ANSYS CFX介紹

2013-06-20 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

CFX是全球第一個通過ISO9001質量認證的大型商業CFD軟件,是英國AEA Technology 公司為解決其在科技咨詢服務中遇到的工業實際問題而開發,誕生在工業應用背景中的CFX一直將精確的計算結果、豐富的物理模型、強大的用戶擴展性作為其發展的基本要求,并以其在這些方面的卓越成就,引領著CFD技術的不斷發展。目前,CFX已經遍及航空航天、旋轉機械、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、環保等領域,為其在全球6000多個用戶解決了大量的實際問題。
回顧CFX發展的重要里程,總是伴隨著她對革命性的CFD新技術的研發和應用。1995年,CFX收購了旋轉機械領域著名的加拿大ASC公司,推出了專業的旋轉機械設計與分析模塊-CFX-Tascflow,CFX-Tascflow一直占據著90%以上的旋轉機械CFD市場份額。同年,CFX成功突破了CFD領域的在算法上的又一大技術障礙,推出了全隱式多網格耦合算法,該算法以其穩健的收斂性能和優異的運算速度,成為CFD技術發展的重要里程碑。CFX一直和許多工業和大型研究項目保持著廣泛的合作,這種合作確保了CFX能夠緊密結合工業應用的需要,同時也使得CFX可以及時加入最先進的物理模型和數值算法。作為CFX的前處理器,ICEM CFD優質的網格技術進一步確保CFX的模擬結果精確而可靠。
2003年,CFX加入了全球最大的CAE仿真軟件ANSYS的大家庭中。CFX的用戶將會得到包括從固體力學、流體力學、傳熱學、電學、磁學等在內的多物理場及多場耦合整體解決方案。CFX將永遠和我們的用戶伙伴一起,用最先進的技術手段,不斷揭開我們身邊真實物理世界的神秘面紗。

一.CFX產品特點簡介
CFX是全球第一個在復雜幾何、網格、求解這三個CFD傳統瓶徑問題上均獲得重大突破的商業CFD軟件。借助于其獨一無二的,有別于其它CFD軟件的技術特點,CFX領導著新一代高性能CFD商業軟件的整體發展趨勢。

精確的數值方法
和大多數CFD軟件不同的是,CFX采用了基于有限元的有限體積法,在保證了有限體積法的守恒特性的基礎上,吸收了有限元法的數值精確性。

    基于有限元的有限體積法,對六面體網格單元采用24點插值,而單純的有限體積法僅采用6點插值。
    基于有限元的有限體積法,對四面體網格單元采用60點插值,而單純的有限體積法僅采用4點插值。
    CFX在湍流模型的應用上,也一直是業界領先的。除了常用的湍流模型外,CFX最先使用了大渦模擬(LES)和分離渦模擬(DES)等高級湍流模型。

快速穩健的求解技術
CFX是全球第一個發展和使用全隱式多網格耦合求解技術的商業化軟件,這種革命性的求解技術克服了傳統算法需要“假設壓力項-求解-修正壓力項”的反復迭代過程,而同時求解動量方程和連續性方程,加上其采用的多網格技術,CFX的計算速度和穩定性較傳統方法提高了1~2個數量級,更重要的是,CFX的求解器獲得了對并行計算最有利的幾乎線形的“計算時間-網格數量”求解性能,這使工程技術人員第一次敢于計算大型工程的真實流動問題。CFX突出的并行功能還表現在它可以網絡上UNIX、LINUX、WINDOWS平臺之間隨意并行。

豐富的物理模型
CFX的物理模型是建立在世界最大的科技工程企業AEA Technology 50余年科技工程實踐經驗基礎之上,經過近30年的發展,CFX擁有包括流體流動、傳熱、輻射、多相流、化學反應、燃燒等問題的豐富的通用物理模型;還擁有諸如氣蝕、凝固、沸騰、多孔介質、相間傳質、非牛頓流、噴霧干燥、動靜干涉、真實氣體等大批復雜現象的實用模型。

此外,CFX為用戶提供了從方便易用的表達式語言(CEL)到功能強大的用戶子程序的一系列不同層次的用戶接口程序,允許用戶加入自己的特殊物理模型。

旋轉機械一體化解決方案
在旋轉機械領域,CFX向用戶提供從設計到CFD分析的一體化解決方案。提供了三個旋轉機械設計分析的專用工具:BladeGen、TurboGrid、TASCFlow。
BladeGen是交互式渦輪機械葉片設計工具。用戶通過修改元件庫參數或完全依靠BladeGen中的工具設計各種旋轉和靜止葉片元件及新型葉片,對各種軸向流和徑向流葉型,從CAD設計到CFD分析在數分鐘即可完成。
TurboGrid為葉柵通道網格生成工具。她采用了創新性的網格模板技術,結合參數化能力,工程師不僅可以既快捷又簡單地為絕大多數葉片類型生成高質量葉柵通道網格。所需用戶提供的只是葉片數目、葉片及輪轂和外罩的外形數據文件。
TASCflow是全球公認最好的旋轉機械工程CFD軟件,由于特為旋轉機械裁制的完整軟件體系,以及在旋轉機械行業十多年的專業經驗,TASCflow被旋轉機械領域90%以上的企業作為主要的氣動/水動力學分析和設計工具,其中包括GE,Pratt & Whitney, Rolls Royce,Westing House,ABB,Siemens,CE,Voith Hycho等企業界巨擘。

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