ansys 15.0 流体

View larger image

View larger image

View 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，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。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）FSI

View 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 Icepak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 image

ANSYS 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 image

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、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：

? ? ? ? ? o

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确性。

速度:

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 o

更快的体网格划分速度（棱柱层生成速度高达3倍）

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 -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。

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。