Fluent 17.0新特性介紹

2016-08-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

Ansys fluent 17.0 去年發(fā)布,官方介紹的新特點(diǎn)主要是10x,即速度增加10倍了(實(shí)際上這一說法主要針對(duì)HPC用戶)。

同時(shí)根據(jù)筆者的使用,感覺主要特點(diǎn)是,算法逐漸改進(jìn),逐漸適應(yīng)HPC計(jì)算模式,逐漸支持更大的模型,與ansys workbench關(guān)系更為緊密,主要體現(xiàn)在多物理場雙向耦合功能的完善,因?yàn)閒luent不能進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,需要依賴workbenchMechanical環(huán)境。

可視化程度更高,使用的難度總體上仍然沒有太大變化。

1、用戶界面

以前老版本中通過下拉菜單實(shí)現(xiàn)的功能目前可以通過ribbon界面來實(shí)現(xiàn)(從setup、solving到后處理)。一些常用的功能及設(shè)置都可以直接通過ribbon界面訪問。

增強(qiáng)用戶體驗(yàn)
- 界面元素可以在窗口?？炕虿煌？?而且能全屏顯示。
- TUI窗口以不同顏色顯示不同類型的信息。(紅色:錯(cuò)誤信息;藍(lán)色:用戶輸入;黑色:FLUENT生成的信息)

TUI窗口的右下角有復(fù)選框允許用戶指定是否自動(dòng)下拉窗口
在列表框中選擇了多個(gè)列表項(xiàng)后,會(huì)顯示選擇的項(xiàng)數(shù)及總項(xiàng)數(shù)

圖形窗口中的坐標(biāo)軸圖表允許用戶快速顯示3D視圖的方向。

2、文檔

Adjoint solver模塊及battery模塊的tutorial已經(jīng)從原來的fluent advanced add-on module手冊中移動(dòng)到了fluent tutorial手冊中。

3、求解器:數(shù)值

質(zhì)量流量、質(zhì)量通量及平均質(zhì)量通量指定如今可以通過邊界上的reference frame選項(xiàng)進(jìn)行指定。在以前的版本中,這些物理量是區(qū)域運(yùn)動(dòng)的相對(duì)值且與選擇的參考系無關(guān)。

可以使用transient profile指定事變的壁面轉(zhuǎn)動(dòng)及平動(dòng)速度

Warped-face gradient correction,新的計(jì)算增強(qiáng)設(shè)計(jì)用于提高所有梯度方法(cell based、node based以及l(fā)east squares based gradient)的梯度計(jì)算精度,對(duì)于低質(zhì)量的計(jì)算網(wǎng)格更加有效。

對(duì)于耦合求解器,默認(rèn)嵌入conservative coarsening選項(xiàng)用于代數(shù)多層求解器以提高收斂性,特別是對(duì)于native polyhedra網(wǎng)格(不是coverted polyhedra)及高長寬比的網(wǎng)格。

4、求解器:網(wǎng)格

當(dāng)采用contact detection時(shí),可以刪除流體控制域。利用TUI命令/define/dynamic-mesh/controls/contact-parameters。需要注意的是先打開contact detection才可以使用上述TUI命令
網(wǎng)格檢查功能增強(qiáng),可以評(píng)估m(xù)apped mesh界面上的網(wǎng)格質(zhì)量。有TUI命令define/mesh-interface/improve-quality可以進(jìn)行質(zhì)量檢查且提高交界面網(wǎng)格質(zhì)量。
可以在穩(wěn)態(tài)問題中使用6DOF模型
用戶現(xiàn)在可以在rigid body中使用UDF指定剛體運(yùn)動(dòng)或網(wǎng)格變形。同時(shí)也可以在相對(duì)或絕對(duì)參考系中定義變形和運(yùn)動(dòng)。

Dynamic Mesh Zones對(duì)話框中添加了剛體方位計(jì)算器。該計(jì)算器可以將旋轉(zhuǎn)矩陣和歐拉角轉(zhuǎn)換為軸和角度(剛體運(yùn)動(dòng)定義時(shí)需要這些參數(shù))。

現(xiàn)在可以在FLUENT中使用overset網(wǎng)格,將復(fù)雜幾何問題分解為簡單的存在重疊網(wǎng)格的系統(tǒng)

5、Models

湍流模型
- 新增一種基于雷諾應(yīng)力模型的湍流模型Stress-BSL模型。其使用線性模型用于壓力-應(yīng)變項(xiàng),這點(diǎn)類似于stress-omega模型,但是在處理scale方程上有區(qū)別:其通過BSL k-w模型處理scale方程,因此消除了利用stress-omega模型時(shí)的自由來流的敏感性。

增強(qiáng)了Shielded Detached Eddy Simulation(SDES)及Stress-Blended Eddy Simulation(SBES)模型的功能,目前能夠使用其所有的功能。

燃燒與組分傳輸
- 目前所有的CHEMKIN反應(yīng)類型均能導(dǎo)入到FLUENT中
- 對(duì)于非預(yù)混、預(yù)混及部分預(yù)混燃燒,其層流擴(kuò)散系數(shù)的統(tǒng)一劉易斯數(shù)估計(jì)目前利用混合層流熱傳導(dǎo)率及他們的比熱來表述。這一方法與之前的層流擴(kuò)散系數(shù)是關(guān)于混合物分子粘度計(jì)Schmidt數(shù)的函數(shù)類似。
- 對(duì)于非預(yù)混及部分預(yù)混燃燒模型,用戶現(xiàn)在可以使用UDF指定scalar dissipation, mean mixture fraction grid, and mean progress variable grid for flamelet generation的變化。
- 利用組分傳輸模擬,用戶現(xiàn)在可以模擬電極-電解液界面間的電化學(xué)反應(yīng)

Fluent是目前可用的、功能最強(qiáng)大的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件工具,能夠讓您更深入更快速地優(yōu)化自己的產(chǎn)品性能。Fluent內(nèi)含經(jīng)充分驗(yàn)證過的物理建模功能,能為廣泛的CFD和多物理場應(yīng)用提供快速、精確的結(jié)果。

ANSYS Fluent軟件內(nèi)置豐富的模型流、湍流、熱傳導(dǎo)和工業(yè)應(yīng)用相互作用所需的物理建模功能,應(yīng)用范圍涵蓋機(jī)翼氣流、爐內(nèi)燃燒、泡罩塔、石油平臺(tái)、血流、半導(dǎo)體制造、無塵室設(shè)計(jì)和污水處理廠。借助專用模型,該軟件能夠?qū)飧變?nèi)燃燒、空氣聲學(xué)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械和多物理場系統(tǒng)進(jìn)行建模,從而進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用范圍。

ANSYS Fluent 17.0 功能特點(diǎn)

高效靈活的工作流

Fluent完全集成在ANSYS Workbench環(huán)境中,該平臺(tái)可支持實(shí)現(xiàn)高效靈活的工作流、CAD連接以及強(qiáng)大的幾何結(jié)構(gòu)建模和網(wǎng)格剖分功能。內(nèi)置的參數(shù)管理器使其方便快速探索多個(gè)設(shè)計(jì)選項(xiàng)。

為多物理場構(gòu)建

對(duì)流固耦合(FSI)等多物理場造成的復(fù)雜而又往往違反直覺的相互作用,有著更深入的洞察。ANSYS Fluent與ANSYS Workbench全面集成,可提供與ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell及其它仿真技術(shù)的完整雙向交互功能。

信心百倍地求解復(fù)雜模型

ANSYS Fluent能求解用于多相流、化學(xué)反應(yīng)和燃燒的精密復(fù)雜模型。即便是粘性流、湍流、內(nèi)外部流、流致噪聲預(yù)測、帶輻射和不帶輻射熱傳導(dǎo)也可以輕松地建立模型。

借助高性能計(jì)算(HPC)加快求解速度

借助HPC,ANSYS Fluent可提供運(yùn)行速度更快的CFD仿真解決方案,讓工程師和設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)周期中能夠更快速地做出更明智的決策。同時(shí)ANSYS HPC能在擁有數(shù)以萬計(jì)的處理器的系統(tǒng)上提供線性擴(kuò)展。HPC的意義不僅僅限于內(nèi)核數(shù)量的增加。ANSYS還可對(duì)處理器架構(gòu)、模型分區(qū)算法、優(yōu)化通信以及處理器間的負(fù)載均衡進(jìn)行優(yōu)化,能在各種仿真模型上以驚人的速度提供結(jié)果。

湍流模型

ANSYS Fluent軟件一直重點(diǎn)關(guān)注開發(fā)領(lǐng)先的湍流模型,精確有效地捕捉湍流效應(yīng)。Menter–Langtry γ–θ 層流-湍流轉(zhuǎn)換模型等多種創(chuàng)建模型僅可在Fluent獲得。

傳熱和輻射

ANSYS Fluent引入了豐富的模型來計(jì)算各類流體和固體間的輻射傳熱,包括全透明、半透明或不透明輻射。ANSYS Fluent不同頻譜模型的選項(xiàng)能考慮波長相關(guān)性的仿真。它也可以考慮散射的影響。

多相流

完整的模型組合讓ANSYS Fluent能捕捉多個(gè)相間的相互作用,像氣體和固體,離散顆粒和液滴,以及自由表面。

反應(yīng)流

無論是模擬燃?xì)廨啓C(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)或燃煤鍋爐的燃燒,還是評(píng)估建筑物內(nèi)部及周圍和其它結(jié)構(gòu)的火災(zāi)安全,ANSYS Fluent都提供了豐富的架構(gòu)來模擬伴隨化學(xué)反應(yīng)和燃燒的流動(dòng)。在ANSYS Fluent中,你可以用非預(yù)混、局部預(yù)混或預(yù)混燃燒模型來精確預(yù)測如火焰速度、位置、火焰后溫度等參數(shù)。

聲學(xué)

ANSYS Fluent能用幾種方法計(jì)算非穩(wěn)態(tài)壓力脈動(dòng)引起的噪聲,以求解聲學(xué)仿真。

流固耦合

在Workbench統(tǒng)一用戶環(huán)境中通過Fluent和 ANSYS 結(jié)構(gòu)力學(xué)解決方案的耦合可以模擬固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流體流動(dòng)的影響。Fluent用戶可以使用穩(wěn)健、精確的雙向FSI,無需購買、管理、設(shè)置第三方耦合軟件和前后處理軟件。

自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

Fluent的形狀優(yōu)化工具能自動(dòng)調(diào)節(jié)幾何參數(shù),直到滿足您的優(yōu)化目標(biāo)。例如汽車或飛機(jī)機(jī)翼空氣動(dòng)力學(xué)特性、噴嘴和管道中的優(yōu)化流速等。

Fluent突破性的伴隨求解器可從內(nèi)部修改網(wǎng)格,以查看變更建議的效果。伴隨求解器提供幾何結(jié)構(gòu)改進(jìn)建議,而采用其它方法時(shí)成本會(huì)更高。

Fluent for CATIA V5

這一可選模塊將ANSYS Fluent完全集成到CATIA V5產(chǎn)品生命周期管理(PLM)環(huán)境中。它縮短了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析的時(shí)間,提供基于仿真的設(shè)計(jì)方法,所有設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化工作均可在CATIA V5 PLM環(huán)境的統(tǒng)一工作流之中進(jìn)行。