Fluent流體仿真(CFD軟件包)

Fluent流體仿真是一個通用的CFD軟件包，用于模擬從不可壓縮到高可壓縮范圍的復雜流量。FLUENT采用多種解決方案和多網格加速收斂技術，可以達到最佳的收斂速度和解決精度。靈活的非結構化網格和基于解決方案的自適應網格技術和成熟的物理模型使FLUENT廣泛應用于轉換和湍流、傳熱和相變、化學反應和燃燒、多相流、旋轉機械、移動/變形網格、噪聲、材料加工、燃料電池等領域。目前，與FLUENT合作的最佳標準網格軟件是ICEM，而不是已經過時的GAMBIT。

Fluent流體仿真功能簡介

FLUENT系列軟件包括通用CFD軟件FLUENT、POLY-FLOW、FIDAP、工程設計軟件FLOWizard、FLUENTFORCATIAV5、TGRID、G/TURBO、CFD教學軟件FLOWLAB、ICEPAK、AIRPAK、MIXSIM軟件等。
FLUENT軟件包括基于壓力的分離求解器、基于壓力的耦合求解器、基于密度的隱式求解器和基于密度的顯式求解器。多求解技術使FLUENT軟件能夠模擬從不壓縮到高超音速的各種復雜流場。FLUENT軟件包含豐富的物理模型，可以模擬高超音速流場、轉彎、傳熱相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工等復雜機理的流動問題；
FLUENT軟件的動態(tài)網格技術處于絕對領先地位，包括專門針對多體分離問題的六自由度模型和發(fā)動機的兩維半動網格模型；
POLYFLOW是一種基于有限元法的CFD軟件，專門用于粘彈性材料的層流模擬。適用于塑料、樹脂等聚合物材料的擠出、吹塑、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動、傳熱和化學反應；
FloWizard是一種高度自動化的移動模擬工具，允許用戶在產品開發(fā)的早期快速準確地驗證設計。它引導用戶從頭到尾完成模擬過程，使模擬過程非常容易；
FLUENTForCATIAV5是專門為CATIA用戶定制的CFD軟件，將FLUENT完全集成到CATIAV5中，用戶使用FLUENT軟件就像使用CATIA其他分析環(huán)境一樣；
G/Turbo是葉輪機械網格生成的專業(yè)軟件；
AIRPAK是HVAC工程師的CFD軟件，按照ISO7730標準提供舒適度、PMV、PPD等技術指標。
MIXSIM是一FD模擬軟件的專業(yè)攪拌槽；
除FLUENT外，常用的CFD軟件及相關仿真軟件還包括專業(yè)的三維流場分析軟件-CFX、三維CFD快速求解器-CART3D、流體系統(tǒng)仿真、設計與優(yōu)化平臺-Flowmaster、專業(yè)的離散元仿真分析軟件-EDEM等。

Fluent流體仿真軟件特點

FLUENT軟件具有以下特點：
FLUENT軟件采用基于完全非結構化網格的有限體積法，并具有基于網格節(jié)點和網格單元的梯度算法；
常數/非常流模擬，并增加快速非常模擬功能；
FLUENT軟件中的移動/變形網格技術主要解決邊界運動的問題。用戶只需指定初始網格和運動墻的邊界條件，其余的網格變化完全由解算器自動生成。網格變形有三種方法：彈簧壓縮、動態(tài)鋪裝和局部網格重生。其局部網格重生是FLUENT獨有的，應用廣泛，可用于非結構網格、大變形問題和完全由流動產生的力決定；
FLUENT軟件具有很強的網格支持能力，支持界面不連續(xù)的網格、混合網格、移動/變形網格和滑動網格。值得強調的是，FLUENT軟件還具有多種基于解的網格自適應、動態(tài)自適應技術和動態(tài)網格與網格動態(tài)自適應相結合的技術；
FLUENT軟件包括三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商業(yè)軟件中最常見的；
FLUENT軟件包含豐富先進的物理模型，使用戶能夠準確模擬無粘流、層流和湍流。湍流模型包括Spalart-Allmaras模型、k-ω模型組、k-δ模型組、雷諾應力模型(RSM)組、大渦模擬(LES)組、最新分離渦模擬(DES)和V2F模型。此外，用戶還可以定制或添加自己的湍流模型；
適用于牛頓流體，非牛頓流體；
熱傳導包含強制/自然/混合對流、固體/流體熱傳導和輻射；
混合/反應化學成分；
自由表面流模型、歐拉多相流模型、混合多相流模型、顆粒相模型、空穴兩相流模型、濕蒸汽模型；
熔化溶化/凝固；蒸發(fā)/冷凝相變模型；
拉格朗日跟蹤計算離散相；
不均勻滲透性、慣性阻抗、固體熱傳導、多孔介質模型(考慮多孔介質壓力突變)；
以熱交換器為對象的風扇、散熱器集中參數模型；
慣性或非慣性坐標系、復數基準坐標系和滑動網格；
模型化后動靜翼相互作用的連續(xù)界面；
預測流體噪聲的聲學模型基于精細流場解算；
質量、動量、熱量、化學成分的體積源；
物性參數豐富的數據庫；
磁流體模塊主要模擬電磁場與導電流體的相互作用；
連續(xù)纖維模塊主要模擬纖維與氣體流動之間的動量、質量和熱交換；
高效并行計算功能提供多種自動/手動分區(qū)算法；內置MPI并行機制大大提高了并行效率。此外，FLUENT具有獨特的動態(tài)負載平衡功能，確保全球高效并行計算；
FLUENT軟件提供友好的用戶界面，并為用戶提供二次開發(fā)界面(UDF)；
FLUENT軟件采用C/C++語言編寫，大大提高了計算機內存的利用率；

在CFD軟件中，Fluent軟件是目前國內外使用最多、最流行的商業(yè)軟件之一。Fluent的軟件設計基于“CFD計算機軟件群的概念”，針對每一種流動的物理問題的特點，采用適合于它的數值解法在計算速度、穩(wěn)定性和精度等各方面達到最佳。由于囊括了Fluent Dynamical International比利時PolyFlow和Fluent Dynamical International（FDI）的全部技術力量（前者是公認的在黏彈性和聚合物流動模擬方面占領先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD軟件方面領先的公司 ），因此Fluent具有以上軟件的許多優(yōu)點。