FLUENT 通用CFD流体模拟仿真软件

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FLUENT是由美国FLUENT公司开发,是现在国际上对比盛行的商用CFD软件包,在美国的市场占有率为60%。举凡跟流体,热传递及化学反响等有关的工业均可运用。它具有丰厚的物理模型、抢先的数值办法以及强壮的前后处理功用,在航空航天、汽车规划、石油天然气、涡轮机规划等方面都有着广泛的运用。其在石油天然气工业上的运用包括:焚烧、井下剖析、喷发操控、环境剖析、油气散失/聚积、多相流、管道活动等等。

Fluent的软件规划根据CFD软件群的思维,从用户需要视点动身,对于各种杂乱活动的物理现象,FLUENT软件选用不相同的离散格局和数值办法,以期在特定的领域内使核算速度、稳定性和精度等方面到达最好组合,然后高功率地处理各个领域的杂乱活动核算疑问。根据上述思维,Fluent开发了适用于各个领域的活动模仿软件,这些软件可以模仿流体活动、传热传质、化学反响和其它杂乱的物理现象,软件之间选用了统一的网格生成技能及一起的图形界面,而各软件之间的差异仅在于运用的工业布景不相同,因而大大方便了用户。FLUENT系列软件包括通用的CFD软件FLUENT、POLY­FLOW、FIDAP,工程规划软件FloWizard、FLUENT for CATIAV5,TGrid、G/Turbo,CFD教育软件FlowLab,面向特定专业运用的ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM软件等。其各软件模块包括:

GAMBIT——专用的CFD前置处理器,FLUENT系列产品皆选用FLUENT公司自行研制的Gambit前处理软件来树立几许形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型才能之前处理器,然后由Fluent进行求解。也可以用ICEM CFD进行前处理,由TecPlot进行后处理。

Fluent——根据非结构化网格的通用CFD求解器,对于非结构性网格模型规划,是用有限元法求解不可紧缩流及中度可紧缩流流场疑问的CFD软件。可运用的规模有紊流、热传、化学反响、混合、旋转流(rotating flow)及震波(shocks)等。在涡轮机及推动体系剖析都有相当优异的成果,并且对模型的敏捷树立及 shocks处的格点调适都有相当好的效果。 FLUENT软件包括根据压力的别离求解器、根据压力的耦合求解器、根据密度的隐式求解器、根据密度的显式求解器,多求解器技能使FLUENT软件可以用来模仿从不可紧缩到高超音速规模内的各种杂乱流场。FLUENT软件包括十分丰厚、通过工程承认的物理模型,可以模仿高超音速流场、转捩、传热与相变、化学反响与焚烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、资料加工等杂乱机理的活动疑问。FLUENT软件的动网格技能处于绝对抢先地位,并且包括了专门对于多体别离疑问的六自在度模型,以及对于发动机的两维半动网格模型。

Fidap——根据有限元办法的通用CFD求解器,为一专门处理科学及工程上有关流体力学传质及传热等疑问的剖析软件,是全球第一套运用有限元法于CFD领域的软件,其运用的规模有通常流体的流场、自在外表的疑问、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反响等等。 FIDAP自身富含完好的前后处理体系及流场数值剖析体系。 对疑问整个研究的程序,数据输入与输出的和谐及运用均极有功率。

Polyflow——对于粘弹性活动的专用CFD求解器,用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件,首要运用于塑料射出成形机,挤型机和吹瓶机的模具规划。 POLYFLOW是根据有限元法的CFD软件,专用于粘弹性资料的层流活动模仿。它适用于塑料、树脂等高分子资料的挤出成型、吹塑成型、拉丝、层流混合、涂层进程中的活动及传热和化学反响疑问。

Mixsim——对于拌和混合疑问的专用CFD软件,是一个专业化的前处理器,可树立拌和槽及混合槽的几许模型,不需要通常核算流力软件的冗长学习进程。它的图形人机接口和组件数据库,让工程师直接设定或选择拌和槽巨细、底部形状、折流板之装备,叶轮的型式等等。MixSim随即主动发生3维网络,并发动FLUENT做后续的模仿剖析。

Icepak——专用的热控剖析CFD软件,专门仿真电子电机体系内部气流,温度散布的CFD剖析软件,特别是对于体系的散热疑问作仿真剖析,藉由模块化的规划敏捷树立模型。

FloWizard——是高度主动化的活动模仿工具,它答应用户进行规划及在产品开发的前期期间敏捷而准确地验证规划。它引导用户从头至尾地完结模仿进程,使模仿进程变得十分简单。

FLUENT for CATIAV5是专门为CATIA用户定制的CFD软件,将FLUENT彻底集成在CATIAV5内部,用户就像运用CATIA其他剖析环境相同运用FLUENT软件。

G/Turbo是专业的叶轮机械网格生成软件。

AIRPAK是面向HVAC工程师的CFD软件,并按照ISO7730规范供给舒适度、PMV、PPD等衡量室表里空气质量(IAQ)的技能指标。
MIXSIM是专业的拌和槽CFD模仿软件。

除FLUENT外,常用的CFD软件及有关仿真软件还有专业三维流场剖析软件——CFX、三维CFD敏捷求解器——CART3D、流体体系仿真、规划与优化平台——Flowmaster、专业的离散元仿真剖析软件——EDEM等。

FLUENT软件具有以下特色:

FLUENT软件选用根据彻底非结构化网格的有限体积法,并且具有根据网格节点和网格单元的梯度算法;

定常/非定常活动模仿,并且新增敏捷非定常模仿功用;

FLUENT软件中的动/变形网格技能首要处理鸿沟运动的疑问,用户只需指定初始网格和运动壁面的鸿沟条件,余下的网格改变彻底由解算器主动生成。网格变形办法有三种:绷簧紧缩式、动态铺层式以及部分网格重生式。其部分网格重生式是FLUENT所特有的,并且用处广泛,可用于非结构网格、变形较大疑问以及物体运动规则事前不知道而彻底由活动所发生的力所决议的疑问;

FLUENT软件具有强壮的网格支撑才能,支撑界面不接连的网格、混合网格、动/变形网格以及滑动网格等。值得强调的是,FLUENT软件还具有多种根据解的网格的自适应、动态自适应技能以及动网格与网格动态自适应相结合的技能;

FLUENT软件包括三种算法:非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法,是商用软件中最多的;

FLUENT软件包括丰厚而抢先的物理模型,使得用户可以精确地模仿无粘流、层流、湍流。湍流模型包括Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模仿模型(LES)组以及最新的别离涡模仿(DES)和V2F模型等。别的用户还可以定制或添加自个的湍流模型;

适用于牛顿流体、非牛顿流体;

富含强行/自然/混合对流的热传导,固体/流体的热传导、辐射;

化学组份的混合/反响;

自在外表流模型,欧拉多相流模型,混合多相流模型,颗粒相模型,空穴两相流模型,湿蒸汽模型;

消融溶化/凝结;蒸腾/冷凝相变模型;

离散相的拉格朗日跟踪核算;

非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导,多孔介质模型(思考多孔介质压力骤变);

风扇,散热器,以热交换器为目标的会集参数模型;

惯性或非惯性坐标系,复数基准坐标系及滑移网格;

动态翼相互作用模型化后的接续界面;

根据精细流场解算的预测流体噪声的声学模型;

质量、动量、热、化学组份的体积源项;

丰厚的物性参数的数据库;

磁流体模块首要模仿电磁场和导电流体之间的相互作用疑问;

接连纤维模块首要模仿纤维和气体活动之间的动量、质量以及热的交换疑问;

高功率的并行核算功用,供给多种主动/手动分区算法;内置MPI并行机制大幅度进步并行功率。

别的,FLUENT特有动态负载平衡功用,保证大局高效并行核算;

FLUENT软件供给了友爱的用户界面,并为用户供给了二次开发接口(UDF);

FLUENT软件选用C/C++言语编写,然后大大进步了对核算机内存的利用率。

在CFD软件中,Fluent软件是现在国表里运用最多、最盛行的商业软件之一。Fluent的软件规划根据"CFD核算机软件群的概念",对于每一种活动的物理疑问的特色,选用适合于它的数值解法在核算速度、稳定性和精度等各方面到达最好。因为包括了Fluent Dynamical International比利时PolyFlow和Fluent Dynamical International(FDI)的悉数技才能量(前者是公认的在黏弹性和聚合物活动模仿方面占抢先地位的公司,后者是根据有限元办法CFD软件方面抢先的公司 ),因而Fluent具有以上软件的许多长处。

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