ANSYS CFD - USTCscc.ustc.edu.cn/xwgg/201605/W020160506807943806607.pdf · ANSYS CFD产品体系 3 CFX-Pre CFX-Solver FLUENT Setup/Solve/Post DesignModeler ANSYS Meshing CFD-Post ANSYS

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ANSYS CFD介绍


2

目录


3 ANSYS CFD产品体系

CFX-Pre CFX-Solver

FLUENT

Setup/Solve/Post

DesignModeler ANSYS Meshing

CFD-Post

ANSYS Workbench

ANSYS

CAD

Plug-in

CAD

System

后处理 CAD 几何处理网格划分求解设置求解计算

ICEM CFD

FLUENT MESHING(TGRID)

Vista TF

Turbogrid BladeModeler Vista CCD/RTD

/AFD/CPD

行业专用软件：ICEPAK、Polyflow、CHEMKIN、Forte


4 安世亚太CFD产品体系

• 通用前处理软件 • 几何--ANSYS Design Modeler、SPACE

CLAIM • 网格--ANSYS Meshing、Fluent Meshing、

ICEM CFD

• 通用流体分析软件 • ANSYS Fluent • ANSYS CFX • ANSYS AIM（流体、结构）

• 通用简化版软件 • ANSYS CFD-Flo(可单独或集成于

Multiphysics) • ANSYS CFD Professional（可以集成到

Multiphysics）

• 专业应用软件 • Icepak：电子散热设计分析 • Polyflow：粘弹性流体分析 • 叶轮机械设计、网格前处理：ANSYS Blade

Modeler(include Vista TF)、TurboGrid • 优化分析工具：ANSYS DX、Genesis、

Opstilang • ANSYS CHEMKIN：化学反应机理研究软件 • ANSYS Forte：活塞式发动机快速分析工具 • ANSYSFENSAP-ICE：飞机结冰分析软件 • Steps：人群疏散 • ROCKY：专业不规则颗粒群粒子流动力学模拟

软件 • Flownex：一维热力、燃烧系统设计、分析软

件


5 通用软件仿真分析的流程（模块）

ANSYS SPACE CLAIM

ANSYS DesignModeler

ANSYS Meshing

接口

ANSYS Fluent Meshing ICEM CFD

Fluent/CFX Pre-Setting/Solver

CFD-POST

用户几何文件


9 ANSYS DesignModeler 特色

ANSYS

DesignModeler

特色 ANSYS

CAE统一几何处理平台

标准CAD

直接接口

参数化

建模能力

几何装配及完整性检查

几何编辑功能

丰富简便

结构流体电磁

几何双向互导几何参数优化

几何修复简化

几何体装配探测


11 ANSYS Meshing 主要功能

ANSYS

Meshing

特色

快速网格划分

几何接口网格质量

检查

网格输出

FLUENT CFX ICEM CFD Polyflow Fluent Meshing

高度自动化网格划分

丰富网格处理方法

完善的网格控制措施

高级网格处理方法

标准第三方格式

与CAD模型双向参数链接

ANSYS DesignModeler

多样的网格质量检查标准

体网格检查、面网格检查、差网格显示


13 ANSYS ICEM CFD 主要功能

ICEM CFD

特色

灵活的网格编辑功能

强大的几何处理功能

完美的网格生成工具

多样的网格质量检查标准

自动光顺

不同类型网格转化，四-六；

三角-四边

坏网格重画

标准第三方格式

基于点线面的几何创建功能

丰富的CAD接口

壳、面网格

四面体网格

几何检查、修复、简化功能

六面体网格

混合网格棱柱层网格

六面体雕刻、O-

grid网格

自动贴体笛卡尔网格

网格编辑


14 Fluent meshing主要功能

Fluent Meshing

强大的几何处理功能多种几何读入细化选

择

为简单、复杂几何提供不同的流程

丰富的CAD接口

UG、Pro/E、SolidWorks、SolidEdge、

Inventor等

标准第三方格式文件

Parasolid、STEP、IGES、ACIS SAT、

STL等

快速几何诊断、修复

为导入几何提供相交、接近等诊断，同时提供

相应的修改工具

完美的网格生成工具

基于面网格的包面功能

快速处理”脏面“，包裹出密闭域

提供面网格自动和手动编辑工具

快速连接性、质量诊断以及提供相应的自动和手动修改工具；join和intersect处理相交、重

叠面多面体、四面体、棱柱网格、六面体核心、

cutcell、薄壳网格

多面体极大的减少了计算量；多种prism网格生成策略，保证了

网格质量

灵活的网格编辑功能

多样的网格质量检查标准、并提供相应的自动光顺工具

提供网check、清理等功能


16

ANSYS Fluent

网格接口

接受gambit、ANSYS meshing、ICEM CFD、FM网格软件生成的网格类型

包含多面体网格转换器，可将四面体网格转化为多面体网格

网格自动光顺功能

两种核心算法

基于压力基和基于密度基

物理模型丰富

丰富的湍流模型 S-A模型、k-e模型、k-ω模型、k-kl-ω模型、SST模型、

雷诺应力模型、SAS模型、嵌入式大涡模拟

多相流模型 DPM模型、欧拉模型、VOF模型、核沸腾模型、

DDPM模型、DEM

FW-H声学模型远场噪声传播（飞机、汽车）

辐射模型 DO模型、P1模型、S2S模型、蒙特卡洛等

燃烧与化学反应

完备的化学反应动力学模型，可以使用CHEMKIN数据库

独特技术

workbench平台下实现与结构软件的流固耦合，全面运动网格技术（包括overset类型网格），基于流动响应的技术

外挂模块 MHD模块、锂电池组、纤维、燃料电池模块

ANSYS Fluent 主要功能


20 ANSYS CFX主要特色

ANSYS CFX

通用CFD软件基于单一压力耦合多重网格求解器

所有物理模型,全部可用(求解器的成熟

性)

基于旋转机械完整的解决方案

从VISTA/Blade Modeler/TurboGrid/

CFX/Mechanical

多物理场分析能力

ANSYS EMAG/CFX/Mecahnical(电磁热/流体/结

构热应力)

ANSYS FSI

(CFX/Mechanical)

(流固耦合)

磁流体动力学


23

ANSYS CHEMKIN-PRO

反应器模拟 0D、1D、2D反应器

反应流程网络模拟航空发动机燃烧室

反应机理模拟 Reaction Workbench

CHEMKIN-CFD/API 可以与fluent及其他第三方CFD耦合`

ENERGICO 模拟燃烧室排放与燃烧稳定性

ANSYS CHEMKIN主要功能


24

目录


ANSYS CFD网格技术

Workbench Meshing

最好的通用型网格划分工具，用于大范围的应用和物理场

•自动绘制网格

•参数化和设计开发

•多重物理量

•与其它WB工具集成

•几何诊断和修复工具

•高质量的面包裹

•快速且高效存储的网格划分(包括，分布式并行网格划分方法)

•丰富的控制和网格编辑/网格重构功能

•日志和脚本功能

Fluent Meshing

对于使用大型复杂几何的 FLUENT用户来说是最好的工具

•几何诊断和修复工具

•高质量网格划分

•交互式六面体网格

•快速且高效存储的网格划分 (包括. 共享内存式并行网格划分方法)

•丰富的控制和网格编辑功能

•支持第三方求解器

ICEM-CFD

对于使用大型复杂几何的CFX用户来说最好的工具

大量的技术共享


26 网格前处理工具_Meshing

• 无缝集成于Workbench，与CAD参数链接

• 丰富的网格划分算法

四面体网格划分算法

• Patch conforming

• Patch independent

六面体网格划分算法

• Sweep

• MultiZone

• Hex-Dominant

• Cutcell

混合网格划分方法

• 并行网格划分


27 高级前处理工具_ICEM CFD

• 几何接口

直接接口：CATIA、UG、Pro/E、SolidWorks、I-deas等

标准文件： ParaSolid、STEP、IGES、ACIS、DWG等

刻面文件： STL、 Ansys、 Nastran

• 网格划分

几乎所有学科：结构、电磁、流体，输出到100+求解器

任何单元类型：实体、壳、梁

同时支持多种快速生成四面体网格算法： Octree、Delaunay、Advancing Front

混合网格

快速自动生成六面体为主的网格

独有的block及O-Grid技术，可实现对任意复杂结构的六面体网格划分

独有的多区域网格划分及网格协调技术

自动贴体笛卡尔网格

强大的网格编辑能力


28 复杂几何前处理工具Fluent Meshing

强大的几何处理功能 • 丰富的CAD接口

• 标准第三方格式文件

• 多种几何读入细化选择

• 快速几何诊断、修复

完美的网格生成工具 • 基于面网格的包面功能

• 提供面网格自动和手动编辑工具

• 多面体、四面体、棱柱网格、六面体核心、cutcell、薄壳网格

灵活的网格编辑功能 • 多样的网格质量检查标准、并提供相应的自动光顺工具

• 提供网check、清理等功能


29

目录


30 求解器FLUENT软件特色

• 统一易用的操作平台

完全Windows操作风格

完全融入ANSYS Workbench Environment，与多学科应用程序方

便快捷的数据共享

方便快捷的多场耦合计算

• fluent-Mechanical双向流固耦合

• 电磁仿真模块的耦合，HFSS、Maxwell、Q3D到fluent电磁-热

耦合

Deformation

Stress 双向流固耦合：通道内柔性平板的运动


31 数值算法与耦合 — 网格

• Fluent求解器支持所有类型的网格

–六面体、四面体、棱柱、金字塔

–三角形、四边形

–多面体网格、混合网格

• 支持非一致网格交界

• 网格自适应

• 提供网格处理工具

• 不同网格之间进行数据插值



• 优异的数学算法

精确的数值算法与稳健的求解器

• 基于压力的耦合求解器(+伪瞬态算法)

• 基于压力的分离求解器

• 基于密度的求解器（隐式、显式）

确保一个几乎无约束的流动计算结果的稳定性与准确性


33

求解器FLUENT软件特色

• 强大的并行能力

支持共享式和分布式并行系统计算

动态载荷自动平衡

Fluent新版本I/O速度更快，并行能力更强

并行文件系统扩展

32 64 128 256 512 1024

Default 647.26 314.59 203.16 112.15 65.05 37.1

Load Balance 198.08 150.59 82.03 61.76 34.29 22.33

0

200

400

600

800

Tim

e in

Se

co

nd

s

Oxy-fuel Burner, 1.9M hex cells



• 湍流模型

SA模型

k-ε模型：标准k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε

标准k–ω模型

SST k–ω模型

v2f四方程模型

雷诺应力模型

高级湍流模型：转捩湍流模型、DES、LES、SAS



辐射传热模型

离散坐标模型/ Discrete Ordinates Model

离散传输辐射模型/DTRM

PI模型

Rosseland Model

S2S

角系数的计算更快

太阳加载模型

• 可以在多孔边界处计算辐射传播与吸收

• 可以计算敞口边界处的辐射热通量

DO、PI模型与欧拉非粒子流模型兼容

壁面热传导计算更快



多相流模型

Eulerian-Eulerian

Mixture

VOF

Discrete Phase Model (Lagrangian)

Eulerian Wall Film

固相体积分数（流化床）（E-E）

啤酒气泡（Mixture）

水槽溢水模拟（VOF）

雾化（DPM）

The wall film on a car mirror with

droplets released due to wind shear



多参考系/运动/变形网格

单参考系/ SRF

多重参考系/ MRF

混合平面模型/ MPM

滑移网格模型/ SMM

运动网格模型/dynamic mesh

• Layering

• Local remeshing

• Spring analogy

搅拌桨模拟

多级泵（转子压力分布）

多参考系风扇



化学反应模型

快速化学反应模型

• 组分输运模型

• 非预混燃烧模型 mixture fraction

• 预混燃烧模型 reaction progress variable

• 部分预混燃烧模型 reaction progress variable+ mixture

fraction

有限速率化学反应

• 层流火焰模型

• 层流有限速率模型

• 涡耗散模型

• 组合PDF输运模型



化学反应模型

污染物生成模型

• NOx形成模型

• 烟灰形成模型

• SOx形成模型

• Coal derived soot

原soot模型中假设重组分（沥青）的物理、热化学特征与其它轻组分挥

发份一致

重组分燃烧产生烟灰的机理与轻组分不同

多求解一个组分输运方程，即煤热解过程中沥青的输运方程

• Atom balance for sulfur

计算SOx时，在每次迭代中强制进口、出口、源项的S原子守恒

• Mercury Pollutant formation


40 其它功能—用户自定义函数（UDF）

• User Defined Function （UDF） • Fluent 是通用CFD软件可能不能满足所有应用

• 通过UDF可以把新的研究或者客户定义的物理模型加入Fluent计算

• 通过UDF施加自定义的边界条件、计算过程控制、材料属性、反应速率等

• 采用C语言


41 其它功能—优化功能

• Mesh morpher/optimizer

• 求解形状优化问题

• 设定目标函数，求解器使目标函数最小

• 适合局部形状优化

优化出口形状使出口流量相同


42

目录


43 Fluent用户界面升级

Ribbon功能区：

访问主要的工作流程

树：访问模型的细节以及快捷键

Fluent R17.0求解器模式


44 Fluent并行扩展性

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

0 24,576 49,152 73,728 98,304 122,880147,456

Sp

ee

du

p

NumCores

Combustor_830M on CRAY XC30

129,024 cores 90% efficiency NERSC Edison XC30 cluster

Flow Energy Species Transport

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0 1000 2000 3000 4000

Ra

tin

g

NumCores

Landing_gear_15m IB Haswell

15.0.7

16.0.0

• 移除了在大规模核数并行时的case文件读取以及并行构造的瓶颈

• 优化了数据通讯

• 大规模和小规模的案例都能从中受益


45 Fluent METIS分区方式的改进

• 更新了ParMetis库

• METIS和分区存储具有64位索引功能，

支持更大的模型（测试过的模型网格规

模可以达到20亿）

• 提升了大规模核数并行时的分区性能

• 自适应分区案例的优化

4096 8192

16.0.0 141 295

17.0.0 111 174

0

100

200

300

400

Pa

rtit

ion

Tim

e

combustor_830m CRAY XE6

256 512102

4

204

8

409

6

16.0.0 923.1 2175.

17.0.0 18.2 15.8 18.5 27.4 51.7

0.0

500.0

1000.0

1500.0

2000.0

2500.0

Au

toP

art

itio

n t

ime

Truck_134M

> 1 hours


46 Fluent基于模型权重的分区方式

ISAT测试案例

190万六面体网格，周期性计算域（22.5°周期）

Realizable K-Epsilon湍流模型

EDC燃烧模型

DO辐射模型

富氧燃料燃烧的详细动力学机理（25种组分，113个反应）

32 64 128 256 512 1024

Default 647.26 314.59 203.16 112.15 65.05 37.1

Load Balance 198.08 150.59 82.03 61.76 34.29 22.33

0100200300400500600700

Tim

e in

Se

co

nd

s

Oxy-fuel Burner, 1.9M hex cells

• 在所有的处理器之间平衡多个模型，将处理器之间的不平衡控制在允许的容差之内

• 权重可以从以下的模型中选择： – Faces-per cell

– Solid-Zones

– VOF

– DPM

– ISAT


47 Fluent相邻网格创建功能的优化

• 优化的通讯算法

• 改进的交界面识别方法，带来更

好的性能和完整性

• 取决于不同的案例和并行核数，

能够实现1到30倍的加速

• 对于像动网格计算时需要频繁重

新创建相邻网格的情况，能带来

极大的帮助

测试案例：

• 标准测试案例集里的3300万网格案例

128 256 512102

4

204

8

409

6

819

2

16.0.0 7.828 4.75 6.219 7.882 17.07 52.63 156.4

17.0.0 3.844 2.539 1.866 1.838 2.346 2.793 5.749

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tim

e in

se

do

nd

s

Exhaust_33M Neighborhood Creation


48 实例：曲轴箱润滑模型

• 相邻网格优化

• 滑移交界面优化

• 并行求解器优化

测试案例

• 曲轴箱通风和润滑(CCB)

• 六缸发动机

• VOF (隐式Compressive格式)

• 约500万多面体网格

• 曲轴旋转使用滑移网格

• 活塞运动使用动网格层铺

• 未使用动网格光顺

48 96 192

16.0.0 18 14 10.83

17.0.0 13.85 9.26 5.86

Improvement 30% 51% 85%

0

5

10

15

20

Tota

l R

un

Tim

e (

hrs

)

Engine Crankcase Lubrication Model

Total Run Time per One Cycle

http://www.peugeot206cc.co.uk/repair-206/206/info/gb/b1bb16k3.htm Representative Illustration

http://www.peugeot206cc.co.uk/repair-206/206/info/gb/b1bb16k3.htm





49 实例：缸内燃烧的性能及扩展性

• 性能改进

• 对于具有多个cell zone以及部分预混或PDF模型的案例，还能够额外从燃烧

模型代码的重整中受益

Ice_2m: 7 cell zones, 1.6 million cells

MDM, Spray, Partially premixed 0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

32 64 128 192 256 384

So

lve

r R

ati

ng

Number of Cores

2M-Cell In-Cylinder Combustion Case

15.0

16.0

17.0

55%


50 CFX HPC性能

• 持续地缩短仿真时间！

• 对瞬态Rotor-Stator(TRS)问题的特别关注

• 多个领域的改进

• 网格集合/离散化

• 线性求解器

• GGI相交

• …

多个版本持续的效率提升

4000万节点的瞬态水轮机仿真案例（该测试案例在斯图加特同 Voith Hydro以及HLRS合作进行）

R15

R16

R17


51 CFX HPC性能

• 许多的基准测试（相较于之前版本的测试）

• 瞬态的完整水轮机应用

10-30%的求解时间降低

改进了20%的并行扩展性（512核时）

• 外空气动力学应用

约40%的提速（4096核）

• 发动机缸内流动应用

超过30%的求解时间降低，扩展至4096核

• 瞬态的6级轴流压气机应用

20-30%的求解时间降低

Courtesy Siemens AG, Mülheim, Germany, ASME IGTI Paper GT2013-94639


52 改进的求解器I/O效率

• 对于拥有大量区域和面集合的复杂模型，显著降低了并行计算时的求解

器I/O时间（从千秒的量级降低到十秒的量级）

• 以前，复杂模型的I/O时间可能会很长，以至于对总的求解时间带来非常

大的影响

• 自动激活此功能

• 无需额外设定

拥有许多区域的测试案例所展现出的I/O时间的降低

(CFX)


53 点源的性能提升

• 具有大量点源的模型效率提升

• 实例应用：使用大量点源来模拟冷气的注入

测试案例显示出在使用大量点源时的总CPU时长的降低（对于点源额外的求解花费降低了多达70%）

(CFX)

"GaTurbineBlade" by Tomeasy - Own work by uploader; produced with Adobe illustrator. Licensed under CC BY-SA

3.0 via Commons -

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GaTurbineBlade.svg#/media/File:GaTurbineBlade.svg


54 CFX Monte Carlo辐射模型的并行扩展性

• 显著提升了Monte Carlo求解器的HPC并行求解速度

复杂的车灯测试案例具有10E6根光线仅求解辐射和能量方程

使用Monte Carlo辐射模型的仿真显著展现了求解器的速度提升


55 CFX Linux编译器 Intel Fortran

• 在Windows和Linux系统中统一使用Intel Fortran作为编译器

• 不同平台之间一致

• 同其它的ANSYS产品相一致

• 未来可以通过代码优化来最大化求解器性能

• 注意：所有平台上的所有User Fortran都需要使用Intel Fortran

• 不再支持GNU Fortran和PGI Fortran编译器

10%或更多的平均求解器性能提升在Linux操作系统下的一系列测试案例


56 Fluent收敛改善

• 耦合求解器现在默认使用保守粗化

– 通常能够改善收敛

– 对于多面体网格和/或高长细比的网格更加有效

– 可以在求解器高级设定的多重网格面板中关闭此功能

• 代数多重网格求解器现在会自动对线性系统进行重新排序 – 对于多域模型，确保能够正确排序

– 可以使用命令关闭此功能 (rpsetvar 'reorder/amg 0)

没有reordering 超过200个迭代步还未收敛

RCM reordering 94个迭代步达到收敛


57 Fluent扭曲面梯度修正（WFGC）

在差网格上，使用WFGC得到的结果和好网格的结果接近

Enable WFGC

扭曲面梯度修正 • 使用压力基求解器时可以开启梯度修正选项

• 对于具有高度非平面的表面或者单元重心落在单元之外的六面体和多面体网格特别有帮助

• 两种公式表述： • Speed-optimized • Memory-optimized

Good Mesh

Poor Mesh Poor Mesh with WFGC


Full

Flow Solution t = 0 [s]

t = n [s]

Selected

Solution

Output t = 0 [s]

t = n [s]

Reduced

Output

Frequency t = 0 [s]

t = n [s]

t = 0 [s]

t = n [s]

选择输出数据的位置

数据管理更少的数据更高的仿真效率


59 输出用户自定义表面的结果到CFD-Post

• 结果输出到任意的表面位置

• 显著减少了所生成的输出文件大小

• 为仿真分析“瘦身”

• 对于大的瞬态案例影响显著

• 数据（所占用的硬盘存储空间）减少了数个量级

• 在后处理过程中，减少了CFD-Post引擎和GUI之间的数据传递

• Fluent和CFX都有类似的功能

任意的表面输出位置 (独立于求解器的网格之外)


61

以STL格式导入的原始CAD几何表面包围着流体域使得仿真结果的背景看起来更加真实

CFD-Post支持STL表面

• 能够导入/导出stl格式的几何

• 定义后处理的位置

• 作为背景几何导入

• 导出任意位置的表面给其他用户使用

• 例如：Fluent中的表面


62 CFD-Post时间动画

• 瞬态后处理更加易用

• 像“音乐播放器”一样的控制

• 播放/停止

• 下一个/上一个时间步

• 第一个/最后一个时间步

• 可选项

• 通过时间步、时间或曲轴转角指定所需要的瞬态范围

• 在可用的帧之间控制使用哪一帧

• 保存时间动画为影片文件


63 CFD-Post GUI和引擎之间的通讯效率

• 避免数据传输中的压缩/解压

• 提升交互效率/性能

• 更多的数据传输

• 但是：没有压缩/解压所带来的消耗！

R16 R17


65 Fluent用于壁面平移/旋转的Profile

• 现在可以在壁面区域的对话框中指定一个瞬态的Profile用于壁面的平移或旋转


66 Fluent相对动网格运动

刚体和用户自定义的网格运动现在可以指定为相对于另一个刚体区域的局部坐标系而运动

small-zone的运动被指定为相对于large-zone所处的方位所定义的局部坐标系


67 Fluent方位计算器

• 方位计算器可以将方位转换为轴/角度格式，用于指定刚体的方位

• 复合的旋转可以使用“相连到下一个输入选项”来进行计算


69 嵌套网格

嵌套网格适用于以下问题的求解：

• 稳态和瞬态（固定网格），3D和2D平面

• 压力基耦合求解器

• 密度不可压缩

• 单相或VOF多相

• 传热

• k-epsilon和SST k-ω湍流模型

• BETA: 移动网格，可压缩流，考虑表面张力的VOF，压力远场边界，支持Workbench，压力基

分离求解器

限制： • 不支持密度基求解器 • 不支持基于节点的梯度算法


70 伴随求解器和设计工具

● 伴随求解器支持可压缩流

● 设计工具增强

● 用于网格变形约束的任意定界表面（支持STL表面导入）

● 预定义的运动方式（旋转、平移、缩放）

● 增强易用性 – 约束检查

● STL输出


71 设计工具实例：管路优化

通过修改管路几何，使通过管路的总压降最低。

管路的入口和出口固定，从外部导入复杂的定界表面，管路几何在变形时需要保持在定界表面之内。


73 Workbench中的Fluent：访问日志记录和结果图片

• 在求解监视视图中调用

– 日志记录在求解过程中刷新

– 在Fluent中定义的云图、矢量图等在求解结束后截图显示

– 可以快速地检查结果，并在参数化研究中对比不同方案


74 CFX: Turbo叶栅模拟

• 模型扩展和易用性提升

• 时间变换和傅立叶变换

• 多级，非对称流，多重扰动

• 包含CHT（共轭传热）的瞬态叶栅模型

• 混合面改进

• 对循环周期流的收敛监视 (β)

• 谐波分析：频域方法 (β)


75 BladeModeler：叶栅几何

• 新的叶片中性数据格式(NDF)文件

• 在BladeGen和BladeEditor中支持

• 提供BladeEditor和BladeGen之间的连接

• BladeEditor中的CAD导入功能直接创建NDF文件，以导入到BladeGen

• 将来：

• 支持更广泛的从BladeGen到BladeEditor的工作流和参数

• 提供到第三方叶片设计工具的更好连接

CAD BladeEditor CADImport

BladeGen


76 TurboGrid：叶栅网格划分

• 网格质量

• 增强了间隙的拓扑

• 改进了边界层网格的分辨率控制

• 新的目标最大膨胀率

改进了叶片圆角前缘和截断尾缘处的间隙网格质量

报告最小/最大膨胀率

超出目标最大膨胀率设定的边会被高亮显示


78 Turbo系统：绘制压气机性能曲线

• Workbench中改进的Turbo Setup组件系统

• 创建、修改和删除工作点，以更简单地绘制压气机性能曲线

• 绘制求解工作点的图表

• 对比不同压气机设计的速线


79 使用CFX和Systems Coupling进行流固耦合

• CFX和Mechanical之间的双向流固耦合

• 取代之前版本中CFX和Mechanical流固耦合的MFX功能，同Fluent和Mechanical流固耦合的流程和技术相

一致

• 初期的版本中支持稳态和瞬态的力和位移数据交换


80 Workbench中的CFX结果缓存

• 新增CFX结果单元的属性：

• 缓存结果数据：缓存CFX的结果数据，以便更快速地对剩余的多个设计点进行反复求解

• 实例：求解给定设计的速线，修改设计后基于缓存的设计点结果快速进行反复求解

• 仅保留最新的结果数据：自动移除旧的结果数据文件，最小化硬盘空间占用


81 湍流模型进展

• 新的湍流模型：Shielded Detached Eddy Simulation (SDES) 和 Stress-Blended Eddy

Simulation (SBES)

• 在Fluent和CFX中同时发布

• 更快地切换到LES模式

• 通过混合使RANS和LES相结合

混合涡粘性

• Stress-BSL模型 (Fluent)

• 像stress-ω一样的压力-应变线性模型，

但是求解来自于BSL的尺度方程

• 移除stress-ω对自由流的敏感性

• 间歇转捩模型

• 在CFX中完整发布 (Fluent中已经发布)


84 Fluent边界条件

• 质量流率、质量流量和平均质量流量边界现在可以相对于选定的参考坐标系进行定义

• 之前，只能定义为相对于邻近的网格区域


85 Fluent边界条件（续）

• 压力出口的回流量现在也可以相对于选定的参考坐标系进行定义

• 无反射边界条件现在可以用于可压缩液体材料 (beta)


86 Fluent传热和壳

• 支持映射类型交界面上的薄壁导热（不开启壳导热）

• 多层壳中，每层壳的厚度和生热率现在都可以指定为输入参数了


87 Fluent Monte Carlo辐射模型 (beta)

使用DO模型计算的简单透镜使用Monte Carlo模型计算的简单透镜

• CFX模型再应用

• 对于平行光路辐射的计算比其它方法精度更高

• 尤其适用于类似汽车车灯的仿真等

在R17.0中的限制 • Beta功能 • 无法并行计算 • 只能计算三维


88 Fluent反应流功能增强

• 使用CHEMKIN-CFD求解器现在无需额外的授权

• 同CHEMKIN机理的完全兼容

• 对于详细化学反应计算，CHEMKIN-CFD的动态网格成组功能带来了显著的计算加

速

0 20 40 60 80 100 120

R17-DI

R17-DI-CA

Chemkin-CFD_DCC

ODE_solver Iterative_Solver


89 Fluent VOF在海洋应用中的功能增强

• 在使用明渠边界条件模拟船只运动时，可以分别输入主相和第二相的速度以及物体的运动

• 多方向的“数值海滩”用于抑制压力边界上的数值反射

• 明渠流的Fenton波浪理论 – 改善了陡波的精度，之前版本中的方法会预测出过早的波浪破碎

Old New


91 其它的多相流功能增强

• 使用NIST Refprop数据库的PVT模型，为多组分混合物计算饱和和露点压力、温度

(beta)

• 提供模拟闪蒸的UDF

• N-相可压缩多相流 (beta)


92 Fluent DPM/DEM功能增强

• DPM颗粒旋转功能现在是正式版本

• 可以在颗粒和壁面的碰撞以及升力（Magnus升力）中考虑滑动摩擦

• 适用于旋风分离器中的颗粒流等

• 和MRF不兼容，在O’Rourke碰撞模型中无法考虑旋转

• 新增的DEM碰撞模型

• 滚动摩擦：适用于大块固体流（例如流化床和转鼓）

• Hertzian

• Hertzian-dashpot

• 宏观颗粒模型的UDF现在成为Fluent的一个Add-On模型

• 提供了一个新的壁面粗糙模型，在类似管路、旋风分离器的封闭几何体中计算结果

更好


93 Wall Film功能增强

• 拉格朗日Wall Film边界条件现在可以使用Kuhnke模型来模拟

干飞溅薄膜形成

• 欧拉Wall Film模型现在支持薄膜材料可变密度


94 Fluent电池模型功能增强

• 降阶法用于MSMD电势方程，提高下述情况时的求解效率：

• 电导率和温度无关

• 电流密度在电池激活区域上均匀传输

• 一方程和四方程的热滥用模型

• 可以用来仿真热失控过程


95 Fluent燃料电池/电化学

• 新的质子交换膜燃料电池模型

• 不同的阳极和阴极微孔层属性

• 求解多孔介质中的毛细压力方程

• 3-相水输运模拟（气、液、溶解态）

• 溶解态水在触媒-隔膜-触媒结构中的输运

• 气体通道内的液相饱和能够模拟由于液态水的存在造成的压降升高

• 电位模型

• 单独使用或和电化学一起使用 (现在完全支持)

• 应用领域：Flux电池、电镀、腐蚀

• 注意：电化学反应仅发生在表面上


96 Fluent纤维模拟的功能增强

• 支持并行处理

• 基于文件指定入射的纤维点

• 扩展的UDF访问能够更好地自定义纤维属性

• Rheology模型现在可以处理广义牛顿流体，适用于熔纺和干纺纤维

• 后处理

• 使用变量显示纤维颜色

• 纤维和网格同时显示


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