Fluent 17.0新特性介紹

2016-08-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

Ansys fluent 17.0 去年發(fā)布,官方介紹的新特點主要是10x,即速度增加10倍了(實際上這一說法主要針對HPC用戶)。

同時根據筆者的使用,感覺主要特點是,算法逐漸改進,逐漸適應HPC計算模式,逐漸支持更大的模型,與ansys workbench關系更為緊密,主要體現在多物理場雙向耦合功能的完善,因為fluent不能進行結構分析,需要依賴workbenchMechanical環(huán)境。

可視化程度更高,使用的難度總體上仍然沒有太大變化。

1、用戶界面

以前老版本中通過下拉菜單實現的功能目前可以通過ribbon界面來實現(從setup、solving到后處理)。一些常用的功能及設置都可以直接通過ribbon界面訪問。

增強用戶體驗
- 界面元素可以在窗口停靠或不?？?而且能全屏顯示。
- TUI窗口以不同顏色顯示不同類型的信息。(紅色:錯誤信息;藍色:用戶輸入;黑色:FLUENT生成的信息)

TUI窗口的右下角有復選框允許用戶指定是否自動下拉窗口
在列表框中選擇了多個列表項后,會顯示選擇的項數及總項數

圖形窗口中的坐標軸圖表允許用戶快速顯示3D視圖的方向。

2、文檔

Adjoint solver模塊及battery模塊的tutorial已經從原來的fluent advanced add-on module手冊中移動到了fluent tutorial手冊中。

3、求解器:數值

質量流量、質量通量及平均質量通量指定如今可以通過邊界上的reference frame選項進行指定。在以前的版本中,這些物理量是區(qū)域運動的相對值且與選擇的參考系無關。

可以使用transient profile指定事變的壁面轉動及平動速度

Warped-face gradient correction,新的計算增強設計用于提高所有梯度方法(cell based、node based以及l(fā)east squares based gradient)的梯度計算精度,對于低質量的計算網格更加有效。

對于耦合求解器,默認嵌入conservative coarsening選項用于代數多層求解器以提高收斂性,特別是對于native polyhedra網格(不是coverted polyhedra)及高長寬比的網格。

4、求解器:網格

當采用contact detection時,可以刪除流體控制域。利用TUI命令/define/dynamic-mesh/controls/contact-parameters。需要注意的是先打開contact detection才可以使用上述TUI命令
網格檢查功能增強,可以評估m(xù)apped mesh界面上的網格質量。有TUI命令define/mesh-interface/improve-quality可以進行質量檢查且提高交界面網格質量。
可以在穩(wěn)態(tài)問題中使用6DOF模型
用戶現在可以在rigid body中使用UDF指定剛體運動或網格變形。同時也可以在相對或絕對參考系中定義變形和運動。

Dynamic Mesh Zones對話框中添加了剛體方位計算器。該計算器可以將旋轉矩陣和歐拉角轉換為軸和角度(剛體運動定義時需要這些參數)。

現在可以在FLUENT中使用overset網格,將復雜幾何問題分解為簡單的存在重疊網格的系統(tǒng)

5、Models

湍流模型
- 新增一種基于雷諾應力模型的湍流模型Stress-BSL模型。其使用線性模型用于壓力-應變項,這點類似于stress-omega模型,但是在處理scale方程上有區(qū)別:其通過BSL k-w模型處理scale方程,因此消除了利用stress-omega模型時的自由來流的敏感性。

增強了Shielded Detached Eddy Simulation(SDES)及Stress-Blended Eddy Simulation(SBES)模型的功能,目前能夠使用其所有的功能。

燃燒與組分傳輸
- 目前所有的CHEMKIN反應類型均能導入到FLUENT中
- 對于非預混、預混及部分預混燃燒,其層流擴散系數的統(tǒng)一劉易斯數估計目前利用混合層流熱傳導率及他們的比熱來表述。這一方法與之前的層流擴散系數是關于混合物分子粘度計Schmidt數的函數類似。
- 對于非預混及部分預混燃燒模型,用戶現在可以使用UDF指定scalar dissipation, mean mixture fraction grid, and mean progress variable grid for flamelet generation的變化。
- 利用組分傳輸模擬,用戶現在可以模擬電極-電解液界面間的電化學反應

Fluent是目前可用的、功能最強大的計算流體動力學(CFD)軟件工具,能夠讓您更深入更快速地優(yōu)化自己的產品性能。Fluent內含經充分驗證過的物理建模功能,能為廣泛的CFD和多物理場應用提供快速、精確的結果。

ANSYS Fluent軟件內置豐富的模型流、湍流、熱傳導和工業(yè)應用相互作用所需的物理建模功能,應用范圍涵蓋機翼氣流、爐內燃燒、泡罩塔、石油平臺、血流、半導體制造、無塵室設計和污水處理廠。借助專用模型,該軟件能夠對氣缸內燃燒、空氣聲學、旋轉機械和多物理場系統(tǒng)進行建模,從而進一步拓展了其應用范圍。

ANSYS Fluent 17.0 功能特點

高效靈活的工作流

Fluent完全集成在ANSYS Workbench環(huán)境中,該平臺可支持實現高效靈活的工作流、CAD連接以及強大的幾何結構建模和網格剖分功能。內置的參數管理器使其方便快速探索多個設計選項。

為多物理場構建

對流固耦合(FSI)等多物理場造成的復雜而又往往違反直覺的相互作用,有著更深入的洞察。ANSYS Fluent與ANSYS Workbench全面集成,可提供與ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell及其它仿真技術的完整雙向交互功能。

信心百倍地求解復雜模型

ANSYS Fluent能求解用于多相流、化學反應和燃燒的精密復雜模型。即便是粘性流、湍流、內外部流、流致噪聲預測、帶輻射和不帶輻射熱傳導也可以輕松地建立模型。

借助高性能計算(HPC)加快求解速度

借助HPC,ANSYS Fluent可提供運行速度更快的CFD仿真解決方案,讓工程師和設計人員在設計周期中能夠更快速地做出更明智的決策。同時ANSYS HPC能在擁有數以萬計的處理器的系統(tǒng)上提供線性擴展。HPC的意義不僅僅限于內核數量的增加。ANSYS還可對處理器架構、模型分區(qū)算法、優(yōu)化通信以及處理器間的負載均衡進行優(yōu)化,能在各種仿真模型上以驚人的速度提供結果。

湍流模型

ANSYS Fluent軟件一直重點關注開發(fā)領先的湍流模型,精確有效地捕捉湍流效應。Menter–Langtry γ–θ 層流-湍流轉換模型等多種創(chuàng)建模型僅可在Fluent獲得。

傳熱和輻射

ANSYS Fluent引入了豐富的模型來計算各類流體和固體間的輻射傳熱,包括全透明、半透明或不透明輻射。ANSYS Fluent不同頻譜模型的選項能考慮波長相關性的仿真。它也可以考慮散射的影響。

多相流

完整的模型組合讓ANSYS Fluent能捕捉多個相間的相互作用,像氣體和固體,離散顆粒和液滴,以及自由表面。

反應流

無論是模擬燃氣輪機、汽車發(fā)動機或燃煤鍋爐的燃燒,還是評估建筑物內部及周圍和其它結構的火災安全,ANSYS Fluent都提供了豐富的架構來模擬伴隨化學反應和燃燒的流動。在ANSYS Fluent中,你可以用非預混、局部預混或預混燃燒模型來精確預測如火焰速度、位置、火焰后溫度等參數。

聲學

ANSYS Fluent能用幾種方法計算非穩(wěn)態(tài)壓力脈動引起的噪聲,以求解聲學仿真。

流固耦合

在Workbench統(tǒng)一用戶環(huán)境中通過Fluent和 ANSYS 結構力學解決方案的耦合可以模擬固體運動對流體流動的影響。Fluent用戶可以使用穩(wěn)健、精確的雙向FSI,無需購買、管理、設置第三方耦合軟件和前后處理軟件。

自動優(yōu)化設計

Fluent的形狀優(yōu)化工具能自動調節(jié)幾何參數,直到滿足您的優(yōu)化目標。例如汽車或飛機機翼空氣動力學特性、噴嘴和管道中的優(yōu)化流速等。

Fluent突破性的伴隨求解器可從內部修改網格,以查看變更建議的效果。伴隨求解器提供幾何結構改進建議,而采用其它方法時成本會更高。

Fluent for CATIA V5

這一可選模塊將ANSYS Fluent完全集成到CATIA V5產品生命周期管理(PLM)環(huán)境中。它縮短了計算流體動力學(CFD)分析的時間,提供基于仿真的設計方法,所有設計、分析和優(yōu)化工作均可在CATIA V5 PLM環(huán)境的統(tǒng)一工作流之中進行。