CFD软件之phoenics.doc
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"CFD软件之phoenics.doc" CFD(Computational Fluid Dynamics)软件是用于解决工程中的流体和传热问题的计算机模拟工具之一。目前,比较好的 CFD 软件有 Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD,其中 Fluent 是美国公司软件,而 CFX、Phoenics、Star-CD 是英国公司的产品。 Fluent 是目前国际上比较流行的商用 CFD 软件包,在美国的市场占有率为 60%。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能,在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。其在石油天然气工业上的应用包括:燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。 Fluent 的软件设计基于 CFD 软件群的思想,从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,FLUENT 软件采用不同的离散格式和数值方法,以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合,从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。 Fluent 开发了适用于各个领域的流动模拟软件,这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象,软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同,因此大大方便了用户。 Fluent 的软件模块包括: * GAMBIT——专用的 CFD 前置处理器,FLUENT 系列产品皆采用 FLUENT 公司自行研发的 Gambit 前处理软件来建立几何形状及生成网格,是一具有超强组合建构模型能力之前处理器,然后由 Fluent 进行求解。 * Fluent5.4——基于非结构化网格的通用 CFD 求解器,针对非结构性网格模型设计,是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的 CFD 软件。 * Fidap——基于有限元方法的通用 CFD 求解器,为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件,是全球第一套使用有限元法于 CFD 领域的软件。 * Polyflow——针对粘弹性流动的专用 CFD 求解器,用有限元法仿真聚合物加工的 CFD 软件,主要应用于塑料射出成形机,挤型机和吹瓶机的模具设计。 * Mixsim——针对搅拌混合问题的专用 CFD 软件,是一个专业化的前处理器,可建立搅拌槽及混合槽的几何模型,不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。 * Icepak——专用的热控分析 CFD 软件,专门仿真电子电机系统内部气流,温度分布的 CFD 分析软件,特别是针对系统的散热问题作仿真分析。 CFX 是由英国 AEA 公司开发,是一种实用流体工程分析工具,用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。适用于直角/柱面/旋转坐标系,稳态/非稳态流动,瞬态/滑移网格,不可压缩/弱可压缩/可压缩流体,浮力流,多相流,非牛顿流体,化学反应,燃烧,NOx 生成,辐射,多孔介质及混合传热过程。 CFX 采用有限元法,自动时间步长控制,SIMPLE 算法,代数多网格、ICCG、Line、Stone和 Block Stone 解法。能有效、精确地表达复杂几何形状,任意连接模块即可构造所需的几何图形。在每一个模块内,网格的生成可以确保迅速、可靠地进行,这种多块式网格允许扩展和变形,例如计算气缸中活塞的运动和自由表面的运动。 滑动网格功能允许网格的各部分可以相对滑动或旋转,这种功能可以用于计算牙轮钻头与井壁间流体的相互作用。CFX 引进了各种公认的湍流模型。例如:k-e 模型,低雷诺数k-e 模型,RNG k-e 模型,代数雷诺应力模型,微分雷诺应力模型,微分雷诺通量模型等。CFX 的多相流模型可用于分析工业生产中出现的各种流动。包括单体颗粒运动模型,连续相及分散相的多相流模型和自由表面的流动模型。
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