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ANSYS CFD——流体动力学分析

做为一种工程方法,计算流体动力学(CFD)能对人们所关心的流场和其他物理现象进行细节模拟。其模拟结果能帮助人们了解产品(或过程)是如何运行的,发现运行中的问题,优化产品性能以及设计新的产品。这也是仿真驱动产品开发(SPDP)的一个重要组成部分。

同大多数先进技术一样,CFD从起初到如今集成到SPDP过程中,也经历了长期的发展。ANSYS如今不仅仅提供数值流场求解器,而是把流动模型和其他物理场模拟技术无缝集成,形成多物理场仿真方法。ANSYS的目标很明确:通过使用灵活而统一的ANSYS Workbench架构,提供高可信度的多物理场系统工具,从而真正实现SPDP。


通用流体求解器


ANSYS CFD技术提供著名的ANSYS FLUENT和ANSYS CFX产品,这两个产品已经单独发展了数十年,有许多共同的功能,也有一些明显的区别。它们都是基于控制体积的高精度技术,在大多数应用上都是依赖基于压力的求解技术。它们的区别主要在于积分流动方程以及求解这些方程的策略上。


ANSYS CFX使用类似结构求解器的基于有限元的离散方法,而ANSYS FLUENT使用的是基于有限体积法的离散方法。两者最终都形成了“控制体积”方程,保证了流动变量的精确守恒。ANSYS CFX软件使用一种方法(耦合代数多重网格法)来求解控制方程组,而ANSYS FLUENT提供了几种不同的方法:密度基、压力基的分离求解器、压力基的耦合求解器。两个求解器都包含了大量的高可信度物理模型。


另外,ANSYS CFD-Flo软件定位于设计人员使用的流体分析工具上,包括了设计人员最常使用的物理模型。并且和ANSYS Workbench的其他模块兼容,低费用而且使用简便,使得ANSYS CFD-Flo非常适合设计人员使用。


ANSYS CFD HPC高性能计算具有优秀的加速比,这使得大规模的物理问题能通过并行计算来实现。ANSYS CFD HPC使用超过1000个进程计算时都显示有接近线性的加速比。

ANSYS FLUENT软件集成进ANSYS Workbench后,能方便的完成优化计算。橄榄球周围的流场

ANSYS CFX完全集成在ANSYS Workbench中,动脉瘤模拟时壁面的应力分布

ANSYS FLUENT软件计算的车体周围的温度场分布

ANSYS CFX软件计算的汽车发动机内部的流场