Fluent流體仿真(CFD軟件包)

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雜流量。FLUENT采用多種解決方案和多網(wǎng)格加速收斂技術，可以達到最佳的收斂速度和解決精度。靈活的非結構化網(wǎng)格和基于解決方案的自適應網(wǎng)格技術和成熟的物理模型使FLUENT廣泛應用于轉換和湍流、傳熱和相變、化學反應和燃燒、多相流、旋轉機械、移動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等領域。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、工程設計軟件FLOWizard、FLUENTFORCATIAV5、TGRID、G/TURBO、CFD教學軟件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。多求解技術使FLUENT軟件能夠模擬從不壓縮到高超音速的各種復雜流場。FLUENT軟件包含豐富的物理模型，可以模擬高超音速流場、轉彎、傳熱相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工等復雜機理的流動問題；
FLUENT軟件的動態(tài)網(wǎng)格技術處于絕對領先地位，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、傳熱和化學反應；
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計。它引導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構化網(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，應用廣泛，可用于非結構網(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。值得強調的是，F(xiàn)LUENT軟件還具有多種基于解的網(wǎng)格自適應、動態(tài)自適應技術和動態(tài)網(wǎng)格與網(wǎng)格動態(tài)自適應相結合的技術；
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；
熱傳導包含強制/自然/混合對流、固體/流體熱傳導和輻射；
混合/反應化學成分；
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、多孔介質模型(考慮多孔介質壓力突變)；
以熱交換器為對象的風扇、散熱器集中參數(shù)模型；
慣性或非慣性坐標系、復數(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；
預測流體噪聲的聲學模型基于精細流場解算；
質量、動量、熱量、化學成分的體積源；
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存的利用率；

在CFD軟件中，F(xiàn)luent軟件是目前國內外使用最多、最流行的商業(yè)軟件之一。Fluent的軟件設計基于“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）的全部技術力量（前者是公認的在黏彈性和聚合物流動模擬方面占領先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD軟件方面領先的公司 ），因此Fluent具有以上軟件的許多優(yōu)點。