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2016-09-04 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
FLUENT簡介
CFD商業軟件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的復雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術,因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結構化網格和基于解的自適應網格技術及成熟的物理模型,使FLUENT在轉換與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應用。目前與FLUENT配合最好的標準網格軟件是ICEM,而不是早已過時的GAMBIT。
FLUENT基本特點
1)、FLUENT軟件采用基于完全非結構化網格的有限體積法,而且具有基于網格節點和網格單元的梯度算法;
2)、Fluent 前處理網格劃分
FLUENT軟件中的動/變形網格技術主要解決邊界運動的問題,用戶只需指定初始網格和運動壁面的邊界條件,余下的網格變化完全由解算器自動生成。網格變形方式有三種:彈簧壓縮式、動態鋪層式以及局部網格重生式。其局部網格重生式是FLUENT所獨有的,而且用途廣泛,可用于非結構網格、變形較大問題以及物體運動規律事先不知道而完全由流動所產生的力所決定的問題;
3)FLUENT軟件具有強大的網格支持能力,支持界面不連續的網格、混合網格、動/變形網格以及滑動網格等。值得強調的是,FLUENT軟件還擁有多種基于解的網格的自適應、動態自適應技術以及動網格與網格動態自適應相結合的技術;
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的物理模型,使得用戶能夠精確地模擬無粘流、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;含有強制/自然/混合對流的熱傳導,固體/流體的熱傳導、輻射;化學組份的混合/反應;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/冷凝相變模型;離散相的拉格朗日跟蹤計算;非均質滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導,多孔介質模型(考慮多孔介質壓力突變);風扇,散熱器,以熱交換器為對象的集中參數模型;慣性或非慣性坐標系,復數基準坐標系及滑移網格;動靜翼相互作用模型化后的接續界面;基于精細流場解算的預測流體噪聲的聲學模型;質量、動量、熱、化學組份的體積源項;豐富的物性參數的數據庫;磁流體模塊主要模擬電磁場和導電流體之間的相互作用問題;連續纖維模塊主要模擬纖維和氣體流動之間的動量、質量以及熱的交換問題;高效率的并行計算功能,提供多種自動/手動分區算法;內置MPI并行機制大幅度提高并行效率。
FLUENT軟件模塊
系列軟件包括通用的CFD軟件FLUENT、POLY­FLOW、FIDAP,工程設計軟件FloWizard、FLUENT for CATIAV5,TGrid、G/Turbo,CFD教學軟件FlowLab,面向特定專業應用的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,多求解器技術使FLUENT軟件可以用來模擬從不可壓縮到高超音速范圍內的各種復雜流場。FLUENT軟件包含非常豐富、經過工程確認的物理模型,可以模擬高超音速流場、轉捩、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工等復雜機理的流動問題。
FLUENT軟件的動網格技術處于絕對領先地位,并且包含了專門針對多體分離問題的六自由度模型,以及針對發動機的兩維半動網格模型。
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、涂層過程中的流動及傳熱和化學反應問題。
FloWizard是高度自動化的流動模擬工具,它允許用戶進行設計及在產品開發的早期階段迅速而準確地驗證設計。它引導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內部,用戶就像使用CATIA其他分析環境一樣使用FLUENT軟件。
G/Turbo是專業的葉輪機械網格生成軟件。
AIRPAK是面向HVAC工程師的CFD軟件,并依照ISO7730標準提供舒適度、PMV、PPD等衡量室內外空氣質量(IAQ)的技術指標。
MIXSIM是專業的攪拌槽CFD模擬軟件。
除FLUENT外,常用的CFD軟件及相關仿真軟件還有專業三維流場分析軟件——CFX、三維CFD快速求解器——CART3D、流體系統仿真、設計與優化平臺——Flowmaster、專業的離散元仿真分析軟件——EDEM等。
FLUENT軟件優點
(1 )適用面廣
包括各種優化物理模型,如計算流體流動和熱傳導模型 (包括自然對流、定常和非定常流動,層流,湍流,紊流,不可壓縮和可壓縮流動,周期流,旋轉流及時間相關流等 ) ;輻射模型,相變模型,離散相變模型,多相流模型及化學組分輸運和反應流模型等。對每一種物理問題的流動特點,有適合它的數值解法,用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇,以期在計算速度、穩定性和精度等方面達到最佳。
(2 )高效省時
Fluent將不同領域的計算軟件組合起來,成為CFD計算機軟件群,軟件之間可以方便地進行數值交換,并采用統一的前、后處理工具,這就省卻了科研工作者在計算方法、編程、前后處理等方面投入的重復、低效的勞動,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里回燃導致的NOX的消耗。而ROX 的生成是通過使用兩個經驗模型進行近似模擬,且只使用于紊流。
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