Fluent 17.0新特性介绍

2016-08-10 by:CAE仿真在线来源:互联网

Ansys fluent 17.0 去年发布,官方介绍的新特点主要是10x,即速度增加10倍了(实际上这一说法主要针对HPC用户)。

同时根据笔者的使用,感觉主要特点是,算法逐渐改进,逐渐适应HPC计算模式,逐渐支持更大的模型,与ansys workbench关系更为紧密,主要体现在多物理场双向耦合功能的完善,因为fluent不能进行结构分析,需要依赖workbenchMechanical环境。

可视化程度更高,使用的难度总体上仍然没有太大变化。

1、用户界面

以前老版本中通过下拉菜单实现的功能目前可以通过ribbon界面来实现(从setup、solving到后处理)。一些常用的功能及设置都可以直接通过ribbon界面访问。

增强用户体验
- 界面元素可以在窗口停靠或不停靠,而且能全屏显示。
- TUI窗口以不同颜色显示不同类型的信息。(红色:错误信息;蓝色:用户输入;黑色:FLUENT生成的信息)

TUI窗口的右下角有复选框允许用户指定是否自动下拉窗口
在列表框中选择了多个列表项后,会显示选择的项数及总项数

图形窗口中的坐标轴图表允许用户快速显示3D视图的方向。

2、文档

Adjoint solver模块及battery模块的tutorial已经从原来的fluent advanced add-on module手册中移动到了fluent tutorial手册中。

3、求解器:数值

质量流量、质量通量及平均质量通量指定如今可以通过边界上的reference frame选项进行指定。在以前的版本中,这些物理量是区域运动的相对值且与选择的参考系无关。

可以使用transient profile指定事变的壁面转动及平动速度

Warped-face gradient correction,新的计算增强设计用于提高所有梯度方法(cell based、node based以及least squares based gradient)的梯度计算精度,对于低质量的计算网格更加有效。

对于耦合求解器,默认嵌入conservative coarsening选项用于代数多层求解器以提高收敛性,特别是对于native polyhedra网格(不是coverted polyhedra)及高长宽比的网格。

4、求解器:网格

当采用contact detection时,可以删除流体控制域。利用TUI命令/define/dynamic-mesh/controls/contact-parameters。需要注意的是先打开contact detection才可以使用上述TUI命令
网格检查功能增强,可以评估mapped mesh界面上的网格质量。有TUI命令define/mesh-interface/improve-quality可以进行质量检查且提高交界面网格质量。
可以在稳态问题中使用6DOF模型
用户现在可以在rigid body中使用UDF指定刚体运动或网格变形。同时也可以在相对或绝对参考系中定义变形和运动。

Dynamic Mesh Zones对话框中添加了刚体方位计算器。该计算器可以将旋转矩阵和欧拉角转换为轴和角度(刚体运动定义时需要这些参数)。

现在可以在FLUENT中使用overset网格,将复杂几何问题分解为简单的存在重叠网格的系统

5、Models

湍流模型
- 新增一种基于雷诺应力模型的湍流模型Stress-BSL模型。其使用线性模型用于压力-应变项,这点类似于stress-omega模型,但是在处理scale方程上有区别:其通过BSL k-w模型处理scale方程,因此消除了利用stress-omega模型时的自由来流的敏感性。

增强了Shielded Detached Eddy Simulation(SDES)及Stress-Blended Eddy Simulation(SBES)模型的功能,目前能够使用其所有的功能。

燃烧与组分传输
- 目前所有的CHEMKIN反应类型均能导入到FLUENT中
- 对于非预混、预混及部分预混燃烧,其层流扩散系数的统一刘易斯数估计目前利用混合层流热传导率及他们的比热来表述。这一方法与之前的层流扩散系数是关于混合物分子粘度计Schmidt数的函数类似。
- 对于非预混及部分预混燃烧模型,用户现在可以使用UDF指定scalar dissipation, mean mixture fraction grid, and mean progress variable grid for flamelet generation的变化。
- 利用组分传输模拟,用户现在可以模拟电极-电解液界面间的电化学反应

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。

ANSYS Fluent 17.0 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。

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)加快求解速度

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。

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。

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。

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。

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。

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。