Fluent流體仿真(CFD軟件包)

Fluent流體仿真是一個(gè)通用的CFD軟件包，用于模擬從不可壓縮到高可壓縮范圍的復(fù)雜流量。FLUENT采用多種解決方案和多網(wǎng)格加速收斂技術(shù)，可以達(dá)到最佳的收斂速度和解決精度。靈活的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和基于解決方案的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)和成熟的物理模型使FLUENT廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)換和湍流、傳熱和相變、化學(xué)反應(yīng)和燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、移動(dòng)/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等領(lǐng)域。目前，與FLUENT合作的最佳標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格軟件是ICEM，而不是已經(jīng)過(guò)時(shí)的GAMBIT。

Fluent流體仿真功能簡(jiǎn)介

FLUENT系列軟件包括通用CFD軟件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP、工程設(shè)計(jì)軟件FLOWizard、FLUENTFORCATIAV5、TGRID、G/TURBO、CFD教學(xué)軟件FLOWLAB、ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM軟件等。
FLUENT軟件包括基于壓力的分離求解器、基于壓力的耦合求解器、基于密度的隱式求解器和基于密度的顯式求解器。多求解技術(shù)使FLUENT軟件能夠模擬從不壓縮到高超音速的各種復(fù)雜流場(chǎng)。FLUENT軟件包含豐富的物理模型，可以模擬高超音速流場(chǎng)、轉(zhuǎn)彎、傳熱相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、動(dòng)/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工等復(fù)雜機(jī)理的流動(dòng)問(wèn)題；
FLUENT軟件的動(dòng)態(tài)網(wǎng)格技術(shù)處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，包括專(zhuān)門(mén)針對(duì)多體分離問(wèn)題的六自由度模型和發(fā)動(dòng)機(jī)的兩維半動(dòng)網(wǎng)格模型；
POLYFLOW是一種基于有限元法的CFD軟件，專(zhuān)門(mén)用于粘彈性材料的層流模擬。適用于塑料、樹(shù)脂等聚合物材料的擠出、吹塑、拉絲、層流混合、涂層過(guò)程中的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)；
FloWizard是一種高度自動(dòng)化的移動(dòng)模擬工具，允許用戶在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期快速準(zhǔn)確地驗(yàn)證設(shè)計(jì)。它引導(dǎo)用戶從頭到尾完成模擬過(guò)程，使模擬過(guò)程非常容易；
FLUENTForCATIAV5是專(zhuān)門(mén)為CATIA用戶定制的CFD軟件，將FLUENT完全集成到CATIAV5中，用戶使用FLUENT軟件就像使用CATIA其他分析環(huán)境一樣；
G/Turbo是葉輪機(jī)械網(wǎng)格生成的專(zhuān)業(yè)軟件；
AIRPAK是HVAC工程師的CFD軟件，按照ISO7730標(biāo)準(zhǔn)提供舒適度、PMV、PPD等技術(shù)指標(biāo)。
MIXSIM是一FD模擬軟件的專(zhuān)業(yè)攪拌槽；
除FLUENT外，常用的CFD軟件及相關(guān)仿真軟件還包括專(zhuān)業(yè)的三維流場(chǎng)分析軟件-CFX、三維CFD快速求解器-CART3D、流體系統(tǒng)仿真、設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺(tái)-Flowmaster、專(zhuān)業(yè)的離散元仿真分析軟件-EDEM等。

Fluent流體仿真軟件特點(diǎn)

FLUENT軟件具有以下特點(diǎn)：
FLUENT軟件采用基于完全非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的有限體積法，并具有基于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)格單元的梯度算法；
常數(shù)/非常流模擬，并增加快速非常模擬功能；
FLUENT軟件中的移動(dòng)/變形網(wǎng)格技術(shù)主要解決邊界運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。用戶只需指定初始網(wǎng)格和運(yùn)動(dòng)墻的邊界條件，其余的網(wǎng)格變化完全由解算器自動(dòng)生成。網(wǎng)格變形有三種方法：彈簧壓縮、動(dòng)態(tài)鋪裝和局部網(wǎng)格重生。其局部網(wǎng)格重生是FLUENT獨(dú)有的，應(yīng)用廣泛，可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、大變形問(wèn)題和完全由流動(dòng)產(chǎn)生的力決定；
FLUENT軟件具有很強(qiáng)的網(wǎng)格支持能力，支持界面不連續(xù)的網(wǎng)格、混合網(wǎng)格、移動(dòng)/變形網(wǎng)格和滑動(dòng)網(wǎng)格。值得強(qiáng)調(diào)的是，F(xiàn)LUENT軟件還具有多種基于解的網(wǎng)格自適應(yīng)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)技術(shù)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)格與網(wǎng)格動(dòng)態(tài)自適應(yīng)相結(jié)合的技術(shù)；
FLUENT軟件包括三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商業(yè)軟件中最常見(jiàn)的；
FLUENT軟件包含豐富先進(jìn)的物理模型，使用戶能夠準(zhǔn)確模擬無(wú)粘流、層流和湍流。湍流模型包括Spalart-Allmaras模型、k-ω模型組、k-δ模型組、雷諾應(yīng)力模型(RSM)組、大渦模擬(LES)組、最新分離渦模擬(DES)和V2F模型。此外，用戶還可以定制或添加自己的湍流模型；
適用于牛頓流體，非牛頓流體；
熱傳導(dǎo)包含強(qiáng)制/自然/混合對(duì)流、固體/流體熱傳導(dǎo)和輻射；
混合/反應(yīng)化學(xué)成分；
自由表面流模型、歐拉多相流模型、混合多相流模型、顆粒相模型、空穴兩相流模型、濕蒸汽模型；
熔化溶化/凝固；蒸發(fā)/冷凝相變模型；
拉格朗日跟蹤計(jì)算離散相；
不均勻滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導(dǎo)、多孔介質(zhì)模型(考慮多孔介質(zhì)壓力突變)；
以熱交換器為對(duì)象的風(fēng)扇、散熱器集中參數(shù)模型；
慣性或非慣性坐標(biāo)系、復(fù)數(shù)基準(zhǔn)坐標(biāo)系和滑動(dòng)網(wǎng)格；
模型化后動(dòng)靜翼相互作用的連續(xù)界面；
預(yù)測(cè)流體噪聲的聲學(xué)模型基于精細(xì)流場(chǎng)解算；
質(zhì)量、動(dòng)量、熱量、化學(xué)成分的體積源；
物性參數(shù)豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)；
磁流體模塊主要模擬電磁場(chǎng)與導(dǎo)電流體的相互作用；
連續(xù)纖維模塊主要模擬纖維與氣體流動(dòng)之間的動(dòng)量、質(zhì)量和熱交換；
高效并行計(jì)算功能提供多種自動(dòng)/手動(dòng)分區(qū)算法；內(nèi)置MPI并行機(jī)制大大提高了并行效率。此外，F(xiàn)LUENT具有獨(dú)特的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡功能，確保全球高效并行計(jì)算；
FLUENT軟件提供友好的用戶界面，并為用戶提供二次開(kāi)發(fā)界面(UDF)；
FLUENT軟件采用C/C++語(yǔ)言編寫(xiě)，大大提高了計(jì)算機(jī)內(nèi)存的利用率；

在CFD軟件中，F(xiàn)luent軟件是目前國(guó)內(nèi)外使用最多、最流行的商業(yè)軟件之一。Fluent的軟件設(shè)計(jì)基于“CFD計(jì)算機(jī)軟件群的概念”，針對(duì)每一種流動(dòng)的物理問(wèn)題的特點(diǎn)，采用適合于它的數(shù)值解法在計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等各方面達(dá)到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利時(shí)PolyFlow和Fluent Dynamical International（FDI）的全部技術(shù)力量（前者是公認(rèn)的在黏彈性和聚合物流動(dòng)模擬方面占領(lǐng)先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD軟件方面領(lǐng)先的公司 ），因此Fluent具有以上軟件的許多優(yōu)點(diǎn)。