Ansys Fluent 是 Ansys 提供的通用计算流体动力学(CFD)软件,面向需要模拟流体流动、热量与质量传递、化学反应及流固相互作用的工程分析场景。产品将前处理、求解和后处理整合在单窗口工作流中,并提供任务导向的网格与应用设置流程。它支持压力基和密度基 CPU 求解器,也提供原生 GPU 求解器,可覆盖从低速流到高超声速流的分析;官网还列出了面向电池、燃烧、旋转机械、风力涡轮机和电机冷却等应用的仿真能力。
核心功能
任务导向的网格与建模工作流
Fluent 提供 watertight geometry 和 fault-tolerant meshing 两种 CAD 网格工作流。前者面向不需要大量清理和修改的封闭 CAD 几何体,后者面向更复杂的非封闭几何体,可处理重叠、相交、孔洞和重复几何等 CAD 缺陷。网格生成、应用设置和后处理流程可以在任务导向界面中完成,用户也可以对工作流进行自定义。
多种流体与物理模型
软件可用于模拟单相流、多相流、气液流、液液流、气固流、颗粒流以及 DEM。湍流建模提供多种模型,包括可调节系数的 Generalized k-ω(GEKO)模型;燃烧模型则用于分析湍流、化学反应及其相互作用。官网还列出了声学、形状优化、共轭传热和流固相互作用等能力。
电池与电机热管理
Fluent 支持电化学建模,可用于电池老化和寿命预测,也可模拟电池热管理与热失控。产品能够创建 reduced order model(ROM),提取关键热特性后用于温度分析。对于电机设计,Fluent 可帮助评估自然冷却、水冷或喷雾冷却方案,以分析冷却方式对电机效率和磁体的影响。
流固相互作用
软件可以预测流体与固体之间由压力载荷和热载荷引起的相互作用。流固耦合问题既可以在 Fluent 中独立求解,也可以与 Ansys Mechanical 结合,用于更复杂的仿真分析。
CPU、GPU 与 HPC 求解
Fluent 支持在多个 CPU 或 GPU 处理器上求解大型模型,并提供压力基、密度基 CPU 求解器以及压力基原生 GPU 求解器。GPU Solver 用于加速部分计算与后处理;Ansys Cloud Burst Compute 则在 Fluent 中提供安全、可扩展的按需 HPC 访问,不要求用户维护专用 IT 资源或云基础设施。官网还展示了使用 1,024 个 AMD Instinct MI250X GPU 完成 22 亿单元轴流涡轮机仿真的案例。
结果导出与仿真后处理
计算完成后,可通过 File - Export - Solution Data 导出结果,支持 Mechanical APDL input、ASCII、ACS、CDAT、CGNS、CFF 和 EnSight Case Gold 等格式。瞬态计算还可以配置自动导出,在计算进行过程中保存解数据和粒子历史数据,并选择文件类型、单元区域、表面及需要导出的物理量。
使用方式
Fluent 作为 Fluids package 安装,用户需要从 Ansys Customer Portal 的 Download Center 下载安装包,并在 Ansys Installation Launcher 中选择安装 Ansys Products。安装过程中需要指定许可证服务器主机名,并选择 Fluid Dynamics 和 Ansys Geometry Interface。当前客户可以从 Customer Portal 下载软件;官网同时提供 Fluent Web Interface,可在浏览器中使用现代化界面,并支持形状优化和虚拟叶片模型。
适用人群与场景
流体仿真工程师可使用 Fluent 进行流动、湍流、传热传质和燃烧分析;电池与电机研发人员可用于电池热管理、热失控、电机冷却和寿命预测;涡轮机、风力设备及旋转机械团队可分析风力涡轮机、风扇、泵、压缩机和轴流涡轮机;需要处理复杂 CAD 或大规模模型的工程团队可使用容错网格、GPU 求解及 HPC 能力。
定价
官网提供 Fluent 的免费 30 天试用版,申请试用时附带 CAD 模型以及分步骤 PDF 和 MP4 教程。学生可以下载免费的 Ansys 学生软件,并配合免费课程、支持社区和面向学生的教程使用;正文没有列出商业版具体价格或付费档位。