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1.1 概述
Fluent是目前可用的、功能強(qiáng)大的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件工具，能夠讓您更深入更快速地優(yōu)化自己的產(chǎn)品性能。Fluent內(nèi)含經(jīng)充分驗(yàn)證過(guò)的物理建模功能，能為廣泛的CFD和多物理場(chǎng)應(yīng)用提供快速、準(zhǔn)確的結(jié)果。
ANSYS Fluent軟件內(nèi)置豐富的模型流、湍流、熱傳導(dǎo)和工業(yè)應(yīng)用相互作用所需的物理建模功能，應(yīng)用范圍涵蓋機(jī)翼氣流、爐內(nèi)燃燒、泡罩塔、石油平臺(tái)、血流、半導(dǎo)體制造、無(wú)塵室設(shè)計(jì)和污水處理廠。借助專用模型，該軟件能夠?qū)飧變?nèi)燃燒、空氣聲學(xué)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械和多物理場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行建模，從而進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用范圍。
1.2 適用領(lǐng)域
● 輻射傳導(dǎo)熱分析
● 聲學(xué)與噪聲分析
● 燃燒與化學(xué)反應(yīng)分析
● 流固耦合分析
● 相變、多相流分析
● 用戶自定義
1.3 功能特點(diǎn)
快速靈活的工作流
Fluent完全集成在ANSYS Workbench環(huán)境中，該平臺(tái)可支持實(shí)現(xiàn)快速靈活的工作流、CAD連接以及強(qiáng)大的幾何結(jié)構(gòu)建模和網(wǎng)格剖分功能。內(nèi)置的參數(shù)管理器使其方便快速探索多個(gè)設(shè)計(jì)選項(xiàng)。
● 無(wú)需繁瑣的返工即可快速地準(zhǔn)備流動(dòng)分析所需設(shè)備/過(guò)程的幾何
● 避免了相同數(shù)據(jù)模型的復(fù)制，而是在基本流動(dòng)之外的物理場(chǎng)間一致性地共享這些數(shù)據(jù)
● 容易定義幾何、網(wǎng)格、物理和后處理的一系列變化
● 通過(guò)增加對(duì)可變性和設(shè)計(jì)敏感度的理解，改進(jìn)了設(shè)備/過(guò)程的質(zhì)量
● 容易設(shè)置并運(yùn)行多物理場(chǎng)仿真
為多物理場(chǎng)構(gòu)建
對(duì)流固耦合（FSI）等多物理場(chǎng)造成的復(fù)雜而又往往違反直覺(jué)的相互作用，有著更深入的洞察。ANSYS Fluent與ANSYS Workbench完美集成，可提供與ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell及其它仿真技術(shù)的完整雙向交互功能。
信心百倍地求解復(fù)雜模型
ANSYS Fluent能求解用于多相流、化學(xué)反應(yīng)和燃燒的復(fù)雜模型。即便是粘性流、湍流、內(nèi)外部流、流致噪聲預(yù)測(cè)、帶輻射和不帶輻射熱傳導(dǎo)也可以輕松地建立模型。
借助高性能計(jì)算（HPC）加速求解速度
借助HPC，ANSYS Fluent可提供運(yùn)行速度更快的CFD仿真解決方案，讓工程師和設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)周期中能夠更快速地做出更明智的決策。同時(shí)ANSYS HPC能在擁有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的處理器的系統(tǒng)上提供線性擴(kuò)展。HPC的意義不僅僅限于內(nèi)核數(shù)量的增加。ANSYS還可對(duì)處理器架構(gòu)、模型分區(qū)算法、優(yōu)化通信以及處理器間的負(fù)載均衡進(jìn)行優(yōu)化，能在各種仿真模型上以驚人的速度提供結(jié)果。
湍流模型
ANSYS Fluent軟件一直重點(diǎn)關(guān)注開(kāi)發(fā)先進(jìn)的湍流模型，準(zhǔn)確有效地捕捉湍流效應(yīng)。Menter–Langtry γ–θ層流-湍流轉(zhuǎn)換模型等多種創(chuàng)建模型僅可在Fluent獲得。
傳熱和輻射
ANSYS Fluent引入了豐富的模型來(lái)計(jì)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(xiàng)能考慮波長(zhǎng)相關(guān)性的仿真。它也可以考慮散射的影響。
① 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)化傳熱都非常關(guān)鍵。這些應(yīng)用中，其核心是要準(zhǔn)確預(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)散和輻射傳熱也有著重要的作用。
② ANSYS Fluent軟件有新型的共軛傳熱（CHT）技術(shù)，把流體動(dòng)力學(xué)和固體材料的內(nèi)部導(dǎo)熱聯(lián)合起來(lái)計(jì)算。固體域可以直接劃分網(wǎng)格，或用殼模型做為薄壁模擬。相關(guān)的其它功能包括考慮通過(guò)薄擋板的導(dǎo)熱、固體間接觸面的熱阻和固體表面鍍膜的熱阻。
③ ANSYS Fluent引入了豐富的模型來(lái)計(jì)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(xiàng)能考慮波長(zhǎng)相關(guān)性的仿真。它也可以考慮散射的影響。
多相流
完整的模型組合讓ANSYS Fluent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。
● 能洞察難以測(cè)量的設(shè)備內(nèi)部
● 能捕捉多個(gè)相間的相互作用
● 提供了多流體（VOF）模型
● 用歐拉多相流模型分別求解各相的方程組
● 或者用更經(jīng)濟(jì)的混合相模型
● 歐拉多相流模型具備豐富的選項(xiàng)來(lái)求解質(zhì)量、動(dòng)量和能量交換
反應(yīng)流
無(wú)論是模擬燃?xì)廨啓C(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)或燃煤鍋爐的燃燒，還是評(píng)估建筑物內(nèi)部及周圍和其它結(jié)構(gòu)的火災(zāi)安全，ANSYS Fluent都提供了豐富的架構(gòu)來(lái)模擬伴隨化學(xué)反應(yīng)和燃燒的流動(dòng)。在ANSYS Fluent中，你可以用非預(yù)混、局部預(yù)混或預(yù)混燃燒模型來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)如火焰速度、位置、火焰后溫度等參數(shù)。
● 提供了豐富的架構(gòu)模擬伴隨化學(xué)反應(yīng)和燃燒的流動(dòng)
● 提供了諸如渦耗散概念、PDF輸運(yùn)及剛性有限速率反應(yīng)等新模型
● 包括渦破碎和有限速率等成熟的模型
● 擴(kuò)展連貫小火焰模型（ECFM）適合像內(nèi)燃機(jī)這類特殊的應(yīng)用
● 反應(yīng)流模型能處理大量的氣體、煤和液體燃料燃燒模擬
● 預(yù)測(cè)SOx生成、NOx生成和分解的特殊模型
● 反應(yīng)流模型能和真實(shí)氣體模型、LES、DES湍流模型聯(lián)合使用
聲學(xué)
ANSYS Fluent能用幾種方法計(jì)算非穩(wěn)態(tài)壓力脈動(dòng)引起的噪聲，以求解聲學(xué)仿真。瞬態(tài)LES對(duì)表面壓力的預(yù)測(cè)能用內(nèi)嵌的傅立葉變換工具（FFT）轉(zhuǎn)化為頻譜。Ffowcs–Williams和Hawkins聲類比能模擬各種的聲傳播，從暴露的鈍體到旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片。寬頻噪聲模型能基于穩(wěn)態(tài)仿真的結(jié)果預(yù)估聲源。
流固耦合
在Workbench統(tǒng)一用戶環(huán)境中通過(guò)Fluent和 ANSYS 結(jié)構(gòu)力學(xué)解決方案的耦合可以模擬固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流體流動(dòng)的影響。Fluent用戶可以使用穩(wěn)健、準(zhǔn)確的雙向FSI，無(wú)需購(gòu)買、管理、設(shè)置第三方耦合軟件和前后處理軟件。
● 可以模擬固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流動(dòng)的影響
● 可以很容易設(shè)置流固耦合（FSI）仿真
● 允許很大的邊界位移
● 按需自動(dòng)重新劃分網(wǎng)格的選項(xiàng)
自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
Fluent的形狀優(yōu)化工具能自動(dòng)調(diào)節(jié)幾何參數(shù)，直到滿足您的優(yōu)化目標(biāo)。例如汽車或飛機(jī)機(jī)翼空氣動(dòng)力學(xué)特性、噴嘴和管道中的優(yōu)化流速等。
Fluent突破性的伴隨求解器可從內(nèi)部修改網(wǎng)格，以查看變更建議的效果。伴隨求解器提供幾何結(jié)構(gòu)改進(jìn)建議，而采用其它方法時(shí)成本會(huì)更高。
Fluent for CATIA V5
這一可選模塊將ANSYS Fluent完全集成到CATIA V5產(chǎn)品生命周期管理（PLM）環(huán)境中。它縮短了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析的時(shí)間，提供基于仿真的設(shè)計(jì)方法，所有設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化工作均可在CATIA V5 PLM環(huán)境的統(tǒng)一工作流之中進(jìn)行。
后處理和數(shù)據(jù)輸出
ANSYS Fluent的后處理工具能產(chǎn)生有意義的圖像、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)景的創(chuàng)建只是后處理功能的一部分。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 Fluent求解數(shù)據(jù)能作為熱或壓力載荷映射到ANSYS仿真上。在單獨(dú)模式中，ANSYS Fluent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。
