ansys 15.0 流体

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，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。

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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。

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伴随求解器目前可支持多达3000万网格的求解问题。

更快、更精确的吹塑和热成型仿真

适应必须快速而精确。

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

ANSYS 15.0提高精确性和并行性能：

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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

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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

热为例，其面临多种挑战：

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

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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中获益。

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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。

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固体材料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的解决方案，同时将解决方案处理量维持在最低水平。

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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dpm 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。

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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 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。

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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。