ANSYS Fluent

ANSYS Fluent软件包含了广泛的物理模型,能模拟工业应用中的流动、传热和反应,这些工业应用涵盖了从飞机机翼的空气外流到锅炉的燃烧,从塔内气泡流到钻井平台,从血液流动到半导体制造,以及从洁净室设计到污水处理厂。一些特殊的模型如内燃机燃烧、气动噪声、旋转机械和多相流系统也进一步扩大了软件的应用范围。

如今,通过把ANSYS Fluent软件做为产品开发中设计和优化阶段不可或缺的一部分,全球数以千计的公司从中受益。先进的求解技术提供了快速的、精确的CFD结果,灵活的动网格,以及超级扩展性的并行。可以用自定义函数增加新的模型和扩展定制现有模型。ANSYS Fluent的交互式求解设置、求解和后处理功能可以容易地暂停计算、用内嵌的后处理检查结果、改变任何设置、然后继续在单个应用中计算。 ANSYS CFD-Post 能读入case文件和data文件,用高级后处理工具和不同case之间的并列比较做进一步的分析。

ANSYS Fluent集成进 ANSYS Workbench 后,为用户提供了和所有主流CAD系统间的高级双向链接,用 ANSYS DesignModeler 技术进行强大的几何修改和创建,以及 ANSYS Meshing中的高级网格技术。该平台也允许不同应用间通过简易的拖曳共享数据和结果,例如,用流体求解给定边界的结果,做为后续结构仿真的载荷。

直观、参数化、自动化的工作流
ANSYS Fluent集成在统一的 ANSYS Workbench 平台下,该平台已经成为工业界较广泛、较深入的先进工程仿真技术组合的基础。这一易用的平台提供了CAD双向参数连接,强大的几何和网格工具,自动的项目级更新机制,遍布各处的参数管理,多场仿真管理,以及集成的优化工具。
网格灵活性
ANSYS Fluent软件的网格具有完全的灵活性,包括能相对容易地对复杂几何生成非结构网格来求解流动问题。所支持的网格类型包括三角形、四边形、四面体、六面体、棱柱体(楔形)和多面体。
被证实的求解技术和精确的数值算法
ANSYS Fluent能稳健高效地求解所有的物理模型和流动类型,包括稳态或瞬态,不可压缩或可压缩流动(从低亚音速流到超高音速),层流或湍流,牛顿流或非牛顿流,理想气体或真实气体。 ANSYS Fluent具有适用于任何应用的稳健求解器:完全分离的压力基求解器,带有拟瞬态选项的耦合压力基求解器,隐式和显式的密度基求解器。
湍流模型
在ANSYS Fluent中,嵌入式LES(E-LES)选项允许在精度要求高的非稳态湍流区域使用LES,而在其余区域使用RANS模型。对壁面效应重要,但不能完全用LES模拟的流动情况,我们开发了壁面LES(WM-LES)模型。
传热和辐射
ANSYS Fluent软件有较新的共轭传热(CHT)技术,把流体动力学和固体材料的内部导热联合起来计算。固体域可以直接划分网格,或用壳模型做为薄壁模拟。相关的其它功能包括考虑通过薄挡板的导热、固体间接触面的热阻和固体表面镀膜的热阻。
多相流
欧拉多相流模型具备丰富的选项来求解质量、动量和能量交换。包括许多阻力、非阻力模型,以及由于气蚀、蒸发、冷凝和沸腾引起的相变模型。此外,群体模型允许模拟不同尺寸气泡的湍流破碎和聚合效应。
反应流
ANSYS Fluent也提供了诸如涡耗散概念、PDF输运、及刚性有限速率反应等新模型,以及包括涡破碎和有限速率等成熟的模型。结合当地适应表格(ISAT)后,EDC或PDF输运模型的计算速度能提高一个数量级甚至更多。
声学
对声学来说,ANSYS Fluent能用几种方法计算非稳态压力脉动引起的噪声。瞬态LES对表面压力的预测能用内嵌的傅立叶变换工具(FFT)转化为频谱。Ffowcs–Williams 和 Hawkings声类比能模拟各种的声传播,从暴露的钝体到旋转风扇叶片。宽频噪声模型能基于稳态仿真的结果预估声源。
流固耦合
通过ANSYS Fluent和 ANSYS 结构力学的耦合可以模拟固体运动对流动的影响。在统一的用户环境(ANSYS Workbench)中可以很容易设置流固耦合(FSI)仿真。ANSYS Fluent FSI解决方案在工业界是以稳健、实用、精确的双向FSI的而领先的。用户无需购买、管理、设置第三方耦合软件和前后处理软件。
动网格
ANSYS Fluent的动网格能解决一些挑战性的应用,包括内燃机流动、阀门、油箱分离。有包括层铺、光顺和网格重划分几种不同的网格重建格式,可以在一个仿真中按需对不同部件使用不同方式。只需要初始网格和边界运动描述,关键帧网格替换能在求解过程中根据一系列提前生成的网格进行替换(自动或手动)。
强大可扩展的高性能计算能力
ANSYS Fluent提供了强大的、可扩展的高性能计算(HPC)。用户可以用ANSYS CFD HPC的并行来计算更高可信的CFD模型,包括更复杂的几何细节(如全360度叶片流道而不是单流道),更复杂的物理(如瞬态湍流而不是稳态湍流模型)组成的系统。
求解优化器,伴随求解器,网格变形器
ANSYS Fluent软件提供形状优化功能,能自动调整特定设计的几何参数,直到该设计满足优化目标。这类案例包括了汽车或飞机机翼的气动优化,喷管和管道的流量优化。ANSYS Fluent也能使用 ANSYS合作伙伴的优化软件。
材料属性
流动条件会影响材料的详细行为,如压力或温度对CFD结果的精度有关键的影响。ANSYS Fluent软件提供广泛的材料模型选项,确保没有什么能阻止获得较可信结果。
定制和全项目范围脚本
对那些想要定制ANSYS Fluent软件的人来说,用户定义函数是一个流行的选择。它有完整的文档和培训案例,以及技术支持。对经常需要重复设置的设备,如质子交换膜和固体氧化物燃料电池,以及磁流体,ANSYS全球咨询网络能提供或帮助创建模版。最后,大多数用户操作在ANSYS Fluent中能被录制、修改、并和ANSYS Workbench(全项目范围)脚本工具结合,用于参数/文件/数据管理以及设计探索。
后处理和数据输出
ANSYS Fluent的后处理工具能产生有意义的图像、动画和报告,让流体动力学结果的表达更容易。透明和不透明面、迹线、矢量图、云图、自定义变量和场景的创建只是后处理功能的一部分。求解数据能输出到ANSYS CFD-Post、第三方后处理软件或CAE软件中做进一步的分析。
知识管理已就绪
ANSYS CFD技术已经可以和 ANSYS 工程知识管理(EKM)一起使用了。ANSYS EKM系统应对仿真数据管理的挑战,通过管理重要的仿真数据来帮助工程师,包括归档、备份、可追踪、保持审核记录、合作和知识产权保护。这些功能恰当地捕捉ANSYS CFD仿真获得的知识,并准备好将之用于企业的工程过程。