Обратная связь
Пользователи ANSYS/CADFEM CADFEM Facebook CADFEM Facebook CADFEM Linkedin CADFEM Instagram
Инженерный анализ — это больше, чем программное обеспечение®

ANSYS Fluent

Вы находитесь здесь:  Продукты  ›  ANSYS  ›  Вычислительная гидродинамика  ›  ANSYS Fluent

Вычислительная гидродинамика в ANSYS Fluent

ANSYS Fluent является самым мощным инструментом для вычислительной гидродинамики, позволяющим ускорить и углубить процесс разработки и повышения эффективности любых изделий, чья работа так или иначе связана с течениями жидкостей и газов. Он содержит широкий набор тщательно верифицированных моделей, обеспечивающих быстрое получение точных результатов для самых разных задач гидро- и газодинамики.

Fluent предлагает богатый выбор моделей для описания течений, турбулентности, теплопереноса, химических реакций, позволяющих моделировать широчайший спектр процессов: от обтекания крыла самолёта до горения в топке котла ТЭЦ, от пузырькового течения в барботажной колонне до волновой нагрузки на нефтяную платформу, от кровотока в артерии до осаждения паров металла при производстве полупроводников, от вентиляции дата-центра до течения в очистных сооружениях.

Основные возможности

ANSYS Fluent предлагает широкий набор моделей, позволяющих с высокой точностью учитывать эффекты турбулентности. Некоторые из этих моделей на сегодняшний день доступны только во Fluent.

ANSYS Fluent позволяет моделировать теплопередачу излучением как в жидкостях и газах, так и в прозрачных твердых телах. Мультиспектральные модели позволяют учитывать зависимость характеристик поглощения и рассеивания среды от длины волны.

Имеющийся набор моделей позволяет рассматривать как пузырьковые и капельные (дисперсные) течения, так и течения со свободной поверхностью (сплошные), а также процессы со сменой режима течения (дисперсный на сплошной и обратно).

ANSYS Fluent позволяет учитывать взаимное влияние течения и деформации твердых тел, работая в связке с прочностными решателями ANSYS. Взаимодействие двух решателей осуществляется с помощью среды ANSYS Workbench.

В случае больших перемещений и деформаций границ области течения, встроенный сеточный генератор позволяет ANSYS Fluent перестраивать сетку прямо во время решения.

Процессы в камере сгорания газотурбинных двигателей, горение топлива в цилиндре автомобильного двигателя внутреннего сгорания, горение угольной пыли в топке котла ТЭЦ и даже пожар в здании – всё это можно рассчитать с помощью имеющихся в ANSYS Fluent моделей химических реакций и горения.

Специализированный сопряженный решатель (Adjoint Solver) выдает рекомендации по изменению общей формы рассматриваемого изделия. В сочетании с технологией морфинга сетки (Mesh Morphing) ANSYS Fluent без привлечения других продуктов может решать как задачи оптимизации внешней аэродинамики самолета или автомобиля, так и внутреннего течения в каналах и воздуховодах.

Технологии высокопроизводительных вычислений позволяют ANSYS Fluent демонстрировать линейный рост производительности вплоть до десятков тысяч ядер. В сочетании с уникальными алгоритмами декомпозиции задачи, балансировки нагрузки и передачи данных это обеспечивает высокую скорость получения результатов.

Распределение статической температуры факела при моделировании горения пропана в вихревой горелке

Рекомендации по изменению формы переднего антикрыла автомобиля F1 на основе решения Adjoint Solver

Горение

Задачи моделирования горения встают перед инженерами самых разных отраслей: газотурбинные двигатели и котловые установки, домашние газовые нагреватели и топки мусоросжигательных заводов. Во всех этих приложениях требуется обеспечить выполнение основных требований: устойчивость горения, выдерживание температуры в заданном диапазоне, ограничение выбросов вредных веществ. Для моделирования горения ANSYS Fluent позволяет использовать как различные упрощенные модели, так и подробное описание химических реакций с участием до 500 компонентов. В сочетании с использованием сложных моделей турбулентности для предсказания перемешивания топлива и окислителя, возможностью моделировать горение жидкого, твёрдого и газообразного топлива, и моделями лучистого теплообмена, это делает ANSYS Fluent эффективным инструментом для решения подобных задач.

Оптимизация

ANSYS Fluent позволяет проводить оптимизацию формы изделия с использованием мощного встроенного инструмента Adjoint Solver. В сочетании с морфингом (т.е. плавной деформацией расчетной сетки) этот подход позволяет существенно ускорить процесс оптимизации по сравнению с традиционными методами, основанными на параметризации геометрии. Adjoint Solver позволяет задавать самые разные целевые функции: снижение аэродинамического сопротивления, увеличение отношения прижимной силы к силе сопротивления, уменьшение перепада давления и т.д. Распределение векторных коэффициентов чувствительно подсказывает направления изменения геометрии для достижения заданной цели. Использование втроенного в ANSYS Fluent модуля морфинга расчетной сетки (Mesh Morpher) позволяет автоматизировать процесс поиска оптимальной формы изделия.

 

Автоматическое перестроение сетки в задаче совместного обтекания двух автомобилей при обгоне

Определение нагрузки на нефтяную платформу при ударе уединенной волны

Динамические сетки

Решение задач взаимодействия твёрдых и деформируемых тел с потоками жидкостей и газов как правило связано с существенным изменением формы и положения границ расчётной области. Там, где нельзя обойтись одним из трёх методов сглаживания сетки (т.е. перераспределением её узлов), доступных в ANSYS Fluent, на помощь приходят методы автоматического перестроения. Встроенный непосредственно в решатель ANSYS Fluent генератор расчётных сеток позволяет выбрать метод, наилучшим образом соответствующий задаче, и обеспечивает высокое качество сетки, отвечающей различным требованиям (распределение размеров, параметры пристеночных призматических слоёв и т.п.). Так же, как и процесс решения, процесс перестроения сетки распараллеливается, а перенос результатов со «старой» сетки на «новую» происходит автоматически.

Многофазные течения

Одной из часто встречающейся разновидностью многофазных течений являются течения со свободной поверхностью. Моделирование таких течений играет ведущую роль при проектировании кораблей и судов, буровых и добывающих платформ, прибрежных сооружений. ANSYS Fluent предоставляет широкий набор встроенных средств для задания волн самых разных типов: от случайной ветровой ряби до разрушительных цунами. Различные волны можно комбинировать друг с другом, моделировать ситуации как прямого, так и косого набегания волны. Используя совместно с ANSYS Fluent модуль ANSYS AQWA, можно моделировать динамику заякоренных или пришвартованных судов.