課程大綱： Ansys CFX培訓(xùn)：CFX流體分析培訓(xùn)
ANSYS CFX是一款高端的、通用的流體動(dòng)力學(xué)軟件,在過(guò)去20年來(lái)已經(jīng)被用來(lái)解決了廣泛的流動(dòng)問(wèn)題。ANSYS CFX的核心是其先進(jìn)的求解技術(shù),這是快速、穩(wěn)健地獲得可靠精確結(jié)果的關(guān)鍵。現(xiàn)代化的、高度并行的求解器是大量物理模型的基礎(chǔ),這些物理模型能虛擬地捕捉任意和流動(dòng)相關(guān)的現(xiàn)象。該求解器及其豐富的物理模型被包裝為一個(gè)現(xiàn)代的、直觀的、靈活的用戶界面,并可以用對(duì)話文件、腳本和強(qiáng)大的表達(dá)式語(yǔ)言進(jìn)行定制和自動(dòng)化。
然而ANSYS CFX絕不僅僅是一個(gè)強(qiáng)大的CFD軟件。集成進(jìn) ANSYS Workbench平臺(tái)后,具有和所有主流CAD系統(tǒng)間的高級(jí)雙向鏈接,具有用 ANSYS DesignModeler技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)大的幾何修改和創(chuàng)建,具有 ANSYS Meshing中的高級(jí)網(wǎng)格技術(shù),以及在不同應(yīng)用間通過(guò)簡(jiǎn)易的拖曳共享數(shù)據(jù)和結(jié)果,例如,用流體求解給定邊界的結(jié)果,做為后續(xù)結(jié)構(gòu)仿真的載荷。和 ANSYS 結(jié)構(gòu)力學(xué) 產(chǎn)品的天然雙向連接,可以在同樣易用的環(huán)境下捕捉復(fù)雜的流固耦合(FSI)問(wèn)題,這為用戶節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)、管理或運(yùn)行第三方耦合軟件的需求。
直觀、參數(shù)化、自動(dòng)化的工作流
ANSYS CFX集成在統(tǒng)一的 ANSYS Workbench平臺(tái)下,該平臺(tái)已經(jīng)成為工業(yè)界廣泛、深入的先進(jìn)工程仿真技術(shù)組合的基礎(chǔ)。這一易用的平臺(tái)提供了CAD雙向參數(shù)連接,強(qiáng)大的幾何和網(wǎng)格工具,自動(dòng)的項(xiàng)目級(jí)更新機(jī)制,遍布各處的參數(shù)管理,多場(chǎng)仿真管理,以及集成的優(yōu)化工具。
網(wǎng)格靈活性
ANSYS CFX軟件的網(wǎng)格具有完全的靈活性,包括能相對(duì)容易地對(duì)復(fù)雜幾何生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格來(lái)求解流動(dòng)問(wèn)題。所支持的網(wǎng)格類(lèi)型包括三角形、四邊形、四面體、六面體、五面體和棱柱體(楔形)。ANSYS Workbench允許你讀入自己的CAD幾何,在ANSYS DesignModeler中準(zhǔn)備為CFD所用,在ANSYS Mesh部件中自動(dòng)或手動(dòng)劃分網(wǎng)格。
精確的數(shù)值算法
ANSYS CFX能穩(wěn)健高效地求解所有的物理模型和流動(dòng)類(lèi)型,包括穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài),不可壓縮或可壓縮流動(dòng)(從低亞音速流到超高音速),層流或湍流,牛頓流或非牛頓流,理想氣體或真實(shí)氣體。
湍流模型
絕大多數(shù)工業(yè)流動(dòng)都是湍流,因此ANSYS CFX軟件一直重點(diǎn)關(guān)注開(kāi)發(fā)領(lǐng)先的湍流模型,精確有效地捕捉湍流效應(yīng)。 對(duì)統(tǒng)計(jì)湍流模型來(lái)說(shuō),ANSYS CFX提供了多種常見(jiàn)的雙方程模型和雷諾應(yīng)力模型。然而,由于對(duì)非平衡湍流邊界層流動(dòng)和傳熱的預(yù)測(cè)有明顯的優(yōu)勢(shì),經(jīng)廣泛測(cè)試的剪切應(yīng)力湍流模型(SST)受關(guān)注。
傳熱和輻射
在許多工業(yè)設(shè)備像渦輪葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和燃燒室,以及建筑和結(jié)構(gòu)中,優(yōu)化傳熱都是關(guān)鍵的。在這些應(yīng)用中,其核心是精確地預(yù)測(cè)對(duì)流傳熱,其中很多情況下,對(duì)固體內(nèi)的熱擴(kuò)散和輻射傳熱也起著重要的作用。.
多相流
許多CFD應(yīng)用包含的流體是多相而不僅是一相。ANSYS CFX是多相流模型技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。其各類(lèi)功能讓工程師能洞察那些常常難以測(cè)量的設(shè)備內(nèi)部。完整的模型組合讓ANSYS CFX能捕捉多個(gè)相間的相互作用,像氣體和固體,離散顆粒和液滴,以及自由表面。所有這些模型都極大地受益于耦合求解技術(shù),實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)健的、可擴(kuò)展的多相流解決方案。
化學(xué)反應(yīng)和燃燒
無(wú)論是模擬燃?xì)廨啓C(jī)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)或燃煤鍋爐的燃燒,還是評(píng)估建筑物內(nèi)部及周?chē)推渌Y(jié)構(gòu)的火災(zāi)安全,ANSYS CFX軟件都有豐富的架構(gòu)來(lái)模擬伴隨化學(xué)反應(yīng)和燃燒的流動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)機(jī)械
ANSYS CFX是這一高要求工業(yè)領(lǐng)域的CFD領(lǐng)導(dǎo)者,該領(lǐng)域?qū)取⒎€(wěn)健性和速度的要求都是苛刻的。過(guò)去20多年在旋轉(zhuǎn)機(jī)械仿真方面積累的經(jīng)驗(yàn)保證了ANSYS CFX軟件具有精確、穩(wěn)健和有效的模型和架構(gòu),用來(lái)模擬所有類(lèi)型的水泵、風(fēng)扇、壓縮機(jī)、燃?xì)鉁u輪和水輪機(jī)。
流固耦合
可以通過(guò)ANSYS CFX軟件和 ANSYS 結(jié)構(gòu)力學(xué)的耦合來(lái)模擬固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流動(dòng)的影響。在統(tǒng)一的用戶環(huán)境(ANSYS Workbench)中能容易地設(shè)置流固耦合(FSI)仿真。ANSYS CFX FSI解決方案在工業(yè)界是以雙向FSI的穩(wěn)健性、可用性、精確性而領(lǐng)先的。用戶無(wú)需購(gòu)買(mǎi)、管理、設(shè)置第三方耦合軟件和前后處理軟件。
浸入固體方法
浸入固體方法是ANSYS CFX中一種附加的FSI功能,由于該方法避免了網(wǎng)格變形和重新劃分,因此能模擬固體在流體域內(nèi)無(wú)限制的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)浸入的固體在流體域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),重疊區(qū)域的流場(chǎng)解會(huì)通過(guò)施加適當(dāng)?shù)脑错?xiàng)進(jìn)行調(diào)整,以反映固體的存在。固體的運(yùn)動(dòng)可以由用戶靈活定義,或者由ANSYS CFX的剛體求解器獲得。
強(qiáng)大可擴(kuò)展的高性能計(jì)算能力
ANSYS CFX引入了針對(duì)新的多核處理器的優(yōu)化,極大地從新的處理器架構(gòu)、伴有優(yōu)化通訊的分區(qū)算法、不同處理器間的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡中受益。ANSYS CFD HPC易于使用且在多個(gè)系統(tǒng)中如期工作,包括從多核工作站到高端的HPC集群。
材料屬性
流動(dòng)條件會(huì)影響材料的詳細(xì)行為,如壓力或溫度對(duì)CFD結(jié)果的精度有關(guān)鍵的影響。ANSYS CFX提供廣泛的材料模型選項(xiàng),確保沒(méi)有什么能阻止獲得高可信結(jié)果。
定制和全項(xiàng)目范圍腳本工具
ANSYS CFX軟件提供了許多定制和自動(dòng)化的選擇,包括用戶定義擴(kuò)展GUI,能讓高級(jí)用戶用面向應(yīng)用的語(yǔ)言和示意圖來(lái)創(chuàng)建定制的輸入面板;包括可定制的模型庫(kù),有對(duì)復(fù)雜或重復(fù)使用案例的預(yù)先設(shè)置;包括宏和錄制文件的批處理;包括能接入Perl編程語(yǔ)言,實(shí)現(xiàn)大限度的編程。
后處理和數(shù)據(jù)輸出
ANSYS CFX的后處理工具能產(chǎn)生有意義的圖片、動(dòng)畫(huà)和報(bào)告,讓流體動(dòng)力學(xué)結(jié)果的表達(dá)更容易。透明和不透明面、跡線、矢量圖、云圖、自定義變量和場(chǎng)景構(gòu)建只是后處理特征的一部分。求解數(shù)據(jù)能輸出到 ANSYS CFD-Post、第三方后處理軟件或CAE軟件中做進(jìn)一步的分析。在 ANSYS Workbench 環(huán)境中,ANSYS CFX求解數(shù)據(jù)能把熱或壓力載荷映射到ANSYS仿真上。在單獨(dú)模式中,ANSYS CFX能把面上的結(jié)構(gòu)和熱載荷,以及體溫度輸出給第三方FEA網(wǎng)格。
附加模塊
ANSYS DesignModeler 提供了仿真獨(dú)有的幾何建模功能。包括CAD幾何修改、創(chuàng)建包裹的流體域、詳細(xì)的幾何建模和概念模型創(chuàng)建工具等特征。 對(duì)使用爛模型或復(fù)雜模型的高級(jí)用戶,ANSYS ICEM CFD 和 ANSYS TGrid 軟件擴(kuò)展了ANSYS Meshing的功能。
知識(shí)管理已就緒
ANSYS CFD技術(shù)已經(jīng)可以和 ANSYS 工程知識(shí)管理(EKM)一起使用了。ANSYS EKM系統(tǒng)應(yīng)對(duì)仿真數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)。它通過(guò)管理重要的仿真數(shù)據(jù)來(lái)幫助工程師,包括歸檔、備份、可追蹤、保持審核記錄、合作和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。通過(guò)這些功能適當(dāng)?shù)夭蹲紸NSYS CFD仿真獲得的知識(shí),并準(zhǔn)備好將之用于企業(yè)的工程過(guò)程。
加入高級(jí)會(huì)員獲得助教答疑
