您现在的位置:首页 > 产品中心 > ANSYS仿真分析 > 流体仿真 > 流体仿真

ANSYS Fluent

1 概述

    Fluent是目前可用的、功能最强大的计算流体动力学(CFD)软件工具,能够让您更深入更快速地优化自己的产品性能。Fluent内含经充分验证过的物理建模功能,能为广泛的CFD和多物理场应用提供快速、精确的结果。
ANSYS Fluent软件内置丰富的模型流、湍流、热传导和工业应用相互作用所需的物理建模功能,应用范围涵盖机翼气流、炉内燃烧、泡罩塔、石油平台、血流、半导体制造、无尘室设计和污水处理厂。借助专用模型,该软件能够对气缸内燃烧、空气声学、旋转机械和多物理场系统进行建模,从而进一步拓展了其应用范围。

2 适用领域
● 辐射传导热分析                   ● 声学与噪声分析       
● 燃烧与化学反应分析               ● 流固耦合分析
● 相变、多相流分析                 ● 用户自定义

3 功能特点

►高效灵活的工作流
Fluent完全集成在ANSYS Workbench环境中,该平台可支持实现高效灵活的工作流、CAD连接以及强大的几何结构建模和网格剖分功能。内置的参数管理器使其方便快速探索多个设计选项。
● 无需繁琐的返工即可快速地准备流动分析所需设备/过程的几何
● 避免了相同数据模型的复制,而是在基本流动之外的物理场间一致性地共享这些数据
● 容易定义几何、网格、物理和后处理的一系列变化
● 通过增加对可变性和设计敏感度的理解,改进了设备/过程的质量
● 容易设置并运行多物理场仿真
 

►为多物理场构建
对流固耦合(FSI)等多物理场造成的复杂而又往往违反直觉的相互作用,有着更深入的洞察。ANSYS Fluent与ANSYS Workbench全面集成,可提供与ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell及其它仿真技术的完整双向交互功能。

► 信心百倍地求解复杂模型
ANSYS Fluent能求解用于多相流、化学反应和燃烧的精密复杂模型。即便是粘性流、湍流、内外部流、流致噪声预测、带辐射和不带辐射热传导也可以轻松地建立模型。

►借助高性能计算(HPC)加速求解速度
借助HPC,ANSYS Fluent可提供运行速度更快的CFD仿真解决方案,让工程师和设计人员在设计周期中能够更快速地做出更明智的决策。同时ANSYS HPC能在拥有数以万计的处理器的系统上提供线性扩展。HPC的意义不仅仅限于内核数量的增加。ANSYS还可对处理器架构、模型分区算法、优化通信以及处理器间的负载均衡进行优化,能在各种仿真模型上以惊人的速度提供结果。

► 湍流模型
ANSYS Fluent软件一直重点关注开发领先的湍流模型,精确有效地捕捉湍流效应。Menter–Langtry γ–θ 层流-湍流转换模型等多种创建模型仅可在Fluent获得。

► 传热和辐射
ANSYS Fluent引入了丰富的模型来计算各类流体和固体间的辐射传热,包括全透明、半透明或不透明辐射。ANSYS Fluent不同频谱模型的选项能考虑波长相关性的仿真。它也可以考虑散射的影响。
① 在许多工业设备像涡轮叶片、发动机缸体和燃烧室,以及建筑和结构中,优化传热都非常关键。这些应用中,其核心是要精确预测对流传热,其中很多情况下,对固体内的热扩散和辐射传热也有着重要的作用。
② ANSYS Fluent软件有最新的共轭传热(CHT)技术,把流体动力学和固体材料的内部导热联合起来计算。固体域可以直接划分网格,或用壳模型做为薄壁模拟。相关的其它功能包括考虑通过薄挡板的导热、固体间接触面的热阻和固体表面镀膜的热阻。
③ ANSYS Fluent引入了丰富的模型来计算各类流体和固体间的辐射传热,包括全透明、半透明或不透明辐射。ANSYS Fluent不同频谱模型的选项能考虑波长相关性的仿真。它也可以考虑散射的影响。

►多相流
完整的模型组合让ANSYS Fluent能捕捉多个相间的相互作用,像气体和固体,离散颗粒和液滴,以及自由表面。
● 能洞察难以测量的设备内部
● 能捕捉多个相间的相互作用
● 提供了多流体(VOF)模型
● 用欧拉多相流模型分别求解各相的方程组
● 或者用更经济的混合相模型
● 欧拉多相流模型具备丰富的选项来求解质量、动量和能量交换

► 反应流
无论是模拟燃气轮机、汽车发动机或燃煤锅炉的燃烧,还是评估建筑物内部及周围和其它结构的火灾安全,ANSYS Fluent都提供了丰富的架构来模拟伴随化学反应和燃烧的流动。在ANSYS Fluent中,你可以用非预混、局部预混或预混燃烧模型来精确预测如火焰速度、位置、火焰后温度等参数。
● 提供了丰富的架构模拟伴随化学反应和燃烧的流动
● 提供了诸如涡耗散概念、PDF输运及刚性有限速率反应等新模型
● 包括涡破碎和有限速率等成熟的模型
● 扩展连贯小火焰模型(ECFM)适合像内燃机这类特殊的应用
● 反应流模型能处理大量的气体、煤和液体燃料燃烧模拟
● 预测SOx生成、NOx生成和分解的特殊模型
● 反应流模型能和真实气体模型、LES、DES湍流模型联合使用

►声学
ANSYS Fluent能用几种方法计算非稳态压力脉动引起的噪声,以求解声学仿真。瞬态LES对表面压力的预测能用内嵌的傅立叶变换工具(FFT)转化为频谱。Ffowcs–Williams和Hawkins声类比能模拟各种的声传播,从暴露的钝体到旋转风扇叶片。宽频噪声模型能基于稳态仿真的结果预估声源。

► 流固耦合
在Workbench统一用户环境中通过Fluent和 ANSYS 结构力学解决方案的耦合可以模拟固体运动对流体流动的影响。Fluent用户可以使用稳健、精确的双向FSI,无需购买、管理、设置第三方耦合软件和前后处理软件。
● 可以模拟固体运动对流动的影响
● 可以很容易设置流固耦合(FSI)仿真
● 允许很大的边界位移
● 按需自动重新划分网格的选项

► 自动优化设计
Fluent的形状优化工具能自动调节几何参数,直到满足您的优化目标。例如汽车或飞机机翼空气动力学特性、喷嘴和管道中的优化流速等。
Fluent突破性的伴随求解器可从内部修改网格,以查看变更建议的效果。伴随求解器提供几何结构改进建议,而采用其它方法时成本会更高。

► Fluent for CATIA V5
这一可选模块将ANSYS Fluent完全集成到CATIA V5产品生命周期管理(PLM)环境中。它缩短了计算流体动力学(CFD)分析的时间,提供基于仿真的设计方法,所有设计、分析和优化工作均可在CATIA V5 PLM环境的统一工作流之中进行。

►后处理和数据输出
ANSYS Fluent的后处理工具能产生有意义的图像、动画和报告,让流体动力学结果的表达更容易。透明和不透明面、迹线、矢量图、云图、自定义变量和场景的创建只是后处理功能的一部分。求解数据能输出到ANSYS CFD-Post、第三方后处理软件或CAE软件中做进一步的分析。在ANSYS Workbench环境中,ANSYS Fluent求解数据能作为热或压力载荷映射到ANSYS仿真上。在单独模式中,ANSYS Fluent能把面上的结构和热载荷,以及体温度输出给第三方FEA网格。