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ANSYS FLUENT 計算流體力學軟件

概述

ANSYS FLUENT采用計算流體動力學(CFD)的數值模擬技術,為全球範圍內各個行業的工程師提供流體問題的解決方案。FLUENT擁有的豐富物理模型使其應用非常廣泛:從飛機氣動到鍋爐燃燒,從鼓泡塔到玻璃製造,從血液流動到半導體生產,從潔淨室到汙水處理工廠的設計等。另外,軟件強大的模擬能力還擴展了在旋轉機械,氣動噪聲,內燃機和多相流係統等領域的應用。

FLUENT既可以定製化也可以和ANSYS Wrokbench完全集成在一起,並允許用戶適當調整集成功能,輕而易舉地快速解決一些特殊的挑戰。ANSYS Workbench平台可直接耦合CAD軟件,自動抽取流體計算域並劃分網格,輕鬆獲得高質量的網格,滿足CFD仿真精確和快速的需求。


FLUENT軟件包中包含能夠精確模擬日常遇到的各種工程流動問題的求解器,從牛頓流體到非牛頓流體、從單相流到多相流、從亞音速到高超音速。每個求解器都有極高的穩健性,經過充分的測試和驗證,並且為節省仿真時間而做過優化。經過時間的驗證,在統一環境中的高效求解器展現了高精度和高速度。


對於更深入的了解,可通過增加分析的網格細化程度,從而提升計算精度。因此需要更多的計算資源和並行計算。Fluent從兩核到數千核的並行計算都擁有傑出的並行擴展性和加速比,在短時間內給出高精度的計算結果。


功能特色

CAD導入和網格劃分

從CAD導入到幾何網格劃分,靈活的工具允許用戶自動化地創建網格或手工生成。ANSYS網格劃分能夠從CAD裝配體中抽取出流體計算域空間並自動化地產生四麵體或六麵體加邊界層網格。同時,高級的修複工具允許用戶導入和預處理幾何,手工生成部分或整體網格。

從CAD裝配體中快速抽取出流體計算域空間並劃分網格

Fluent提供了多種形式的高級湍流模型,包括代數、一方程、兩方程和雷諾應力模型等

高級化學反應流模型可以解決各種氣態、煤和液體燃料的燃燒問題

使用多相流模型解決分離設備的性能問題

NACA 0012翼型後緣噪聲的氣動聲學仿真

高級物理模型功能 

  • 湍流模型

廣泛的模型體係,提供領先的湍流模擬功能。其中包括數個流行版本的k-epsilon和k-omega模型,以及適用於高度各向異性流動的雷諾應力模型。同樣也提供高級的尺度求解湍流模型,包括大渦模擬(LES)、分離渦模擬(DES)以及自適應渦模擬(SAS)。轉捩模型(SST)可以精確預測邊界層流態從層流發展為湍流的狀態。 

  • 穩健的求解器

Fluent包含一個壓力基的耦合求解器,一個壓力基的分離求解器,以及隱式和顯式兩個密度基求解器。無論研究何種問題,ANSYS都有適合您需求的求解器。新版本智能的求解器默認值使求解更加穩健;增強了動網格的穩健性;提高了數值方法使求解更穩健。

  • 化學反應流

全麵的化學反應流模擬功能,用戶可以使用簡單化學反應或複雜化學反應模擬氣態反應。內嵌的汙染物模型簡單易用,能夠精確地預測NO、SO、碳煙等汙染物的排放。同時還可以進行表麵化學反應的仿真。所有的化學反應模型和湍流模型都是兼容的。

  • 多相流

豐富的多相流模型,戶通過使用混合分數模型或歐拉模型模擬很多相發生混合時的狀態及相互作用,包括液相、固相、氣相以及顆粒流;使用VOF模型追蹤互不摻混的多種流體;使用離散相模型處理微粒、液滴的破碎、蒸發等問題。軟件同樣也可以模擬相變。

  • 其它高級功能

高級聲學模擬功能,如Ffowcs Williams-Hawkings聲比擬方法和直接計算氣動噪聲的功能,可以用來模擬氣動噪聲的傳播。動態/移動網格功能允許您模擬和移動部件相關的流動問題。

集成功能

  • 並行可擴展性

並行擴展功能確保仿真可高效地利用由同類或異類處理器構成的並行網絡。動態的、基於物理的負載平衡技術自動化地探測和分析並行性能,在不同的處理器之間調整計算網格的分布情況,最大化計算速度。

  • 用戶定製化

實現用戶自定義的專業物理模型,設計以及腳本化用戶環境以擁有更好的操作體驗,更進一步實現工作流程的自動化。

  • 設計探索和優化

為了增加仿真的吞吐量,Fluent允許對多個、參數化的設計變量進行自動化地研究,完全無需借助其它的程序。ANSYS集成的實驗設計解決方案使得用戶可以在同一用戶環境中輕鬆分析數以千計的數據點。

ANSYS Fluent是第一款提供創新性的伴隨矩陣求解器技術的商用CFD代碼。由於它可以在設計參數的實際改動前就估算出參數的改動對整個係統性能影響,伴隨矩陣求解器進一步提高了仿真速度,更重要的,為創新做出了貢獻。

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