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ANSYS Fluent軟件(jiàn)包含了廣泛的物理(lǐ)模型，能模拟工(gōng)業應用中的流動、傳熱和反應，這些工(gōng)業應用涵蓋了從飛機機翼的空氣外流到鍋爐的燃燒，從塔内氣泡流到鑽井平台，從血液流動到半導體制造，以及從潔淨室設計到污水處理(lǐ)廠。一些特殊的模型如(rú)内燃機燃燒、氣動噪聲、旋轉機械和多相(xiàng)流系統也進一步擴大(dà)了軟件(jiàn)的應用範圍。
适用領域
● 輻射傳導熱
● 燃燒與化學反應 ● 聲學與噪聲
● 流固耦合
功能和特點
直觀、參數化、自(zì)動化的工(gōng)作(zuò)流程
ANSYS Fluent集成在統一的ANSYS Workbench平台下，該平台已經成爲工(gōng)業界最廣泛、最深入的先進工(gōng)程仿真技術組合的基礎。ANSYS Fluent提供了CFD仿真中史無前例的生(shēng)産力，實現仿真驅動産品設計。
● 無需繁瑣的返工(gōng)即可(kě)快(kuài)速地準備流動分(fēn)析所需設備/過程的幾何
● 避免了相(xiàng)同數據模型的複制，而是在基本流動之外的物理(lǐ)場間一緻性地共享這些數據
● 很容易定義幾何、網格、物理(lǐ)和後處理(lǐ)的一系列參數變化，隻點擊一次鼠标即可(kě)自(zì)動得(de)到一系列新的CFD結果
● 通過增加對可(kě)變性和設計敏感度的理(lǐ)解，改進了設備/過程的質量
● 容易設置并運行多物理(lǐ)場仿真
網格靈活
ANSYS Fluent軟件(jiàn)的網格具有完全的靈活性，包括能相(xiàng)對容易地對複雜幾何生(shēng)成非結構網格來求解流動問題。網格類型包括三角形、四邊形、四面體、六面體、棱柱體（楔形）和多面體。ANSYS Workbench允許讀入CAD模型，在ANSYS DesignModeler中準備好後爲CFD所用，在ANSYS Mesh部件(jiàn)中自(zì)動或手動劃分(fēn)網格。ANSYS Meshing也能自(zì)動從CAD裝配體中抽取流體域，用Cutcell方法劃分(fēn)網格，該方法能創建包括六面體單元或切分(fēn)四面體方法的非一緻網格。兩種方法都(dōu)支持邊界層網格生(shēng)成，這對精确解析近壁面流動區非常關鍵。ANSYS Fluent也可(kě)以基于流場結果的動态網格加密或粗化。
被證實的求解技術和精确的數值算法
ANSYS Fluent能穩健高效地求解所有的物理(lǐ)模型和流動類型，包括穩态或瞬态，不可(kě)壓縮或可(kě)壓縮流動（從低亞音速流到超高音速），層流或湍流，牛頓流或非牛頓流，理(lǐ)想氣體或真實氣體。
ANSYS Fluent具有适用于任何應用的穩健求解器：完全分(fēn)離的壓力基求解器，帶有拟瞬态選項的耦合壓力基求解器，隐式和顯式的密度基求解器。
湍流模型
● 精确有效地捕捉湍流效應
● 多種常見的雙方程模型和雷諾應力模型
● 提供創新的模型來求解層流到湍流的轉捩
● 大(dà)量的尺度解析湍流模型
● 嵌入式LES（E-LES）選項
傳熱和輻射
在許多工(gōng)業設備像渦輪葉片、發動機缸體和燃燒室，以及建築和結構中，優化傳熱都(dōu)非常關鍵。這些應用中，其核心是要精确預測對流傳熱，其中很多情況下，對固體内的熱擴散和輻射傳熱也有着重要的作(zuò)用。
ANSYS Fluent軟件(jiàn)有最新的共轭傳熱（CHT）技術，把流體動力學和固體材料的内部導熱聯合起來計算。固體域可(kě)以直接劃分(fēn)網格，或用殼模型做爲薄壁模拟。相(xiàng)關的其它功能包括考慮通過薄擋闆的導熱、固體間接觸面的熱阻和固體表面鍍膜的熱阻。
ANSYS Fluent引入了豐富的模型來計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能考慮波長相(xiàng)關性的仿真。它也可(kě)以考慮散射的影(yǐng)響。
多相(xiàng)流
● 能洞察難以測量的設備内部
● 能捕捉多個相(xiàng)間的相(xiàng)互作(zuò)用
● 提供了多流體（VOF）模型
● 用歐拉多相(xiàng)流模型分(fēn)别求解各相(xiàng)的方程組，或者用更經濟的混合相(xiàng)模型
● 歐拉多相(xiàng)流模型具備豐富的選項來求解質量、動量和能量交換
反應流
● 提供了豐富的架構模拟伴随化學反應和燃燒的流動
● 提供了諸如(rú)渦耗散概念、PDF輸運及剛性有限速率反應等新模型
● 包括渦破碎和有限速率等成熟的模型
● 擴展連貫小火(huǒ)焰模型（ECFM）适合像内燃機這類特殊的應用
● 反應流模型能處理(lǐ)大(dà)量的氣體、煤和液體燃料燃燒模拟
● 預測SOx生(shēng)成、NOx生(shēng)成和分(fēn)解的特殊模型
● 反應流模型能和真實氣體模型、LES、DES湍流模型聯合使用
聲學
對聲學來說，ANSYS Fluent能用幾種方法計算非穩态壓力脈動引起的噪聲。瞬态LES對表面壓力的預測能用内嵌的傅立葉變換工(gōng)具（FFT）轉化爲頻譜。Ffowcs–Williams和Hawkins聲類比能模拟各種的聲傳播，從暴露的鈍體到旋轉風扇葉片。寬頻噪聲模型能基于穩态仿真的結果預估聲源。
流固耦合
● 可(kě)以模拟固體運動對流動的影(yǐng)響
● 可(kě)以很容易設置流固耦合（FSI）仿真
● 允許很大(dà)的邊界位移
● 按需自(zì)動重新劃分(fēn)網格的選項
動網格
ANSYS Fluent的動網格能解決一些挑戰性的應用，包括内燃機流動、閥門、油箱分(fēn)離。有包括層鋪、光(guāng)順和網格重劃分(fēn)幾種不同的網格重建格式，可(kě)以在一個仿真中按需對不同部件(jiàn)使用不同方式。隻需要初始網格和邊界運動描述，關鍵幀網格替換能在求解過程中根據一系列提前生(shēng)成的網格進行替換（自(zì)動或手動）。内嵌的六自(zì)由度求解器能用于無約束的運動，如(rú)油箱分(fēn)離、船(chuán)體水動力、導彈發射和油箱晃蕩。動網格和ANSYS Fluent中大(dà)量其它模型兼容，包括噴霧破碎和燃燒模型、自(zì)由液面預測的多相(xiàng)流模型和可(kě)壓縮流等。
ANSYS Fluent也提供滑移網格和多重參考坐(zuò)标系模型，該模型在攪拌器、水泵和渦輪機械中已被驗證。
強大(dà)可(kě)擴展的高性能計算能力
ANSYS Fluent提供了強大(dà)的、可(kě)擴展的高性能計算（HPC）。用戶可(kě)以用ANSYS CFD HPC的并行來計算更高可(kě)信的CFD模型，包括更複雜的幾何細節（如(rú)全360度葉片流道而不是單流道），更複雜的物理(lǐ)（如(rú)瞬态湍流而不是穩态湍流模型）組成的系統。實際上，ANSYS Fluent能用64位技術并行運算包括幾十億甚至更多的網格。其結果是加強了對産品性能的洞察，而用其它方法都(dōu)無法進行這種洞察。對細節的理(lǐ)解能産生(shēng)巨大(dà)的商業益處，揭示可(kě)能導緻産品失敗或隐性故障的設計問題。使用HPC理(lǐ)解産品性能的細節能爲設計提供信心，幫助産品在市場取得(de)最終成功。
通過加快(kuài)單個CFD仿真的計算時間，ANSYS CFD HPC增加了産出。這能實現考慮多個設計思路(lù)，提供在設計早期就(jiù)做出正确的決定。使用ANSYS CFD HPC能幫助工(gōng)程人(rén)員更有效地開發幾乎任何産品。
ANSYS Fluent引入了針對最新的多核處理(lǐ)器的優化，極大(dà)地從最新的處理(lǐ)器架構、伴有優化通訊的分(fēn)區算法、以及不同處理(lǐ)器間的動态負載平衡中受益。ANSYS CFD HPC易于使用且能在多個系統中如(rú)期工(gōng)作(zuò)，包括從多核工(gōng)作(zuò)站(zhàn)到高端的HPC集群。對超過1000個處理(lǐ)器的系統已有線性的擴展性。
求解優化器，伴随求解器，網格變形器
ANSYS Fluent軟件(jiàn)提供形狀優化功能，能自(zì)動調整特定設計的幾何參數，直到該設計滿足優化目标。這類案例包括了汽車或飛機機翼的氣動優化，噴管和管道的流量優化。ANSYS Fluent也能使用 ANSYS合作(zuò)夥伴的優化軟件(jiàn)。
另外，ANSYS Fluent提供了開創性的伴随算法技術。通過調整幾何來判斷推薦改變的效果，伴随算法能讓你(nǐ)知道如(rú)何修改幾何來滿足設計目标。用其它方法很難得(de)到伴随算法所提供的單個仿真的信息。伴随算法計算工(gōng)程變量相(xiàng)對系統輸入的變化。離散的伴随求解器用來檢查下沉力（對F1應用），降低阻力（對汽車），減少總壓降（對管道）。對于超過1000萬網格的大(dà)規模問題，伴随求解器依然能穩健運行，并有優異的擴展性。
材料屬性
流動條件(jiàn)會影(yǐng)響材料的詳細行爲，如(rú)壓力或溫度對CFD結果的精度有關鍵的影(yǐng)響。ANSYS Fluent軟件(jiàn)提供廣泛的材料模型選項，确保沒有什麽能阻止獲得(de)最可(kě)信結果。
針對大(dà)範圍的液體、氣體和固體，ANSYS Fluent有豐富的材料屬性庫。理(lǐ)想流體和真實流體都(dōu)能用成熟的高級狀态方程來模拟。對粘性和導熱系數也有很多關系式，如(rú)基于動力學理(lǐ)論的薩姆蘭公式。對非牛頓流體，提供了豐富的粘性模型來考慮随剪切應變變化的行爲。
假設仿真中涉及到某個專有材料，或其它材料庫中沒有的材料，用戶能用ANSYS Fluent環境的靈活性容易地定義任何新材料，或者定義材料屬性和壓力、溫度、剪切應變速率等流場參數的關系式。用戶能直接在ANSYS Fluent 界面裏，用簡單的語法或用戶定義函數定義代數表達式，實現定制模型。
定制和全項目範圍腳本
對那些想要定制ANSYS Fluent軟件(jiàn)的人(rén)來說，用戶定義函數是一個流行的選擇。它有完整的文檔和培訓案例，以及技術支持。對經常需要重複設置的設備，如(rú)質子交換膜和固體氧化物燃料電池，以及磁流體，ANSYS全球咨詢網絡能提供或幫助創建模版。最後，大(dà)多數用戶操作(zuò)在ANSYS Fluent中能被錄制、修改、并和ANSYS Workbench（全項目範圍）腳本工(gōng)具結合，用于參數/文件(jiàn)/數據管理(lǐ)以及設計探索。
後處理(lǐ)和數據輸出
ANSYS Fluent的後處理(lǐ)工(gōng)具能産生(shēng)有意義的圖像、動畫和報告，讓流體動力學結果的表達更容易。透明和不透明面、迹線、矢量圖、雲圖、自(zì)定義變量和場景的創建隻是後處理(lǐ)功能的一部分(fēn)。求解數據能輸出到ANSYS CFD-Post、第三方後處理(lǐ)軟件(jiàn)或CAE軟件(jiàn)中做進一步的分(fēn)析。在ANSYS Workbench環境中，ANSYS Fluent求解數據能作(zuò)爲熱或壓力載荷映射到ANSYS仿真上。在單獨模式中，ANSYS Fluent能把面上的結構和熱載荷，以及體溫度輸出給第三方FEA網格。
知識管理(lǐ)已就(jiù)緒
ANSYS CFD技術已經可(kě)以和 ANSYS 工(gōng)程知識管理(lǐ)（EKM）一起使用了。ANSYS EKM系統應對仿真數據管理(lǐ)的挑戰，通過管理(lǐ)重要的仿真數據來幫助工(gōng)程師，包括歸檔、備份、可(kě)追蹤、保持審核記錄、合作(zuò)和知識産權保護。這些功能恰當地捕捉ANSYS CFD仿真獲得(de)的知識，并準備好将之用于企業的工(gōng)程過程。
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