fluent的這些功能

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

FLUENT簡(jiǎn)介

CFD商業(yè)軟件FLUENT,是通用CFD軟件包,用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內(nèi)的復(fù)雜流動(dòng)。由于采用了多種求解方法和多重網(wǎng)格加速收斂技術(shù),因而FLUENT能達(dá)到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和基于解的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)及成熟的物理模型,使FLUENT在轉(zhuǎn)換與湍流、傳熱與相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、動(dòng)/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應(yīng)用。目前與FLUENT配合最好的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格軟件是ICEM,而不是早已過時(shí)的GAMBIT。

FLUENT基本特點(diǎn)

1)、FLUENT軟件采用基于完全非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的有限體積法,而且具有基于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)格單元的梯度算法;

2)、Fluent 前處理網(wǎng)格劃分

FLUENT_--室外風(fēng)環(huán)境分析和室內(nèi)通風(fēng)模擬 FLUENT軟件中的動(dòng)/變形網(wǎng)格技術(shù)主要解決邊界運(yùn)動(dòng)的問題,用戶只需指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動(dòng)壁面的邊界條件,余下的網(wǎng)格變化完全由解算器自動(dòng)生成。網(wǎng)格變形方式有三種:彈簧壓縮式、動(dòng)態(tài)鋪層式以及局部網(wǎng)格重生式。其局部網(wǎng)格重生式是FLUENT所獨(dú)有的,而且用途廣泛,可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、變形較大問題以及物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律事先不知道而完全由流動(dòng)所產(chǎn)生的力所決定的問題;

FLUENT_--室外風(fēng)環(huán)境分析和室內(nèi)通風(fēng)模擬

3)FLUENT軟件具有強(qiáng)大的網(wǎng)格支持能力,支持界面不連續(xù)的網(wǎng)格、混合網(wǎng)格、動(dòng)/變形網(wǎng)格以及滑動(dòng)網(wǎng)格等。值得強(qiáng)調(diào)的是,FLUENT軟件還擁有多種基于解的網(wǎng)格的自適應(yīng)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)技術(shù)以及動(dòng)網(wǎng)格與網(wǎng)格動(dòng)態(tài)自適應(yīng)相結(jié)合的技術(shù);

4)、FLUENT軟件包含三種算法:非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法,是商用軟件中最多的;

5)、FLUENT軟件包含豐富而先進(jìn)的物理模型,使得用戶能夠精確地模擬無(wú)粘流、層流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型組、k-ε模型組、雷諾應(yīng)力模型(RSM)組、大渦模擬模型(LES)組以及最新的分離渦模擬(DES)和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型;

6)、適用范圍

適用于牛頓流體、非牛頓流體;含有強(qiáng)制/自然/混合對(duì)流的熱傳導(dǎo),固體/流體的熱傳導(dǎo)、輻射;化學(xué)組份的混合/反應(yīng);自由表面流模型,歐拉多相流模型,混合多相流模型,顆粒相模型,空穴兩相流模型,濕蒸汽模型;融化溶化/凝固;蒸發(fā)/冷凝相變模型;離散相的拉格朗日跟蹤計(jì)算;非均質(zhì)滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導(dǎo),多孔介質(zhì)模型(考慮多孔介質(zhì)壓力突變);風(fēng)扇,散熱器,以熱交換器為對(duì)象的集中參數(shù)模型;慣性或非慣性坐標(biāo)系,復(fù)數(shù)基準(zhǔn)坐標(biāo)系及滑移網(wǎng)格;動(dòng)靜翼相互作用模型化后的接續(xù)界面;基于精細(xì)流場(chǎng)解算的預(yù)測(cè)流體噪聲的聲學(xué)模型;質(zhì)量、動(dòng)量、熱、化學(xué)組份的體積源項(xiàng);豐富的物性參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù);磁流體模塊主要模擬電磁場(chǎng)和導(dǎo)電流體之間的相互作用問題;連續(xù)纖維模塊主要模擬纖維和氣體流動(dòng)之間的動(dòng)量、質(zhì)量以及熱的交換問題;高效率的并行計(jì)算功能,提供多種自動(dòng)/手動(dòng)分區(qū)算法;內(nèi)置MPI并行機(jī)制大幅度提高并行效率。

fluent的這些功能fluent結(jié)果圖片4 FLUENT軟件模塊

系列軟件包括通用的CFD軟件FLUENT、POLYFLOW、FIDAP,工程設(shè)計(jì)軟件FloWizard、FLUENT for CATIAV5,TGrid、G/Turbo,CFD教學(xué)軟件FlowLab,面向特定專業(yè)應(yīng)用的ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM軟件等。

FLUENT軟件包含基于壓力的分離求解器、基于壓力的耦合求解器、基于密度的隱式求解器、基于密度的顯式求解器,多求解器技術(shù)使FLUENT軟件可以用來模擬從不可壓縮到高超音速范圍內(nèi)的各種復(fù)雜流場(chǎng)。FLUENT軟件包含非常豐富、經(jīng)過工程確認(rèn)的物理模型,可以模擬高超音速流場(chǎng)、轉(zhuǎn)捩、傳熱與相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、動(dòng)/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工等復(fù)雜機(jī)理的流動(dòng)問題。

FLUENT軟件的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,并且包含了專門針對(duì)多體分離問題的六自由度模型,以及針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩維半動(dòng)網(wǎng)格模型。

POLYFLOW是基于有限元法的CFD軟件,專用于粘彈性材料的層流流動(dòng)模擬。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(dòng)及傳熱和化學(xué)反應(yīng)問題。

FloWizard是高度自動(dòng)化的流動(dòng)模擬工具,它允許用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)及在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段迅速而準(zhǔn)確地驗(yàn)證設(shè)計(jì)。它引導(dǎo)用戶從頭至尾地完成模擬過程,使模擬過程變得非常容易。

FLUENT for CATIAV5是專門為CATIA用戶定制的CFD軟件,將FLUENT完全集成在CATIAV5內(nèi)部,用戶就像使用CATIA其他分析環(huán)境一樣使用FLUENT軟件。

G/Turbo是專業(yè)的葉輪機(jī)械網(wǎng)格生成軟件。

AIRPAK是面向HVAC工程師的CFD軟件,并依照ISO7730標(biāo)準(zhǔn)提供舒適度、PMV、PPD等衡量室內(nèi)外空氣質(zhì)量(IAQ)的技術(shù)指標(biāo)。

MIXSIM是專業(yè)的攪拌槽CFD模擬軟件。

除FLUENT外,常用的CFD軟件及相關(guān)仿真軟件還有專業(yè)三維流場(chǎng)分析軟件——CFX、三維CFD快速求解器——CART3D、流體系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺(tái)——Flowmaster、專業(yè)的離散元仿真分析軟件——EDEM等。

FLUENT軟件優(yōu)點(diǎn)

(1 )適用面廣

包括各種優(yōu)化物理模型,如計(jì)算流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)模型 (包括自然對(duì)流、定常和非定常流動(dòng),層流,湍流,紊流,不可壓縮和可壓縮流動(dòng),周期流,旋轉(zhuǎn)流及時(shí)間相關(guān)流等 ) ;輻射模型,相變模型,離散相變模型,多相流模型及化學(xué)組分輸運(yùn)和反應(yīng)流模型等。對(duì)每一種物理問題的流動(dòng)特點(diǎn),有適合它的數(shù)值解法,用戶可對(duì)顯式或隱式差分格式進(jìn)行選擇,以期在計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達(dá)到最佳。

(2 )高效省時(shí)

Fluent將不同領(lǐng)域的計(jì)算軟件組合起來,成為CFD計(jì)算機(jī)軟件群,軟件之間可以方便地進(jìn)行數(shù)值交換,并采用統(tǒng)一的前、后處理工具,這就省卻了科研工作者在計(jì)算方法、編程、前后處理等方面投入的重復(fù)、低效的勞動(dòng),而可以將主要精力和智慧用于物理問題本身的探索上。

(3 )污染物生成

包括NOX 和ROX(煙塵 )生成模型。其中NOX 模型能夠模擬熱力型、快速型、燃料型及由于燃燒系統(tǒng)里回燃導(dǎo)致的NOX的消耗。而ROX 的生成是通過使用兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行近似模擬,且只使用于紊流。