fluent軟件全介紹

    Fluent是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包，在美國的市場占有率為60%，凡是和流體、熱傳遞和化學反應(yīng)等\x00關(guān)的工業(yè)均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數(shù)值方法和強大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計、石油天然氣和渦輪機設(shè)計等方面都有著廣泛的應(yīng)用。

   CFD商業(yè)軟件FLUENT，是通用CFD軟件包，用來模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內(nèi)的復雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網(wǎng)格加速收斂技術(shù)，因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。靈活的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和基于解的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)及成熟的物理模型，使FLUENT在轉(zhuǎn)換與湍流、傳熱與相變、化學反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)機械、動/變形網(wǎng)格、噪聲、材料加工、燃料電池等方面有廣泛應(yīng)用。目前與FLUENT配合最好的標準網(wǎng)格軟件是ICEM，而不是早已過時的GAMBIT。

      FLUENT軟件具有以下特點：

定常/非定常流動模擬，而且新增快速非定常模擬功能；

  Fluent 前處理網(wǎng)格劃分

軟件蚪

FLUENT系列軟件包括通用的CFD軟件FLUENT、POLY­FLOW、FIDAP，工程設(shè)計軟件FloWizard、FLUENT for CATIAV5，TGrid、G/Turbo，CFD教學軟件FlowLab，面向特定專業(yè)應(yīng)用的ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM軟件等。

FLUENT軟件包含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、基于密度的顯式求解器，多求解器技術(shù)使FLUENT軟件可以用來模擬從不可壓縮到高超音速范圍內(nèi)的各種復雜流場。FLUENT軟件包含非常豐富、經(jīng)過工程確認的物理模型，可以模擬高超音速流場、轉(zhuǎn)捩、傳熱與相變、化學反應(yīng)與燃燒、多相流、旋轉(zhuǎn)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軟件的動網(wǎng)格技術(shù)處于絕對領(lǐng)先地位，并且包含了專門針對多體分離問題的六自由度模型，以及針對發(fā)動機的兩維半動網(wǎng)格模型。

POLYFLOW是基于有限元法的CFD軟件，專用于粘彈性材料的層流流動模擬。它適用于塑料、樹脂等高分子材料的擠出成型、吹塑成型、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動及傳熱和<學反應(yīng)問題。

FloWizard是高度自動化的流動模擬工具，它允許用戶進行設(shè)計及在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段迅速而準確地驗證設(shè)計。它引導用戶從頭至尾地完成模擬過程，使模<過程變得非常容易。

FLUENT for CATIAV5是專門為CATIA用戶定制的CFD軟件，將FLUENT完全集成在CATIAV5內(nèi)部，用戶就像使用CATIA其他分析環(huán)境一樣使用FLUENT軟件。

G/Turbo是專業(yè)的葉輪機械網(wǎng)格生成軟件。

AIRPAK是面向HVAC工程師的CFD軟件，并依照ISO7730標準提供舒適度、PMV、PPD等衡量室內(nèi)外空氣質(zhì)量(IAQ)的技術(shù)指標。

MIXSIM是專業(yè)的攪拌槽CFD模擬軟件。

除FLUENT外，常用的CFD軟件及相關(guān)仿真軟件還有專業(yè)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(shè)計與優(yōu)化平臺——Flowmaster、專業(yè)的離散元仿真分析軟件 —EDEM等。

優(yōu)點

(1 )適用面廣

包括各種優(yōu)化物理模型，如計算流體流動和熱傳導模型 (包括自然對流、定常和非定常流動，層流，湍流，紊流，不可壓縮和可壓縮流動，周期流，旋轉(zhuǎn)流及時間相關(guān)流等 ) ;輻射模型，相變模型，離散相變模型，多相流模型及化學組分輸運和反應(yīng)流模型等。對每一種物理問題的流動特點，有適合它的數(shù)值解法，用戶可對顯式或隱式差分格式進行選擇，以期在計算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達到最佳。

(2 )高o省時

Fluent將不同領(lǐng)域的計算軟件組合起來，成為CFD計算機軟件群，軟件之間可以方便地進行數(shù)值交換，并采用統(tǒng)一的前、后處理工具，這就省卻了科研工作者在計算方法、編程、前后處理等方面投入的重復、低效的勞動，而可以將主要精力和智慧用于物理問題本身的探索上。

(3 )污染物生成模型

包括NOX 和ROX(煙塵 )生成模型。其中NOX 模型能夠模擬熱力型、快速型、燃料型及由于燃燒系統(tǒng)里回燃導致的NOX的o耗。而ROX 的生成是通過使用兩個經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦M行近似模擬，且只使用于紊流。

優(yōu)點二

FLUENT同傳統(tǒng)的CFD計算方法相比，具有以下的優(yōu)點

1、穩(wěn)定性好，F(xiàn)LUENT經(jīng)過大量算例考核，同實驗符合較好；

2、適用范圍廣，F(xiàn)LUENT含有多種傳熱燃燒模型及多相流模型，可應(yīng)用于從可壓到不可壓、從低速到高超音速、從單相暗蕉嘞嗔鰲⒒學反應(yīng)、燃燒、氣固混合等幾乎所有與流體相關(guān)的領(lǐng)域；

3、精度提高，可達二階精度。

模塊組成

所需前處理軟件

Fluent從6.3版本后一律不再使用GAMBIT作為前處理網(wǎng)格劃分軟件，轉(zhuǎn)而標配ICEM CFD^[1]進行網(wǎng)格劃分，其功能十分強大，遠超GAMBIT。值得說明的是：ICEM與Fluent同屬ANSYS公司，ANSYS公司早在五年前就停止了對GAMBIT的開發(fā)，并將其從官方安裝包中刪除，目前只開發(fā)和更新ICEM。

求解器

Fluent ——基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的通用CFD求解器，針對非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格模型設(shè)計，是用有限元法求解不可壓縮流及中度可壓縮流流場問題的CFD軟件?？蓱?yīng)用的范圍有紊流、熱傳、化學反應(yīng)、混合、旋轉(zhuǎn)流（rotating flow）及震波（shocks）等。在渦輪機及推進系統(tǒng)分析都有相當優(yōu)秀的結(jié)果，并且對模型的快速建立及shocks處的格點調(diào)適都有相當好的效果。

Fidap——基于有d元方法的通用CFD求解器，為一專門解決科學及工程上有關(guān)流體力學傳質(zhì)及傳熱等問題的分析軟件，是全球第一套使用有限元法于CFD領(lǐng)域的軟件，其應(yīng)用的范圍有一般流體的流場、自由表面的問題、紊流、非牛頓流流場、熱傳、化學反應(yīng)等等。FIDAP本身含有完整的前后處理系統(tǒng)及流場數(shù)值分析系統(tǒng)。對問題整個研究的程序，數(shù)據(jù)輸入與輸出的協(xié)調(diào)及應(yīng)用均極有效率。

Polyflow——針對粘彈性流動的專用CFD求解器，用有限元法仿真聚合物加工的CFD軟件，主要應(yīng)用于塑料射出成形機，擠型機和吹瓶機的模具設(shè)計。

Mixsim——針對/拌混合問題的專用CFD軟件，是一個專業(yè)化的前處理器，可建立攪拌槽及混合槽的幾何模型，不需要一般計算流力軟件的冗長學習過程。它的圖形人機接口和組件數(shù)據(jù)庫，讓工程師直接設(shè)定或挑選攪拌槽大小、底部形狀、折流板之配置，葉輪的型式等等。MixSim隨即自動產(chǎn)生3維網(wǎng)絡(luò)，并啟動FLUENT做后續(xù)的模擬分析。

Icepak——專用的熱控分析CFD軟件，專門仿真電子電機系統(tǒng)內(nèi)部氣流，溫度分布的CFD分析軟件，特別是針對系統(tǒng)的散熱問題_仿真分析，藉由模塊化的設(shè)計快速建立模型。

后處理器

Fluent求解器本身就附帶有比較強大的后處理功能。另外，Tecplot也是一款比較專業(yè)的后處理器，可以把一些數(shù)據(jù)可視化，這對于數(shù)據(jù)處理要求比較高的用戶來說是一個理想的選擇。