Ansys流體分析

2013-08-14 by:流體分析培訓中心來源:仿真在線

Ansys流體分析

ANSYS程序中的FLOTRAN CFD 分析功能是一個用于分析二維及三維流體流動場的先進的工具,使用ANSYS中用于FLOTRAN CFD 分析的FLUID 141 和FLUID 142單元,可解決如下問題:
• 作用于氣動翼( 葉) 型上的升力和阻力
• 超音速噴管中的流場
• 彎管中流體的復雜的三維流動

同時,FLOTRAN 還具有如下功能:
• 計算發動機排氣系統中氣體的壓力及溫度分布
• 研究管路系統中熱的層化及分離
• 使用混合流研究來估計熱沖擊的可能性
• 用自然對流分析來估計電子封裝芯片的熱性能
• 對含有多種流體的( 由固體隔開) 熱交換器進行研究

Ansys FLOTRAN可執行如下分析:
層流分析
層流中的速度場都是平滑而有序的,高粘性流體(如石油等)的低速流動就通常是層流。

紊流分析
紊流分析用于處理那些由于流速足夠高和粘性足夠低從而引起紊流波動的流體流動情況,ANSYS中的二方程紊流模型可計及在平均流動下的紊流速度波動的影響。如果流體的密度在流動過程中保持不變或者當流體壓縮時只消耗很少的能量,該流體就可認為是不可壓縮的,不可壓縮流的溫度方程將忽略流體動能的變化和粘性耗散。

熱分析
流體分析中通常還會求解流場中的溫度分布情況。如果流體性質不隨溫度而變,就可不解溫度方程。在共軛傳熱問題中,要在同時包含流體區域和非流體區域(即固體區域)的整個區域上求解溫度方程。在自然對流傳熱問題中,流體由于溫度分布的不均勻性而導致流體密度分布的不均勻性,從而引起流體的流動,與強迫對流問題不同的是,自然對流通常都沒有外部的流動源。

可壓縮流分析
對于高速氣流,由很強的壓力梯度引起的流體密度的變化將顯著地影響流場的性質,ANSYS對于這種流動情況會使用不同的解算方法。

非牛頓流分析
應力與應變率之間成線性關系的這種理論并不能足以解釋很多流體的流動,對于這種非牛頓流體,ANSYS程序提供了三中粘性模式和一個用戶自定義子程序。

多組份傳輸分析
這種分析通常是用于研究有毒流體物質的稀釋或大氣中污染氣體的傳播情況,同時,它也可用于研究有多種流體同時存在(但被固體相互隔開)的熱交換分析。

流體動力學應用如今已遍及航空航天、船舶、能源、石油化工、機械制造、汽車、生物技術、水處理、火災安全、冶金、環保等眾多領域。從高層建筑結構通風到微電機散熱,從發動機、風扇、渦輪、燃燒室等旋轉機械到整機外流氣動分析,流體動力分析CFX可謂無處不在。

CFD是進行傳熱、傳質、動量傳遞及燃燒、多相流和化學反應研究的核心和重要技術,廣泛應用于航天設計、汽車設計、生物醫學工業、化工處理工業、渦輪機設計、半導體設計、HAVC&R等諸多工程領域。
流體分析的理論方法和實驗方法存在較大的局限,發展得相當緩慢,而隨著計算機技術的高速發展,CFD技術開始作為主要的流體分析方法,并在我國得到了飛速的發展。CFD方法具有成本低和能模擬較復雜或較理想過程等優點。

在CFD軟件中,FLUENT軟件是目前國內外使用最多、最流行的商業軟件之一。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、穩定性和精度等各方面達到最佳。

FLUENT為通用的cfd軟件包,是目前相對成熟且使用廣泛的商用流體分析軟件,可以模擬從不可壓縮到高度可壓縮范圍內的復雜流動,由于采用了多種求解方法和多重網格加速收斂技術,因而FLUENT能達到最佳的收斂速度和求解精度。其靈活的非結構化網格、基于解的自適應網格技術及成熟的物理模型,使它在轉捩與湍流、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工和燃料電池等方面有廣泛應用。

結構靜力分析,動力學分析,顯式動力學,屈曲分析,接觸非線性分析,疲勞壽命分析,模態頻率分析,諧振響應分析,跌落碰撞分析,熱結構耦合分析,管道流體分析,流固耦合分析,彈塑性材料CAE分析,材料非線性力學分析,巖土材料非線性分析,橡膠材料超彈性分析,壓力容器分析,貨架分析,應力應變分析,受力分析,機械設計分析,汽車結構分析,電子電器分析,工程機械分析,瞬態分析,譜分析,汽車有限元分析,船舶結構有限元分析

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