Fluent流體仿真是一個通用的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)機械、移動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等領(lǐng)域。目前,與FLUENT合作的最佳標準網(wǎng)格軟件是ICEM,而不是已經(jīng)過時的GAMBIT。
Fluent流體仿真功能簡介
FLUENT系列軟件包括通用CFD軟件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP、工程設(shè)計軟件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。FLUENT軟件包含豐富的物理模型,可以模擬高超音速流場、轉(zhuǎn)彎、傳熱相變、化學(xué)反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機械、動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工等復(fù)雜機理的流動問題;
FLUENT軟件的動態(tài)網(wǎng)格技術(shù)處于絕對領(lǐng)先地位,包括專門針對多體分離問題的六自由度模型和發(fā)動機的兩維半動網(wǎng)格模型;
POLYFLOW是一種基于有限元法的CFD軟件,專門用于粘彈性材料的層流模擬。適用于塑料、樹脂等聚合物材料的擠出、吹塑、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動、傳熱和化學(xué)反應(yīng);
FloWizard是一種高度自動化的移動模擬工具,允許用戶在產(chǎn)品開發(fā)的早期快速準確地驗證設(shè)計。它引導(dǎo)用戶從頭到尾完成模擬過程,使模擬過程非常容易;
FLUENTForCATIAV5是專門為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是葉輪機械網(wǎng)格生成的專業(yè)軟件;
AIRPAK是HVAC工程師的CFD軟件,按照ISO7730標準提供舒適度、PMV、PPD等技術(shù)指標。
MIXSIM是一FD模擬軟件的專業(yè)攪拌槽;
除FLUENT外,常用的CFD軟件及相關(guān)仿真軟件還包括專業(yè)的三維流場分析軟件-CFX、三維CFD快速求解器-CART3D、流體系統(tǒng)仿真、設(shè)計與優(yōu)化平臺-Flowmaster、專業(yè)的離散元仿真分析軟件-EDEM等。
Fluent流體仿真軟件特點
FLUENT軟件具有以下特點:
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/變形網(wǎng)格技術(shù)主要解決邊界運動的問題。用戶只需指定初始網(wǎng)格和運動墻的邊界條件,其余的網(wǎng)格變化完全由解算器自動生成。網(wǎng)格變形有三種方法:彈簧壓縮、動態(tài)鋪裝和局部網(wǎng)格重生。其局部網(wǎng)格重生是FLUENT獨有的,應(yīng)用廣泛,可用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、大變形問題和完全由流動產(chǎn)生的力決定;
FLUENT軟件具有很強的網(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/變形網(wǎng)格和滑動網(wǎng)格。值得強調(diào)的是,F(xiàn)LUENT軟件還具有多種基于解的網(wǎng)格自適應(yīng)、動態(tài)自適應(yīng)技術(shù)和動態(tài)網(wǎng)格與網(wǎng)格動態(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)軟件中最常見的;
FLUENT軟件包含豐富先進的物理模型,使用戶能夠準確模擬無粘流、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)包含強制/自然/混合對流、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);
以熱交換器為對象的風(fēng)扇、散熱器集中參數(shù)模型;
慣性或非慣性坐標系、復(fù)數(shù)基準坐標系和滑動網(wǎng)格;
模型化后動靜翼相互作用的連續(xù)界面;
預(yù)測流體噪聲的聲學(xué)模型基于精細流場解算;
質(zhì)量、動量、熱量、化學(xué)成分的體積源;
物性參數(shù)豐富的數(shù)據(jù)庫;
磁流體模塊主要模擬電磁場與導(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之間的動量、質(zhì)量和熱交換;
高效并行計算功能提供多種自動/手動分區(qū)算法;內(nèi)置MPI并行機制大大提高了并行效率。此外,F(xiàn)LUENT具有獨特的動態(tài)負載平衡功能,確保全球高效并行計算;
FLUENT軟件提供友好的用戶界面,并為用戶提供二次開發(fā)界面(UDF);
FLUENT軟件采用C/C++語言編寫,大大提高了計算機內(nèi)存的利用率;
在CFD軟件中,F(xiàn)luent軟件是目前國內(nèi)外使用最多、最流行的商業(yè)軟件之一。Fluent的軟件設(shè)計基于“CFD計算機軟件群的概念”,針對每一種流動的物理問題的特點,采用適合于它的數(shù)值解法在計算速度、穩(wěn)定性和精度等各方面達到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利時PolyFlow和Fluent Dynamical International(FDI)的全部技術(shù)力量(前者是公認的在黏彈性和聚合物流動模擬方面占領(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。