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项目详情

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。

任务导向工作流提供面向网格生成和应用设置的可自定义任务导向工作流,支持干净及存在缺陷的 CAD。
多物理场建模支持湍流、单相与多相流、燃烧、电池建模、声学、共轭传热和流固相互作用。
GPU 与 HPC 求解支持 CPU、GPU 及云端 HPC 计算,可在多个处理器上求解大型模型。
电池建模支持电化学老化与寿命预测、电池热管理、热失控分析和 ROM 创建。
流固相互作用可独立求解流固相互作用问题,也可与 Ansys Mechanical 耦合处理复杂仿真。
多格式结果导出支持将计算结果导出为 Mechanical APDL、ASCII、CGNS、CFF 和 EnSight Case Gold 等格式。

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