬能力幫助工程師完成了對各種復(fù)雜燃燒過程的模擬。渦耗散概念、PDF轉(zhuǎn)換以及有限速率化學模型已經(jīng)加入到FLUENT的主要模型中 :渦耗散模型、均衡混合顆粒模型,小火焰模型以及模擬大量氣體燃燒,煤燃燒、液體燃料燃燒的預(yù)混合模型。預(yù)測NOx生成的模型也被廣泛的應(yīng)用與定制。

許多工業(yè)應(yīng)用中涉及發(fā)生在固體表面的化學反應(yīng),FLUENT表面反應(yīng)模型可以用來分析氣體和表面組分之間的化學反應(yīng)及不同表面組分之間的化學反應(yīng),以確保表面沉積和蝕刻現(xiàn)象被準確預(yù)測。對催化轉(zhuǎn)化、氣體重整、污染物控制裝置及半導體制造等的模擬都受益于這一技術(shù)。FLUENT的化學反應(yīng)模型可以和大渦模擬(DES)及分離渦(DES)湍流模型聯(lián)合使用,這些非穩(wěn)態(tài)湍流模型耦合到化學反應(yīng)模型中,我們才有可能預(yù)測火焰穩(wěn)定性及燃盡特性。

多相流模型
多相流混合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)中,FLUENT軟件是在多相流建模方面的領(lǐng)導者,其豐富的模擬能力可以幫助工程師洞察設(shè)備內(nèi)那些難以探測的現(xiàn)象,Eulerian多相流模型通過分別求解各相的流動方程的方法分析相互滲透的各種流體或各相流體,對于顆粒相流體采用特殊的物理模型進行模擬。很多情況下,占用資源較少的的混合模型也用來模擬顆粒相與非顆粒相的混合。FLUENT可用來模擬三相混合流(液、顆粒、氣),如泥漿氣泡柱和噴淋床的模擬?？梢阅M相間傳熱和相間傳質(zhì)的流動,使得對均相及非均相的模擬成為可能。

FLUENT標準模塊中還包括許多其他的多相流模型,對于其他的一些多相流流動,如噴霧干燥器、煤粉高爐、液體燃料噴霧,可以使用離散相模型(DPM)。射入的粒子,泡沫及液滴與背景流之間進行發(fā)生熱、質(zhì)量及動量的交換。

VOF模型(Volume of Fluid)可以用于對界面的預(yù)測比較感興趣的自由表面流動,如海浪。汽蝕模型已被證實可以很好的應(yīng)用到水翼艇、泵及燃料噴霧器的模擬。沸騰現(xiàn)象可以很容易地通過用戶自定義函數(shù)實現(xiàn)。

前處理和后處理
FLUENT提供專門的工具用來生成幾何模型及網(wǎng)格創(chuàng)建。GAMBIT允許用戶使用基本的幾何構(gòu)建工具創(chuàng)建幾何,它也可用來導入CAD文件,然后修正幾何以便于CFD分析,為了方便靈活的生成網(wǎng)格,FLUENT還提供了TGrid,這是一種采用最新技術(shù)的體網(wǎng)格生成工具。這兩款軟件都具有自動劃分網(wǎng)格及通過邊界層技術(shù)、非均勻網(wǎng)格尺寸函數(shù)及六面體為核心的網(wǎng)格技術(shù)快速生成混合網(wǎng)格的功能。對于渦輪機械,可以使用G/Turbo,熟悉的術(shù)語及參數(shù)化的模板可以幫助用戶快速的完成幾何的創(chuàng)建及網(wǎng)格的劃分。

FLUENT的后處理可以生成有實際意義的圖片、動畫、報告,這使得CFD的結(jié)果非常容易地被轉(zhuǎn)換成工程師和其他人員可以理解的圖形,表面渲染、跡線追蹤僅是該工具的幾個特征卻使FLUENT的后處理功能獨樹一幟。FLUENT的數(shù)據(jù)結(jié)果還可以導入到第三方的圖形處理軟件或者CAE軟件進行進一步的分析。

定制工具
用戶自定義函數(shù)在用戶定制FLUENT時很受歡迎。功能強大的資料庫和大量的指南提供了全方位的技術(shù)支持。FLUENT的全球咨詢網(wǎng)絡(luò)可以提供或幫助創(chuàng)建任何類型裝備設(shè)施的平臺,比如旋風分離器、汽車HVAC系統(tǒng)和熔爐。另外,一些附加應(yīng)用模塊,比如質(zhì)子交換膜(PEM)、固體氧化物燃料電池、磁流體、連續(xù)光纖拉制等模塊已經(jīng)投入使用。
FLUENT自豪的是能持續(xù)滿足廣大行業(yè)客戶的應(yīng)用需求?？蛻裟軌虻玫綐I(yè)內(nèi)最有經(jīng)驗的流體工程師的技術(shù)支持,以他們豐富的專業(yè)技能作為依靠。聯(lián)系您當?shù)氐腇LUENT分支機構(gòu),看看FLUENT能為您的工程項目提供何種幫助吧。

子模塊:

FloWizard :為產(chǎn)品設(shè)計提供快速流動模擬

FloWizard 軟件是以設(shè)計產(chǎn)品或工藝為目的的快速流體建模軟件。該計算流體動力學軟件是專門為那些需要了解所設(shè)計產(chǎn)品的流體動力學特性的設(shè)計工程師和工藝工程師研制的。設(shè)計者不再需要是流體模擬方面的專家就可以非常成功地使用FloWizard。因為它易學易用。在產(chǎn)品設(shè)計周期的初期,工程師就可以用快速流動模擬對產(chǎn)品方案進行流動分析,這就提高了設(shè)計的性能,降低了產(chǎn)品到達市場的時間。另外,FloWizard能夠執(zhí)行多個流體動力學設(shè)計任務(wù)。

FLUENT for CATIA V5:PLM的快速流動模型應(yīng)用

FLUENT for CATIA V5將流體流動和換熱分析帶入CATIA V5的產(chǎn)品生命周期管理(PLM)環(huán)境。它將FLUENT的快速流動模擬技術(shù)完全集成到V5的PLM過程,所有的操作完全基于CATIA V5的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。FLUENT for CATIA V5在您的用于制造的幾何模型和流動分析模型之間提供了完全的創(chuàng)成關(guān)系。它減少了CFD分析周期的60%時間甚至更多,它提供了基于模擬的設(shè)計方法。設(shè)計、分析和優(yōu)化完全在CATIA V5 PLM的單一工作流之內(nèi)完成。

POLYFLOW:非牛頓流體、流變及粘彈性流體的數(shù)值分析軟件

POLYFLOW是專用于粘彈性材料流動模擬的有限元CFD軟件。它適用于塑料、樹脂等高分子材料的擠出成型、吹塑成型、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動及傳熱和化學反應(yīng)問題。另外也可用于模擬聚合物問題的流動,如可進行聚合物熔化、石油、洗滌劑、印墨、懸浮物、泥土、液態(tài)食品原料及熔融玻璃的流動模擬。多年來,POLYFLOW在模擬粘彈性流動方面始終領(lǐng)先于其他軟件。

Airpak:HVAC領(lǐng)域工程師的專業(yè)人工環(huán)境系統(tǒng)分析軟件

它可以精確地模擬所研究對象內(nèi)的空氣流動、傳熱和污染等物理現(xiàn)象,并依照ISO 7730標準提供舒適度、PMV、PPD等衡量室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)的技術(shù)指標。從而減少設(shè)計成本,降低設(shè)計風險,縮短設(shè)計周期。Airpak軟件的應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑、汽車、樓宇、化學、環(huán)境、加工、采礦、造紙、石油、制藥、電站、辦公、半導體、通訊、運輸?shù)刃袠I(yè)。

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