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2016-09-05 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
后處理
ANSYS CFD-Post
ANSYS CFD-Post軟件可以用于所有 ANSYS流體動力學軟件的通用后處理,滿足顯示和分析流體動力學結果的所有需要。這些強大功能包括結果可視化溝通的圖像生成,顯示和計算數據的量化后處理,簡化重復工作的自動化,及批處理運行的能力。此外,CFD-Post還內置了專業的旋轉機械后處理模塊,可迅速生成旋轉機械行業所熟悉的各類數據、圖片、動畫與報告。
主要功能
一般后處理功能
?多個結果數據同時導入處理
?對象拖動和動態亮度調節
?單擊鼠標右鍵激活快捷菜單
?記錄操作和回放顯示狀態
?批量操作
?積分、平均、邏輯操作,使用宏的后處理操作
?Volume Rendering:全區域的物理量可視化處理
數據導入和導出
?ANSYS CFX、ANSYS Fluent、ANSYS Mechanical 等結果的讀取
?顯示圖像的輸出?三維動態視圖輸出(可嵌入PowerPoint等演示文檔)
?針對ANSYS Fluent數據的特別改進,提高數據插值精度,支持ANSYS Fluent的粒子追蹤
圖形功能
?多窗口瀏覽
?內置或用戶定義的顯示
?面、線、點結果的可視化和輸出
?輪廓、流線、矢量的顯示
?XY圖(沿線的變化,隨時間的變化等)
?燈光效果、透明度、紋理效果的控制
?二維、三維文本標簽和說明
?Stereo Viewer 的對應
動畫
?快速動畫生成(平面、等值面、時間步進等)
?關鍵幀動畫?MPEG自動生成
定量計算
?交互式數據計算
?加權平均和積分、力與扭矩的計算
?用戶可定義上述計算所需的函數表達式
?添加用戶自定義變量
?使用內置電子表格創建表格
旋轉機械專用后處理功能
?葉片間、子午面的結果顯示
?圓周平均
?圓柱坐標向量
?旋轉機械專用的性能評估宏和報告模板
流固耦合分析
流固耦合(FSI)分析
ANSYS FSI 為設計師提供了靈活、便捷、穩健的流固耦合分析工具。FSI 的分析需求廣泛存在于航空航天(機翼顫振)、土木建筑(結構風載荷)、生物醫學(血管支架)等行業之中。作為面向 FSI 的數值分析供應商,提供最靈活的高級流固耦合分析(FSI 分析)工具。使用 FSI 可讓設計人員根據市場的需要,拓展產品性能,并保持產品的質量和可靠性。在很多行業中,FSI 分析變得越來越重要。
ANSYS FSI 基于 ANSYS Mechanical 和 Fluent/CFX 模塊之上,可通過專用的耦合算法實現結構和流體分析的耦合。ANSYS 的耦合方案包括了直接耦合與順序耦合。對于順序耦合,可以根據需要進行單向耦合計算與雙向耦合計算。
單向 FSI 分析
在一些工程問題中,流場對結構有著明顯的影響,電磁場對于流場有著明顯的影響,但是反過來結構對流場、流場對電磁場的影響卻很小。對于此類問題,只需要單向地將前一物理場的結果傳遞到后一物理場,并將其作為邊界條件,由后一求解器進行分析即可。這類耦合分析就是單向耦合計算。ANSYS Mechanical 與 ANSYS FLUENT、 ANSYS CFX、ANSYS Icepak 均可進行單向 FSI 分析。其中,單向 FSI 分析中最常見的應用就是熱應力問題。ANSYS Workbech 環境提供給上述軟件穩定、通用的數據交換接口,使得單向 FSI 的分析變得非常的簡單。
雙向 FSI 分析
在另一些工程問題中,流場與結構的相互作用非常明顯,流場明顯地影響了結構的變形,結構的變形也明顯地改變了流場的特性。這時,設計師將需要雙向 FSI 來幫助他分析此類問題。例如,航空航天中的機翼顫振、汽車發動機蓋的振動、風載荷作用下的建筑物的振動、生物醫學中血管的膨脹和收縮與其中的血液流動。此類問題要求必須在同一時間內ANSYS Mechanical 與 ANSYS Fluent/CFX 進行雙向的負荷傳遞,并在兩個求解器內同時計算。
ANSYS Mechanical 與 ANSYS Fluent/CFX 雙向耦合的獨特之處就在于耦合過程中的數據交互是內部自動建立的,無需第三方的耦合軟件。ANSYS 提供了真正的雙向流固耦合求解技術,可針對運動 / 變形幾何進行穩態、瞬態分析。
ANSYS Workbench 環境下的 FSI 分析
ANSYS Workbehcn 環境提供了單向FSI和雙向FSI耦合分析所需要的強大功能,包括自動的數據交換以及專業的后處理。特別的,ANSYS Workbench 還提供了專業的后處理,可查看穩態/瞬態FSI分析的結果,并可同時瀏覽流場分析與結構分析的結果,并輸出相應的動畫。
ANSYS Workbench環境下的System Coupling提供了配置ANSYS Mechanical與ANSYS Fluent FSI分析所需的功能與參數,可高效完成復雜的FSI分析。在單向 FSI 分析時,不僅表面信息可以通過ANSYS Workbench傳遞至ANSYS Mechanical中,體積內的數據也可進行傳遞與共享。
分析案例
車身周圍的氣流組織
PCB板熱分析
FluentDyson Air Multiplier 無葉風扇
發動機–機身干擾阻力分析
顯卡熱流體分析
燃氣輪機燃燒器
動力電池
帶風扇的散熱器冷卻分析解析
IGBT熱分析
螺桿擠出機模擬
多相燃燒
動脈瘤內剪切力來分析
動脈瘤內的血液流動
動脈瘤內的血液流動
火車動力裝置的冷卻風扇
核反應堆蒸汽發生器
泳衣的 CFD 分析
選項模塊
ANSYS 高級網格劃分模塊
ANSYS ICEM CFD 和ANSYS Fluent Meshing(原 TGrid)是ANSYS出品的兩款高端網格生成工具。
ANSYS ICEM CFD
ANSYS ICEM CFD軟件的網格劃分開始于先進的CAD/幾何讀取接口和修補工具,使用戶花費最少的精力即可快速步入到多樣化的幾何容差網格劃分器和生成高質量的體積網格和表面網格。ANSYS ICEM CFD是完整的網格解決方案,包含先進的網格診斷、交互和自動化網格編輯功能。它生成的網格可輸出到世界流行的所有計算流體動力學(CFD)、有限元分析(FEA)求解器、電磁場求解器中。ANSYS致力于提供一個多樣化的靈活工具,使得用戶可以在一個現代的完全腳本化的環境中完成從任意幾何模型輸入到任意求解器輸出。
模型處理時間縮短
?直接導入主流CAD數據
?大量的造型修改、簡化功能
?強大的中面抽取功能
?簡單、強大的模型樹管理
加速網格生成速度,減少前處理時間
?無論是四面體還是六面體網格生成,都可直接跳過細微的幾何間隙
?多CPU并行生成網格技術
?參數化的六面體網格生成功能
?強大的表面單元生成功能
操作便捷的網格質量編輯功能
?豐富的網格質量診斷技術和標準
?可交互式操作的網格質量柱狀圖
?顏色標識的網格質量與區域網格質量編輯
?自動網格粗化和光順簡捷的模型設定
?載荷、約束、物性、邊界條件設定
?各種CAE軟件格式文件的導入導出,如ANSYS結構類分析軟件、ANSYS LS-DYNA、Nastran、 ABAQUS 等
求解器支持
?ANSYS CFX、ANSYS Fluent、STAR-CD等100種以上的求解器支持
ANSYS Fluent Meshing
ANSYS Fluent Meshing(原 TGrid) 是專業的 CFD 網格生成工具,且已完全融入 ANSYS Fluent 的環境。用戶可以在 ANSYS Fluent 的環境中可以實現完整的網格生成、設置、求解、后處理等 CFD 分析全過程。
ANSYS Fluent Meshing 適用于非常復雜的幾何模型。它可以在復雜和非常龐大的表面網格上快速生成非結構化的四面體網格以及六面體核心網格。
Fluent Meshing 提供穩健、快速的邊界層網格生成工具,它包含沖突檢測和尖角處理等復雜情況的自動處理功能。Fluent Meshing 最新的表面網格包裹功能,可以在復雜幾何表面上直接生成高質量的、基于尺寸函數的連續三角化表面網格。
Fluent Meshing 方便的網格質量診斷工具使得對網格大小和質量的檢查非常簡單。它還內置手動、自動兩種網格質量編輯功能,可快速對大模型進行網格修復,獲得高質量的網格。
Fluent Meshing 的健壯性及自動化算法節省了前處理時間,提高了使用
ANSYS FLUENT 軟件進行計算流體動力學分析的效率。
表面網格操作
單獨/批量對網格節點進行刪除、復制等操作
?檢查和高亮標記壞質量網格
?基于節點創建面網格、刪除、移動、分割、合并、光順、交換等節點操作
?邊界分割、周期邊界創建
金字塔網格生成
?通過指定初始高度、層數、增長率生成三棱柱
?通過布局使變形最小的節點生成金字塔
三角形和四面體網格生成
?自動生成網格
?光順、交換、移動節點、刪除小塊區域改善網格質量
HexCore 混合網格生成
?完全自動化生成的由核心正交網格與四面體網格組成的混合不連續網格
?可以控制核心正交網格的密度
邊界層網格
?多種網格漸進模式
?自動探測尖角和邊界層沖突,并自動處理
?自動投影到相鄰邊界
數據接口和操作環境
?內置于 ANSYS Fluent
?數據直接進入 ANSYS Fluent
?易用的 GUI,可編制文本命令流實現功能自動化
?通過日志記錄功能實現自動化
?網格導入/導出
Wrapper技術
?快速導入多種 CAD 格式文件
?只能簡化復雜模型,快速生成高質量面網格
高性能計算
ANSYS HPC
高性能計算(HPC)通過創建大型的、更逼真的的模型為工程仿真增加了大量價值。高可信度仿真能讓工程團隊滿懷信心地進行創新,其產品將會滿足客戶期望,因為他們極其精確的仿真預測了真實條件下產品的真實性能。
HPC 也為更大的仿真能力增加價值。使用 HPC 資源后,工程團隊不再是僅能分析一個設計方案,而是能分析很多個設計方案。在同時仿真多個設計方案后,研發團隊能在設計早期階段,確定具有顯著工程改進的方案,這比單獨進行物理實驗來得更早,也更有效。
ANSYS HPC 尤其能對最難的、高可信的模型求解(包括更多幾何細節、更大的系統、更復雜的物理問題)進行并行處理。應用 ANSYS HPC 理解
詳細的產品行為,能為公司提供有信心的設計,幫助產品在市場上取得成功。
此外,ANSYS HPC 的許可權可以應用于 ANSYS 的結構和流體分析產品,這極大地節約了大型用戶的資金預算。
并行運算特點
ANSYS Fluent 采用先進的動態負載平衡技術(Dynamic load balancing),使其并行效率提高到同類產品難以企及的水平。另外,ANSYS CFX 引入了針對最新的多核處理器的優化,極大地從最新的處理器架構、伴有優化通訊的分區算法、不同處理器間的動態負載平衡中受益。
I/O 時間常常是拖累高性能計算表現的一個重要負面因素。ANSYS Fluent、ANSYS CFX優化了大規模計算文件的 I/O 算法,在分布式集群計算系統中,獲得了優異的 I/O 表現。
運行環境
ANSYS 產品在通用集群環境(Microsoft® Windows® HPC Server 2008 / Linux)下均有大量的應用案例。
面向不同用途的四款 HPC 產品
ANSYS HPC—可使用1個CPU核。
ANSYS HPC Pack—每個HPC Pack允許使用8個CPU核。每增加一個Pack,最大允許使用的CPU核個數是原來的4倍。單個仿真項目最多允許用到 5個Pack(2048)核。
ANSYS HPC Workgroup—分為16,32,64,128, 256, 512, 1024, 2048,4096,8192,16834,32768核幾款(允許多個進程分開使用)
ANSYS HPC Enterprise—支持多達128、256、512、1024、2048節點的計算(無論幾個進程均可使用)
ANSYS HPC Parametric Pack—參數化設計時分布式計算模塊
使用LES和燃燒模型,網格數超過9600萬的算例,展示了ANSYS Fluent優異的擴展性
使用ANSYS CFX分析網格數高達1億五千萬的進氣模擬案例)
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