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CFD软件有哪些,流体仿真该学哪一个? 炒期货的模拟软件有哪些呢

2023-08-14 17:39:20 互联网 未知 财经

CFD软件有哪些,流体仿真该学哪一个?

CFD发展到现在,各大商业软件竞争激烈,人机交互趋于直观化、专业化,已经成为通用机械行业设计、优化设备的有力支撑工具。作为行业人士,我们关注的是通用设备的技术与升级,对于CFD软件则是我们必须掌握的一个工具。

但是,CFD仿真软件多了,容易让我们迷茫。一方面,我们不可能全部软件都学会;另一方面,我们很少人明白它们各自的优缺点,这点对于仿真一些特殊问题时候选对软件很关键,下面,为大家介绍目前应用”较多的CFD软件。

1.ANSYS FLUENT

FLUENT软件是当今世界CFD仿真领域最为全面的软件包之一,具有广泛的物理模型,以及能够快速准确的得到CFD分析结果。

使用领域:流体流动、多相流、流固耦合、动网格、传热与辐射、燃烧和化学反应、声学和噪声。

特点:提供丰富的湍流模型和多相流模型,模型都有精确验证过。方便与ANSYS平台其他仿真模块进行多物理场仿真。介绍的资料和书本最多,方便上手。市场占有率高。

FLUENT软件拥有模拟流动,湍流,热传递和反应等广泛物理现象的能力,在工业上的应用包括从流过飞机机翼的气流到炉膛内的燃烧,从鼓泡塔到钻井平台,从血液流动到半导体生产,以及从无尘室设计到污水处理装置等等。软件中的专用模型可以用于开展缸内燃烧,空气声学,涡轮机械和多相流系统的模拟工作。

FLUENT中的交互式的求解器设置、求解和后处理能力可轻易暂停计算过程,利用集成的后处理检查结果,改变设置,并随后用简单的操作继续执行计算。ANSYS CFD-Post可以读入Case和Data文件,并利用其先进的后处理工具开展深入分析,同时对比多个算例。

2.ANSYS CFX

CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件,由英国AEA Technology公司开发。2003年,CFX软件被ANSYS公司收购。诞生在工业应用背景中的CFX一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求,并以其在这些方面的卓越成就,引领着CFD技术的不断发展。目前,CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域,为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。

使用领域:流体流动、传热、辐射、多相流、化学反应、燃烧。可满足泵、风扇、压缩机、燃气涡轮和水力涡轮等旋转机械应用的需求。

和大多数CFD软件不同的,CFX除了可以使用有限体积法之外,还采用了基于有限元的有限体积法。基于有限元的有限体积法保证了在有限体积法的守恒特性的基础上,吸收了有限元法的数值精确性。在CFX中,基于有限元的有限体积法,对六面体网格单元采用24点插值,而单纯的有限体积法仅仅采用6点插值;对四面体网格单元采用60点插值,而单纯的有限体积法仅仅采用4点插值。在湍流模型的应用上,除了常用的湍流模型外,CFX最先使用了大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)等高级涡流模型。

CFX可计算的物理问题包括可压与不可压流体、耦合传热、热辐射、多相流、粒子输送过程、化学反应和燃烧问题。还拥有诸如气蚀、凝固、沸腾、多孔介质、相间传质、非牛顿流、喷雾干燥、动静干涉、真实气体等大批负责现象的使用模型。

在其湍流模型中,纳入了k-є模型、低Reynolds数k-є模型、低Reynolds数Wilcox模型、代数Reynolds应力模型、微分Reynolds应力模型、微分Reynolds通量模型、SST模型和大涡模型。

作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。算法上的先进性,丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX在结果精确性,计算稳定性,计算速度和灵活性上都有优异的表现。

除了一般工业流动以外,ANSYS CFX还可以模拟诸如燃烧,多相流,化学反应等复杂流场。ANSYS CFX还可以和ANSYS Structure及ANSYS Emag等软件配合,实现流体分析和结构分析,电磁分析等的耦合。ANSYS CFX也被集成在ANSYS Workbench环境下,方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。

3.STAR-CCM+

STAR-CCM+是CD-adapco集团推出的新一代CFD软件。采用最先进的连续介质力学算法(computational continuum mechanics algorithms),并和卓越的现代软件工程技术结合在一起,拥有出色的性能、精度和高可靠性。

STAR-CCM+拥有一体化的图形用户界面,从参数化CAD建模、表面准备、体网格生成、模型设定、计算求解一直到后处理分析的整个流程,都可以在同一个界面环境中完成。

基于连续介质力学算法的STAR-CCM+,不仅可以进行热、流体分析,还拥有结构应力、噪声等其它物理场的分析功能,功能强大而又易学易用。

STAR-CCM+创新性的表面包面功能、全自动生成多面体网格或六面体为核心的体网格功能、在计算过程中实时监控后处理结果的功能,甚至细微到使用复制、粘贴功能传递设定参数等等,处处体现了STAR-CCM+为了最小化用户的人工操作时间、更方便更直接地将结果呈现在用户面前而精心设计的理念。

4.PHOENICS

PHOENICS是 Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 几个字母的缩写,这意味着只要有流动和传热都可以使用PHOENICS来模拟计算,是世界上第一套计算流体与计算传热学商业软件。如今,PHOENICS已经发展成为一款能够模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD软件,广泛应用于能源动力、两相、多相流、航空航天、传热传质、化工 燃烧、爆炸、船舶水利、化学反应、建筑、暖通空调、流体机械、冶金、磁流体、环境、材料等领域。

6.Comsol

使用领域:一个基本模块和八个专业模块:结构力学模块、化学工程模块、热传递模块、地球科学模块、射频模块、AC/DC模块、微机电模块、声学模块。

特点:主要优势在于多物理场耦合求解。完全开放的架构,嵌丰富的 CAD 建模工具,专业的在线帮助文档,多国语言操作界面。

7.Numeca

使用领域:流体流动。

特点:分析软件包有FINE/Turbo、FINE/Marine、和FINE/Open 等,其中均包括前处理,求解器和后处理三个部分。FINE/Turbo 用于内部流动,FINE/Marine用于跨介质流动,FINE/Open 可用内外部流动,但为非结构自适应网格。

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