1、CFD 的项目级报告功能 仿 真 的 真 正 价 值 在 于 从 结 果 中 得 到 工 程 设 计 所 需 的 信 息 。 随 着 设 计 人 员 从 一 次 性 分 析 向 多 参 数 差 异 分 析 推 进 , 仿 真 执 行 的 次数 也 在 大 幅 增 加 , 因 此 , 从 每 次 执 行 的 仿 真 中 提 取 相 关 信 息 就 变 得 越 来 越 重 要 , 因 为 这 样 才 能 实 现 投 资 回 报 的 最 大 化 。ANSYS CFD-Post 具 备 集 成 报 告 功 能 , 可 自 动 创 建 包 含 图 形 、 数 字 、 表 格 及 定 量 计 算 结 果
2、的 报 告 。 这 些 结 果 就 可 在 项 目 级 中收 集 , 这 就 意 味 着 设 计 点 能 产 生 更 丰 富 的 结 果 , 而 不 只 是 生 成 数 字 输 出 参 数 。 设 计 人 员 能 在 项 目 中 的 每 个 设 计 点 获 取 丰 富 的报 告 内 容 , 从 而 快 速 比 较 不 同 候 选 设 计 方 案 的 详 细 结 果 。GPU 支持流体求解器 工 程 师 总 是 希 望 找 到 更 加 快 速 的 解 决 方 案 , ANSYS 通 过 尝 试 各 种 技 术 来 帮 助 他 们 找 到 更 加 理 想 的 方 案 。 在 ANSYS 15.0
3、中 , ANSYS Fluent 支 持 GPU 计 算 。 这 一 改 进 可 将 速 度 提 升 高 达 2.5 倍 。GPU 支 持 3D AMG 耦 合 压 力 求 解 器 证 明 了 ANSYS 始 终 恪 守 支 持 客 户 利 用 全 新 不 断 发 展 的 技 术 ( 如 GPU) 进 行 快 速 仿真 的 承 诺 。将网格变形实现的外形优化法用于超大模型 在 公 司 及 工 程 师 致 力 于 优 化 产 品 的 几 何 或 形 状 时 , 他 们 需 要 采 取 快 速 流 程 才 能 评 估 不 同 设 计 方 案 的 性 能 。 该 流 程 通 常 包 括 :定 义 几
4、 何 结 构 、 网 格 划 分 、 求 解 分 析 、 解 读 结 果 、 更 改 几 何 结 构 、 生 成 新 网 格 、 再 次 分 析 、 比 较 结 果 并 评 估 新 的 设 计 方 案 是否 优 于 之 前 的 方 案 。 这 种 评 估 流 程 除 了 耗 时 巨 大 且 不 具 备 可 扩 展 性 之 外 , 还 需 要 由 用 户 来 确 定 必 须 测 试 的 形 状 。 因 此 , 优 化成 功 与 否 即 输 入 的 形 状 经 仿 真 后 是 否 成 为 最 佳 设 计 方 案 要 取 决 于 用 户 是 否 具 备 足 够 的 经 验 和 运 气 。 此 外 ,
5、 每 个 几何 形 状 的 仿 真 都 不 会 比 之 前 的 仿 真 省 时 , 从 而 限 制 了 这 种 方 案 的 效 率 。ANSYS 15.0 对 伴 随 求 解 器 ( 一 种 用 于 外 形 优 化 的 高 级 技 术 ) 和 网 格 变 形 器 与 优 化 器 的 功 能 均 进 行 了 扩 展 。 伴随求解器目前可支持多达 3000 万网格的求解问题。伴随能量方程的核心功能已获得实现,因而可将观察量定义为热通量和温度的积分,包括均值和方差。 网格变形器与优化器中的控制点选择更加容易,只需鼠标右键即可点击选取。View larger image伴 随 求 解 器 目 前 可
6、支 持 多 达 3000 万 网 格 的 求 解 问 题 。更快、更精确的吹塑和热成型仿真 进 行 吹 塑 和 热 成 型 仿 真 的 工 程 师 需 要 尽 快 完 成 瞬 态 仿 真 , 此 外 , 随 着 进 程 中 形 状 的 变 化 , 网 格 也 会 发 生 变 化 。 网 格 的 自 适 应必 须 快 速 而 精 确 。ANSYS 15.0 提 高 精 确 性 和 并 行 性 能 : 在并行仿真领域,用户能将所需的内存容量减少 2 倍,同时计算速度翻番 在吹塑和热成型仿真中,网格通过单元的次级拆分可适应于较大的变形,从而提高精确度。这种次级拆分机制业经改进可应对各向异性变形问题V
7、iew larger image在 并 行 仿 真 领 域 , 用 户 能 将 所 需 的 内 存 容 量 减 少 2 倍 , 同 时 计 算 速 度 翻 番快速准确地仿真液膜 工 程 师 需 要 高 级 模 型 来 仿 真 复 杂 的 多 相 流 行 为 。 如 果 在 物 理 模 型 方 面 没 有 取 得 持 续 进 展 , 工 程 师 就 不 得 不 在 仿 真 阶 段 进 行 无数 次 简 化 , 不 得 不 接 受 所 仿 真 的 系 统 不 够 精 确 的 结 果 , 或 继 续 倚 重 复 杂 问 题 物 理 实 验 。壁 面 液 膜 和 蒸 发 冷 凝 领 域 仿 真 取 得
8、 的 重 大 进 展 : 欧拉壁面液膜模型已经得到扩展,现在可兼容移动壁面、移动参考坐标系(对旋转机械应用至关重要)以及周期性边界条件。此外,冷凝与蒸发也可使用欧拉模型与混合多相流模型进行仿真。这些扩展有助于模拟飞机部件的湿运行、航空航天舱内冷凝以及汽车挡风玻璃结雾和除雾分析。 蒸发与冷凝应用:将新型热相变模型与蒸发/冷凝模型相结合能够显著提高相变仿真精度。流体与装配式固体之间传热的改进 对 许 多 产 品 而 言 , 流 体 与 薄 壁 的 换 热 现 象 在 决 定 产 品 性 能 方 面 起 着 关 键 作 用 。 以 汽 车 发 动 机 罩 和 罩 下 空 气 通 风 之 间 的 传
9、热 为例 , 其 面 临 多 种 挑 战 : 流体体积大小可远大于固体厚度。能够在这两种不同的长度尺度间仿真传热极具挑战性 装配式固体结构可由具有不同热特性的不同材质层制作而成。 装配式固体结构可由复合材料制成,其散热性能也会呈现很大变化。到 现 在 为 止 , 这 些 仿 真 需 要 在 薄 的 装 配 式 结 构 中 生 成 实 际 网 格 , 这 一 过 程 往 往 需 要 花 费 数 小 时 或 数 天 的 时 间 。 采 用ANSYS 15.0, 用 户 不 需 要 在 这 些 薄 结 构 里 划 分 体 网 格 。 发 动 机 舱 内 热 管 理 应 用 将 从 这 一 新 功 能
10、 中 获 益 。View larger image多 层 壳 导 热 功 能 可 模 拟 接 触 的 多 层 材 料 ( 同 种 材 料 或 不 同 材 料 ) 的 传 热 , 而 无 需 再 对 薄 壳 划 分 体 网 格 。许 多 旨 在 仿 真 流 体 和 装 配 式 结 构 之 间 复 杂 传 热 现 象 的 新 功 能 现 已 可 以 使 用 。 多层壳导热功能可模拟接触的多层材料(同种材料或不同材料)的传热,而无需再对薄壳划分体网格。这可帮助工程师仿真更加复杂的装配式结构材料。它在加速工作流程的同时,还极大地简化了这些热管理仿真。发动机舱热管理应用也将从这一新功能中获益。 固体材料
11、的各向异性导热也可以模拟了。例如,模拟具有空间独立变化导热分量的复合材料。 S2S 面到面(S2S)热辐射模型现在支持非一致网格。这在仿真大型流体体积和薄装配式结构共存时提供了更大的网格灵活性。同时还可加速仿真。求解器稳健性增强 工 程 师 需 要 仿 真 能 够 稳 健 收 敛 , 得 到 精 确 结 果 。 ANSYS 力 求 让 仿 真 技 术 尽 可 能 地 精 确 与 稳 健 , 因 此 工 程 师 可 以 专 注 于 设计 更 好 的 产 品 , 而 不 需 为 了 收 敛 去 处 理 很 多 的 问 题 。仿 真 稳 健 性 不 断 改 进 , 可 让 工 程 师 得 到 精 确
12、 的 解 决 方 案 , 同 时 将 解 决 方 案 处 理 量 维 持 在 最 低 水 平 。 如果在多个计算内核上运行的仿真因非致命事故停止,仿真可恢复到可用状态。 ANSYS 15.0 改进移动和变形网格的稳健性。基于节点的平滑比以往基于单元的平滑更具明显的稳健性,允许平滑处理较大变形,特别是具有边界层分辨率/高纵横比的网格尤为如此。这对内燃机与流固耦合应用来说非常关键。 无论是针对旋转机械还是一般应用,ANSYS CFX 仿真中移动几何结构相关的稳健性也有了改进。因此大幅减少了需要用户调整的参数。 采用拉格朗日粒子跟踪,源项线性化新增特性非常有助于解决收敛难的问题。同时允许使用较大 d
13、pm URF,从而使收敛更加快捷,甚至是对前一版中那些难以收敛的案例也有帮助。总之,收敛行为会进一步得到改进。 对于蒸发和冷凝应用,将新的热相变模型与蒸发/冷凝模型相连接,大大地提高了相变仿真的准确性。 收敛管理器与求解平均特性允许更自动化的求解收敛管理。 旋转机械仿真所用的新的出口校正质量流量边界条件,意味着用户无需再依据要仿真的工况来调整设置与选项,从而简化整个仿真流程、提高稳健性。解决方案可扩展性提升幅度高达 3 倍 工 程 师 始 终 需 要 更 快 速 的 解 决 方 案 , 而 且 很 多 工 程 师 都 采 用 HPC 技 术 来 增 加 仿 真 计 算 量 。 但 是 随 着
14、每 次 仿 真 使 用 的 处 理器 数 量 的 增 加 , 他 们 经 常 会 遭 遇 可 扩 展 性 瓶 颈 , 在 此 时 增 加 额 外 的 处 理 器 , 并 不 会 带 来 成 比 例 的 性 能 改 进 。 ANSYS Fluent 15.0 可 面 向 较 大 模 型 ( 1 亿 以 上 单 元 ) 提 供 突 破 性 的 1.5 万 个 内 核 扩 展 性 能 , 同 时 还 能 以 更 少 的 内 核 数 量 大 幅 改 进内 核 求 解 器 和 并 行 效 率 。View larger image每 个 计 算 内 核 可 求 解 低 至 10000 个 网 格 单 元
15、, 可 扩 展 性 已 有 80%以 上 的 性 能 改 进HPC 可 扩 展 性 与 稳 健 性 的 不 断 改 进 允 许 工 程 师 利 用 HPC 资 源 增 加 仿 真 计 算 量 。 HPC 可扩展性得到改进。每个计算内核可求解低至 10000 个网格单元,可扩展性已有 80%以上的性能改进。与前一版相比,其性能改进提高了三倍。这意味着 ANSYS 15.0 可使用 100 个内核高效解决 1 亿个单元的问题,而前一版中最多可使用 30 个内核,因而速度有三倍提升。 减少读取仿真文件以及在 HPC 集群上启动 ANSYS Fluent 和 ANSYS CFX 所需的时间。在某些情况
16、下,该启动时间已经从 30 分钟锐减至 30 秒。 对数量巨大的粒子流进行仿真的用户将见证卓越的可扩展性(例如,带有 120 万个粒子的粒子流在 6000 个内核上的并行效率为 80%)。或者,拿 30M 的商业案例来说,测得的增速大约为 100%。 在更多内核数时改进 CFX 可扩展性:用户已经可以通过参数设置获取已实现的各项改进。实际性能会随案例具体情况而有所变化其中一个范例便是,工业六级轴流式压缩机案例已经显示可将速度提升 5 倍。自动六面体网格可实现更快、更稳健的收敛 一 些 流 体 客 户 尤 其 需 要 尽 可 能 精 确 的 预 测 , 为 此 他 们 依 赖 并 希 望 在 仿
17、 真 中 使 用 高 质 量 的 六 面 体 网 格 。 众 所 周 知 , 六 面 体 网 格还 具 有 稳 健 的 收 敛 性 、 可 用 最 少 的 网 格 数 量 实 现 最 快 速 的 仿 真 。 通 常 情 况 下 , 创 建 这 些 高 质 量 网 格 不 但 需 要 花 费 大 量 时 间 来将 几 何 结 构 手 动 分 解 为 简 单 、 可 扫 略 的 形 状 , 还 可 能 需 要 手 动 编 辑 单 元 节 点 的 位 置 。 ANSYS 15.0 可 自 动 完 成 许 多 复 杂程 度 适 中 的 几 何 结 构 的 分 解 和 网 格 划 分 , 从 而 提 供
18、 高 质 量 的 六 面 体 网 格 。 这 个 过 程 的 速 度 也 得 到 提 升 ( 比 前 一 版 提 升 了24%到 500%) , 能 从 仿 真 前 处 理 阶 段 节 省 数 小 时 乃 至 数 天 的 手 动 工 作 。View larger imageView larger imageView larger image如 果 存 在 不 同 扫 略 方 向 的 多 面 几 何 结 构 , ANSYS Meshing 中 的 MultiZone 技 术 能 够 自 动 创 建 经 扫 略 的 高 质 量 适 形 六 面 体网 格 。针对汽油与柴油燃烧而量身打造的应用 设 置
19、 和 进 行 内 燃 机 ( IC) 仿 真 比 较 复 杂 : 各 公 司 与 工 程 师 都 需 要 能 够 帮 助 他 们 快 速 准 确 地 仿 真 内 燃 机 的 工 具 。 虽 然 通 用 流 体动 力 学 软 件 包 含 准 确 仿 真 内 燃 机 的 所 有 物 理 性 能 , 但 这 些 仿 真 的 设 置 过 程 非 常 复 杂 且 耗 时 巨 大 。 ANSYS 为 内 燃 机 开 发了 一 款 Workbench 定 制 应 用 。 但 是 , 在 前 一 版 中 , 燃 烧 物 理 场 的 设 置 在 很 大 程 度 上 仍 然 依 赖 日 志 文 件 的 使 用 ,
20、 而 日 志 文 件的 创 建 或 修 改 都 很 有 挑 战 性 。 在 ANSYS 15.0 中 , 汽 油 或 柴 油 燃 烧 的 整 个 模 拟 ( 从 物 理 场 到 监 控 、 求 解 与 后 处 理 ) 均 可 使用 图 形 用 户 界 面 进 行 设 置 。View larger image完 成 从 几 何 到 报 告 的 汽 油 或 柴 油 燃 烧 设 置 已 无 需 任 何 日 志 文 件 。ANSYS 15.0 扩 展 了 内 燃 机 系 统 , 增 添 了 以 下 新 功 能 : 关键网格支持。该功能在进行非常棘手的动网格重新划分时很有帮助。这包括使用工具在关键曲柄角
21、位置上创建网格。在求解期间,待仿真达到曲柄角位置,获取新网格(关键网格)后,方可修改起始网格。在曲柄角处,现有网格求解结果会自动插值到新的关键网格上。然后在新网格上继续计算,直至在下一个曲柄角处获取新的关键网格。这种方式可灵活地在合适的时间使用正确的网格来解决合适的物理场问题。例如,如果喷雾模型需要一定区域更精细的解析,只需在注入喷雾前创建与读取这种网格即可。 完成从几何到报告的汽油或柴油燃烧设置已无需任何日志文件。此项功能可应用于不同的燃烧仿真选项:扇区、完整引擎全循环或完整引擎进气阀关闭(IVC)到排气阀开启(EVO)。 使用定向关系图方法精简动力学机理,进行快速化学计算。 改进的火花模型
22、。前一版中的火花模型对网格尺寸、时间步长与火花参数(初始半径、火花能量、初始湍流等)非常敏感。这个问题已经 ANSYS 15.0 中得到解决。这一改进技术解决了在网格分辨率以下的火焰半径方程式,同时慢慢提升小火焰半径范围内的燃烧。这种策略更加稳健,因此其敏感度比前一版的敏感度要低。 端口流量仿真支持参数。这是一款非常实用的设计工具,可缩短设计周期完全双向表面热和结构的流固耦合 为 了 准 确 洞 察 产 品 性 能 , 工 程 师 通 过 考 量 影 响 产 品 的 所 有 物 理 场 ( 以 及 这 些 场 之 间 的 相 互 作 用 ) , 对 产 品 进 行 整 体 研 究 。 用典 型
23、 仿 真 软 件 研 究 这 些 相 互 作 用 的 难 度 非 常 大 , 因 为 在 求 解 过 程 中 无 法 进 行 数 据 共 享 以 及 集 成 。 ANSYS 提 供 了 独 特ANSYS Workbench 多 物 理 场 仿 真 方 案 , 允 许 工 程 师 以 直 观 的 方 式 连 接 不 同 的 物 理 场 仿 真 , 让 其 自 动 共 享 数 据 并 实 时 集 成 求解 结 果 。 典 型 的 应 用 包 括 电 气 或 电 子 组 件 ( 它 们 可 能 会 因 热 膨 胀 而 变 形 , 从 而 影 响 冷 却 流 型 ) , 以 及 刹 车 和 离 合 器
24、 等 。ANSYS 15.0 中 包 含 的 耦 合 特 性 通 过 提 供 以 下 功 能 来 完 成 ANSYS 流 固 耦 合 : 使用 Fluent 与 Mechanical 通过系统耦合完成双向表面热 FSI 使用 Fluent 与 Mechanical 通过系统耦合完成双向表面热与力/位移(又称变形)FSIView larger image使 用 ANSYS Fluent 与 ANSYS Mechanical 通 过 系 统 耦 合 完 成 双 向 表 面 热 FSI那 些 流 动 温 度 影 响 材 料 , 并 且 材 料 温 度 反 过 来 也 影 响 流 动 温 度 或 /和
25、 设 计 形 状 的 任 何 设 计 和 产 品 , 都 将 受 益 于 已 有 的 大 型 多物 理 场 的 扩 展 功 能 。ANSYS Icepak 的参数化仿真 应 对 电 子 热 管 理 问 题 的 工 程 师 经 常 需 要 测 试 不 同 的 配 置 , 进 而 将 他 们 的 模 型 参 数 化 。 在 ANSYS 15.0 中 , 参 数 可 在ANSYS Workbench 环 境 中 进 行 分 配 , 相 较 于 手 动 变 更 参 数 来 说 , 这 种 做 法 大 幅 提 高 了 时 间 效 率 , 同 时 也 能 和 优 化 工 具 连 接 。ANSYS Icep
26、ak 参 数 可 发 布 到 Workbench 参 数 管 理 器 中 。 支持设计点、实验设计及 ANSYS DesignXplorer 优化 HPC Parametric Packs 可同时支持多个设计点求解View larger imageANSYS Icepak 参 数 可 发 布 到 Workbench 参 数 管 理 器 中ANSYS Icepak 的简易仿真设置 应 对 电 子 热 管 理 问 题 的 工 程 师 需 要 能 够 快 速 设 置 仿 真 分 析 。 问 题 设 置 向 导 提 供 了 简 单 的 界 面 , 就 模 型 物 理 定 义 和 问 题 设 置 面板
27、中 的 选 择 导 航 等 为 用 户 提 供 指 导 , 帮 助 用 户 节 约 时 间 。ANSYS Icepak 参 数 可 发 布 到 ANSYS Workbench 参 数 管 理 器 中 。 问 题 设 置 向 导 为 问 题 设 置 面 板 定 义 选 项 提 供 了 新 机 制 ,一 旦 用 户 执 行 问 题 设 置 向 导 , 问 题 设 置 面 板 就 可 以 完 全 定 义 。面向 CFD 创建快速稳健的自动化网格 工程师经常需要处理 CAD 文件或表面网格文件的超大型、超复杂的几何结构。这些几何结构可能存在缺陷(在抽取流体域之前需要修复的孔或间隙),其分辨率要求使用大
28、量计算网格。手动修复所有的几何结构缺陷需要使用大量的人工操作(和时间),而创建这些大型网格则需要耗费大量的计算时间。ANSYS 15.0 对 ANSYS Fluent meshing 功能进行了大幅度的改进,可更好地管理大型复杂的模型。几 何 结 构 表 达 诊 断 方 法 可 识 别 孔 、 未 对 齐 表 面 ( 间 隙 ) 和 修 复 工 具 问 题 。 高质量封装技术在捕获几何结构表达细节的同时可创建流体体积 局部重新网格划分可提高表面网格质量View larger imageFluent Meshing 在 各 个 方 面 都 能 提 升 自 动 化 和 速 度 , 成 功 地 创
29、建 计 算 网 格 。 这 些 方 面 包 括 CAD 导 入 、 孔 和 间 隙 修 复 、 高质 量 表 面 网 格 创 建 、 快 速 创 建 体 网 格 等 。更 快 的 图 形 和 键 盘 快 捷 键 有 利 于 Fluent 网 格 生 成 的 快 速 交 互 。在 前 一 版 中 , Fluent 网 格 可 集 成 利 用 Fluent 无 与 伦 比 的 HPC 功 能 和 可 扩 展 性 。 ANSYS 15.0 的 并 行 网 格 划 分 功 能 可 大 幅降 低 网 格 划 分 所 需 的 时 间 。 例 如 , 对 4,200 万 网 格 而 言 , 使 用 2 个
30、、 4 个 和 8 个 处 理 器 进 行 网 格 划 分 的 所 需 时 间 可 分 别 下降 1.8 倍 、 3.7 倍 乃 至 7.4 倍 。 并 行 网 格 划 分 不 需 要 任 何 HPC 许 可 证 , 这 样 用 户 既 不 需 要 使 用 本 用 于 求 解 器 运 算 的 宝 贵HPC 许 可 证 , 也 不 需 要 额 外 的 许 可 证 投 资 , 就 可 快 速 创 建 更 大 规 模 的 网 格 。Fluent Meshing 在 各 个 方 面 都 能 提 升 自 动 化 和 速 度 , 成 功 地 创 建 计 算 网 格 。 这 些 方 面 包 括 CAD 导
31、入 、 孔 和 间 隙 修 复 、 高质 量 表 面 网 格 创 建 、 快 速 创 建 体 网 格 。 该 工 具 拥 有 众 多 优 势 : 多功能性:可导入 CAD 几何或表面网格 易用性:用于捕捉模型特征的“尺寸” 功能,可通过显示来反馈特征是否已经被充分捕捉。这些 “尺寸”功能可保存并在需要时直接重复使用 内置智能:在体网格划分完成之前,诊断工具可发现并修复装配(间隙或孔)、面连接中存在的问题(面重叠或交错),从而改善表面网格的质量 高精度:使用经改进的包面工具,以及能够判断几何结构特征最佳捕捉方法的诊断工具,来捕捉几何结构的特征。在需要时也可以使用各种工具来进一步提高包面的质量和精
32、确性。 速度:o 提供局部表面网格重新划分工具,可在需要时局部改善表面网格质量,而无需对整个几何结构的表面进行网格重新划分o 更快的体网格划分速度(棱柱层生成速度高达 3 倍)o 在生成四面体/棱柱体网格时提供出色的并行网格划分可扩展性能(性能取决于具体情况,但在使用 8 个核划分 4,200 万网格时,可扩展性能可提高 92%)面向复杂物理场的快速求解器 面向复杂物理场的快速求解器工 程 师 需 要 处 理 多 相 流 、 反 应 流 等 复 杂 的 物 理 场 。 通 常 情 况 下 , 物 理 场 越 复 杂 , 进 行 每 次 仿 真 所 需 的 时 间 就 越 长 。 ANSYS流
33、体 动 力 学 解 决 方 案 旨 在 提 供 最 快 速 的 解 决 方 案 ( 即 完 成 整 个 仿 真 的 时 间 最 短 ) 。通 过 流 体 体 积 ( VOF) 模 型 进 行 不 相 溶 流 体 仿 真 的 速 度 提 高 幅 度 高 达 36%内 核 求 解 器 在 其 速 度 方 面 不 断 发 挥 优 势 , 允 许 工 程 师 增 加 仿 真 计 算 量 : 通过流体体积(VOF)模型进行不相溶流体仿真的速度提高幅度高达 36% 得益于自适应时间步长的支持,瞬态欧拉多相流仿真速度得以提升 动态燃烧机理精简可使仿真速度翻番(与直接集成相比,大型机理可将仿真速度提升7 倍
34、-已经在使用原位自适应建表方法(In-Situ Adaptive Tabulation)的用户也会见证仿真速度的加快过程,但是实际加速会小些)。这对大型机理来说非常有利,尤其是取消了 50 种组分的限制之后。小火焰模型生成速度更快(某些情况下,增速达到 50 倍)。 在燃烧领域,有了扩散火焰面生成的流形模型,就能配合此前发布的预混合火焰面生成模型,从而仿真各种不同的燃烧应用。火焰面库的创建现已得到加速。举例来说,100 种机制稳定的层流扩散火焰面库在 20 分钟之内就能计算完成,而不像前版一样需要 24 个小时。 反应器网络模型根据机械构成面紧密度进行单元集群,从而加速复杂 3D 燃烧的仿真。
35、这可支持只需对每一批集群单元而不必对每个单元都进行复杂化学计算。实际加速情况取决于应用和化学机制。得 益 于 自 适 应 时 间 步 长 的 支 持 , 瞬 态 欧 拉 多 相 流 仿 真 速 度 得 以 提 升 。增强的 CFD 可用性 工 程 师 及 公 司 需 要 持 续 不 断 地 提 高 生 产 效 率 才 能 抢 占 市 场 先 机 。 产 品 开 发 工 具 必 须 直 观 易 用 , 并 能 与 公 司 的 开 发 流 程 实 现 无缝 集 成 。 否 则 , 用 户 就 只 能 耗 费 更 多 的 时 间 来 应 付 仿 真 软 件 自 身 的 问 题 , 而 无 法 将 精
36、 力 集 中 在 仿 真 新 产 品 设 计 的 性 能 上 。ANSYS 15.0 具 备 多 项 增 强 特 性 : 仿 真 监 控 与 控 制 功 能 、 可 视 化 性 能 提 升 , 以 及 更 强 大 的 初 始 化 能 力 。 用户可通过更强大的监控功能来跟踪力、力矩、表面和体积的平均值,从而更容易地确定仿真是否收敛 当模型旋转、平移时的可视化更快速。大模型的可视化速度能提高 25 倍 离散粒子变量的后处理提供了在 Eulerian 网格中存储粒子信息的方法,而且无需跟踪即能显示 使用用户定义频带的分贝等值线图,实现更强大的气动声场源项后处理 ANSYS CFD-Post 中通过
37、大量表达式实现的后处理获得显著加速,几乎达到了立即响应 对于 CFD-Post 的所有用户来说,在众多位置交互生成视图变得简单易行 利用之前仿真中较小部分的解来初始化,是一种极其高效的大模型仿真启动方式,这对于涡轮机械分析师来说尤其有益,当然也适用于其它 CFX 用户 后处理阶段可从瞬态叶栅(TBR)解进行扩展和高效的复制 加强对粒子跟踪仿真结果的诊断与评估,确保用户能对粒子流仿真结果进行图形方式的可视化和定量分析 旋转机械工具的各个增强特性可对 CFD 分析形成有益补充,并能简化各应用之间的相互作用和工作流View larger image利 用 之 前 仿 真 中 较 小 部 分 的 解
38、来 初 始 化 , 是 一 种 极 其 高 效 的 大 模 型 仿 真 启 动 方 式 。跟踪电子冷却应用中的湿度或污染物 设 计 消 费 类 电 子 产 品 或 数 据 中 心 冷 却 设 备 的 工 程 师 需 要 仿 真 相 对 湿 度 。 设 计 航 空 箱 的 工 程 师 需 要 能 够 跟 踪 排 放 水 平 ( 空 气 和排 气 或 其 混 合 物 ) , 所 以 需 要 一 款 能 够 跟 踪 多 组 分 混 合 物 的 电 子 冷 却 解 决 方 案 。ANSYS Icepak 模 拟 多 组 分 混 合 和 传 输 : Icepak 求解每个组分的对流扩散守恒方程 最多支持
39、 12 种组分 支持稳态和瞬态解View larger imageANSYS Icepak 的 组 分 跟 踪 功 能 可 帮 助 用 户 跟 踪 湿 度 水 平 。叶片颤振与强制响应分析 由 于 旋 转 机 械 叶 片 设 计 需 要 更 深 入 的 优 化 , 要 进 行 更 详 细 的 分 析 才 能 做 出 更 多 改 进 。 除 了 要 捕 捉 更 多 几 何 结 构 与 瞬 态 流 动 细节 外 , 精 确 地 流 固 耦 合 对 流 动 仿 真 来 说 也 变 得 越 来 越 重 要 。 从 理 论 上 讲 , 使 用 ANSYS 提 供 的 双 向 FSI 功 能 来 实 现
40、这 一点 是 有 可 能 的 , 但 涉 及 的 不 同 时 间 尺 度 使 实 际 的 计 算 成 本 过 于 昂 贵 。因 此 , ANSYS 为 两 种 关 键 应 用 提 供 了 实 用 的 替 代 方 案 : 叶 片 颤 振 评 估 ( 气 动 载 荷 随 时 间 变 化 的 倾 向 引 发 或 抑 制 不 断 增 强 的叶 片 振 动 ) 和 强 制 响 应 分 析 ( 将 随 时 间 变 化 的 气 动 载 荷 引 起 的 效 应 融 入 到 模 态 分 析 中 ) 。 这 两 种 方 案 的 过 程 与 工 作 流 程 已 经得 到 改 进 与 简 化 , 其 中 包 括 消
41、除 各 种 繁 琐 的 中 间 手 动 操 作 步 骤 ( 这 些 步 骤 往 往 是 误 差 产 生 的 根 源 ) 。 这 两 种 类 型 的 分 析 都 能够 利 用 ANSYS CFX 中 的 高 级 瞬 态 叶 栅 模 型 来 大 幅 减 少 必 须 做 瞬 态 模 拟 带 来 的 计 算 工 作 量 。 总 体 结 果 就 是 , 只 需 花 费 以 往 所需 精 力 与 计 算 成 本 的 一 小 部 分 即 可 完 成 这 两 种 类 型 的 分 析 。View larger image强 制 响 应 是 通 过 允 许 用 户 直 接 把 瞬 态 流 动 计 算 得 到 的 压 力 载 荷 , 施 加 在 ANSYS Mechanical 模 态 分 析 中 来 实 现 的 。ANSYS 15.0 通 过 引 入 强 制 响 应 和 改 善 叶 片 颤 振 分 析 能 力 , 进 一 步 扩 展 并 增 强 了 带 有 叶 片 的 旋 转 机 械 的 流 固 耦 合 分 析 能 力 。 强制响应是通过允许用户直接把瞬态流动计算得到的压力载荷,施加在 ANSYS Mechanical 模态分析中来实现的。 叶片颤振功能是通过结合计算与监控气动弹性阻尼、评估叶片颤振与否来增强的。