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fluent
(商用CFD軟件包)
鎖定
- 外文名
- fluent
- 類 型
- 商用CFD軟件包
- 佔有率
- 60%
- 包 括
- 流體、熱傳遞和化學反應
- 領 域
- 航空航天,汽車、渦輪機設計,石油天然氣
- 算 法
- 非耦合隱式算法、耦合顯式算法
fluent軟件簡介
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範圍內的複雜流動。與FLUENT配合最好的標準網格軟件是ICEM。FLUENT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軟件包含基於壓力的分離求解器、基於密度的隱式求解器、基於密度的顯式求解器,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範圍內的各種複雜流場。FLUENT軟件包含非常豐富、經過工程確認的物理模型,由於採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於解的自適應網格技術及成熟的物理模型,可以模擬高超音速流場、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、材料加工等複雜機理的流動問題。
FloWizard是高度自動化的流動模擬工具,它允許用户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。它引導用户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用户定製的CFD軟件,將FLUENT完全集成在CATIAV5內部,用户就像使用CATIA其他分析環境一樣使用FLUENT軟件。
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、設計與優化平台——Flowmaster、專業的離散元仿真分析軟件——EDEM等,專業的多相流求解軟件——FLOW-3D。
fluent軟件特點
FLUENT軟件具有以下特點:
定常/非定常流動模擬,而且新增快速非定常模擬功能;
FLUENT軟件中的動/變形網格技術主要解決邊界運動的問題,用户只需指定初始網格和運動壁面的邊界條件,餘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構。其局部網格重構是FLUENT所獨有的,而且用途廣泛,可用於非結構網格、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;在FLUENT17.0之後,新增加了嵌套網格功能。
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軟件還擁有多種基於解的網格的自適應、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;
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;
FLUENT軟件包含豐富而先進的湍流模型,使得用户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。另外用户還可以定製或添加自己的湍流模型;
化學組份的混合/反應;
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;
動靜翼相互作用模型化後的接續界面;
基於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;
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;
在CFD軟件中,Fluent軟件是國內外使用最多、最流行的商業軟件之一。Fluent的軟件設計基於"CFD計算機軟件羣的概念",針對每一種流動的物理問題的特點,採用適合於它的數值解法在計算速度、穩定性和精度等各方面達到最佳。由於囊括了Fluent Dynamical International比利時PolyFlow和Fluent Dynamical International(FDI)的全部技術力量(前者是公認的在黏彈性和聚合物流動模擬方面佔領先地位的公司,後者是基於有限元方法CFD軟件方面領先的公司 ),因此Fluent具有以上軟件的許多優點。
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fluent軟件優點
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,不可壓縮和可壓縮流動,週期流,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。
高效省時
Fluent將不同領域的計算軟件組合起來,成為CFD計算機軟件羣,軟件之間可以方便地進行數值交換,並採用統一的前、後處理工具,這就省卻了科研工作者在計算方法、編程、前後處理等方面投入的重複、低效的勞動,而可以將主要精力和智慧用於物理問題本身的探索上。
穩定性好精度高
fluent模塊組成
fluent前處理器
早期的Fluent只是一個求解器,還需要專門的前處理網格劃分軟件來輸出網格。其中ANSYS公司的ICEM CFD進行網格劃分,其功能十分強大。另外,諸如Gridpro,hypermesh,pointwise,ansa等前處理軟件均能輸出fluent支持的網格文件。另外,在fluent被ansys收購之後,ansys將tgrid模塊集成到了fluent中,因此fluent也具有劃分網格的功能了。
fluent求解器
Fluent ——基於非結構化網格的通用CFD求解器,針對非結構性網格模型設計,是用有限體積法求解不可壓縮流及中度可壓縮流流場問題的CFD軟件。可應用的範圍有湍流、熱傳、化學反應、混合、旋轉流(rotating flow)及激波(shocks)等。在渦輪機及推進系統分析都有相當優秀的結果,並且對模型的快速建立及shocks處的格點調適都有相當好的效果。
Fidap——基於有限元方法的通用CFD求解器,為一專門解決科學及工程上有關流體力學傳質及傳熱等問題的分析軟件,是全球第一套使用有限元法於CFD領域的軟件,其應用的範圍有一般流體的流場、自由表面的問題、紊流、非牛頓流體流場、熱傳、化學反應等等。FIDAP本身含有完整的前後處理系統及流場數值分析系統。對問題整個研究的程序,數據輸入與輸出的協調及應用均極有效率。
Mixsim——針對攪拌混合問題的專用CFD軟件,是一個專業化的前處理器,可建立攪拌槽及混合槽的幾何模型,不需要一般計算流力軟件的冗長學習過程。它的圖形人機接口和組件數據庫,讓工程師直接設定或挑選攪拌槽大小、底部形狀、折流板之配置,葉輪的型式等等。MixSim隨即自動產生3維網絡,並啓動FLUENT做後續的模擬分析。
fluent後處理器
- 參考資料
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- 1. Fluent軟件簡介 .ANSYS論壇[引用日期2013-08-02]
- 2. 王瑞金, 張凱, 王剛。 Fluent 技術基礎與應用實例 [M]. 北京: 清華大學出版社, 2007