課程大綱： Ansys CFX培訓：CFX流體分析培訓
ANSYS CFX是一款高端的、通用的流體動力學軟件,在過去20年來已經被用來解決了廣泛的流動問題。ANSYS CFX的核心是其先進的求解技術,這是快速、穩健地獲得可靠精確結果的關鍵。現代化的、高度并行的求解器是大量物理模型的基礎,這些物理模型能虛擬地捕捉任意和流動相關的現象。該求解器及其豐富的物理模型被包裝為一個現代的、直觀的、靈活的用戶界面,并可以用對話文件、腳本和強大的表達式語言進行定制和自動化。
然而ANSYS CFX絕不僅僅是一個強大的CFD軟件。集成進 ANSYS Workbench平臺后,具有和所有主流CAD系統間的高級雙向鏈接,具有用 ANSYS DesignModeler技術進行強大的幾何修改和創建,具有 ANSYS Meshing中的高級網格技術,以及在不同應用間通過簡易的拖曳共享數據和結果,例如,用流體求解給定邊界的結果,做為后續結構仿真的載荷。和 ANSYS 結構力學 產品的天然雙向連接,可以在同樣易用的環境下捕捉復雜的流固耦合(FSI)問題,這為用戶節省了購買、管理或運行第三方耦合軟件的需求。
直觀、參數化、自動化的工作流
ANSYS CFX集成在統一的 ANSYS Workbench平臺下,該平臺已經成為工業界廣泛、深入的先進工程仿真技術組合的基礎。這一易用的平臺提供了CAD雙向參數連接,強大的幾何和網格工具,自動的項目級更新機制,遍布各處的參數管理,多場仿真管理,以及集成的優化工具。
網格靈活性
ANSYS CFX軟件的網格具有完全的靈活性,包括能相對容易地對復雜幾何生成非結構網格來求解流動問題。所支持的網格類型包括三角形、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中準備為CFD所用,在ANSYS Mesh部件中自動或手動劃分網格。
精確的數值算法
ANSYS CFX能穩健高效地求解所有的物理模型和流動類型,包括穩態或瞬態,不可壓縮或可壓縮流動(從低亞音速流到超高音速),層流或湍流,牛頓流或非牛頓流,理想氣體或真實氣體。
湍流模型
絕大多數工業流動都是湍流,因此ANSYS CFX軟件一直重點關注開發領先的湍流模型,精確有效地捕捉湍流效應。 對統計湍流模型來說,ANSYS CFX提供了多種常見的雙方程模型和雷諾應力模型。然而,由于對非平衡湍流邊界層流動和傳熱的預測有明顯的優勢,經廣泛測試的剪切應力湍流模型(SST)受關注。
傳熱和輻射
在許多工業設備像渦輪葉片、發動機缸體和燃燒室,以及建筑和結構中,優化傳熱都是關鍵的。在這些應用中,其核心是精確地預測對流傳熱,其中很多情況下,對固體內的熱擴散和輻射傳熱也起著重要的作用。.
多相流
許多CFD應用包含的流體是多相而不僅是一相。ANSYS CFX是多相流模型技術的領導者。其各類功能讓工程師能洞察那些常常難以測量的設備內部。完整的模型組合讓ANSYS CFX能捕捉多個相間的相互作用,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,實現了穩健的、可擴展的多相流解決方案。
化學反應和燃燒
無論是模擬燃氣輪機、汽車發動機或燃煤鍋爐的燃燒,還是評估建筑物內部及周圍和其它結構的火災安全,ANSYS CFX軟件都有豐富的架構來模擬伴隨化學反應和燃燒的流動。
旋轉機械
ANSYS CFX是這一高要求工業領域的CFD領導者,該領域對精度、穩健性和速度的要求都是苛刻的。過去20多年在旋轉機械仿真方面積累的經驗保證了ANSYS CFX軟件具有精確、穩健和有效的模型和架構,用來模擬所有類型的水泵、風扇、壓縮機、燃氣渦輪和水輪機。
流固耦合
可以通過ANSYS CFX軟件和 ANSYS 結構力學的耦合來模擬固體運動對流動的影響。在統一的用戶環境(ANSYS Workbench)中能容易地設置流固耦合(FSI)仿真。ANSYS CFX FSI解決方案在工業界是以雙向FSI的穩健性、可用性、精確性而領先的。用戶無需購買、管理、設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格變形和重新劃分,因此能模擬固體在流體域內無限制的運動。當浸入的固體在流體域內運動時,重疊區域的流場解會通過施加適當的源項進行調整,以反映固體的存在。固體的運動可以由用戶靈活定義,或者由ANSYS CFX的剛體求解器獲得。
強大可擴展的高性能計算能力
ANSYS CFX引入了針對新的多核處理器的優化,極大地從新的處理器架構、伴有優化通訊的分區算法、不同處理器間的動態負載平衡中受益。ANSYS CFD HPC易于使用且在多個系統中如期工作,包括從多核工作站到高端的HPC集群。
材料屬性
流動條件會影響材料的詳細行為,如壓力或溫度對CFD結果的精度有關鍵的影響。ANSYS CFX提供廣泛的材料模型選項,確保沒有什么能阻止獲得高可信結果。
定制和全項目范圍腳本工具
ANSYS CFX軟件提供了許多定制和自動化的選擇,包括用戶定義擴展GUI,能讓高級用戶用面向應用的語言和示意圖來創建定制的輸入面板;包括可定制的模型庫,有對復雜或重復使用案例的預先設置;包括宏和錄制文件的批處理;包括能接入Perl編程語言,實現大限度的編程。
后處理和數據輸出
ANSYS CFX的后處理工具能產生有意義的圖片、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、跡線、矢量圖、云圖、自定義變量和場景構建只是后處理特征的一部分。求解數據能輸出到 ANSYS CFD-Post、第三方后處理軟件或CAE軟件中做進一步的分析。在 ANSYS Workbench 環境中,ANSYS CFX求解數據能把熱或壓力載荷映射到ANSYS仿真上。在單獨模式中,ANSYS CFX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。
附加模塊
ANSYS DesignModeler 提供了仿真獨有的幾何建模功能。包括CAD幾何修改、創建包裹的流體域、詳細的幾何建模和概念模型創建工具等特征。 對使用爛模型或復雜模型的高級用戶,ANSYS ICEM CFD 和 ANSYS TGrid 軟件擴展了ANSYS Meshing的功能。
知識管理已就緒
ANSYS CFD技術已經可以和 ANSYS 工程知識管理(EKM)一起使用了。ANSYS EKM系統應對仿真數據管理的挑戰。它通過管理重要的仿真數據來幫助工程師,包括歸檔、備份、可追蹤、保持審核記錄、合作和知識產權保護。通過這些功能適當地捕捉ANSYS CFD仿真獲得的知識,并準備好將之用于企業的工程過程。
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