CFD—计算流体动力学软件介绍
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
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FLUENT软件及其在我国的应用
FLUENT软件及其在我国的应用本文将介绍FLUENT软件及其在我国的应用。
FLUENT是一款流行的流体动力学模拟软件，广泛应用于流体流动、传热、燃烧等领域，在我国也得到了广泛的应用和发展。
FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的一款计算流体动力学（CFD）软件。
它基于先进的数值计算方法，可以模拟复杂流体流动、传热、燃烧等现象，被广泛应用于航空、航天、能源、环保、化工等领域。
FLUENT软件的发展历程可以追溯到1983年，当时FLUENT公司的创始人之一J.F.兴致勃勃地进行了流体动力学计算，并开发了FLUENT 的前身。
经过几十年的发展，FLUENT软件已经成为流体动力学模拟领域的佼佼者，被全球数百万工程师和科学家广泛使用。
FLUENT软件的功能特点包括：前后处理功能强大，可实现复杂几何形状的网格生成和自动加密；支持多种求解器，可实现稳态或瞬态模拟，包括不可压缩流、可压缩流、多相流等；支持多种物理模型，如传热、湍流、化学反应等；可输出丰富的结果数据，包括速度、压力、温度、浓度等。
FLUENT软件在我国的应用也非常广泛。
在智慧城市建设方面，FLUENT软件可以用于模拟城市气流场、温度场、污染物扩散等，为城市规划提供科学依据；在工业制造领域，FLUENT软件可帮助企业进行流体流动、传热、燃烧等过程的模拟和优化，提高生产效率和产品质量；在交通运输领域，FLUENT软件可用于车辆流动、空气动力学性能评估等，提高交通工具的效率和安全性。
以某城市热岛效应模拟为例，FLUENT软件可以用来模拟城市中的热气流分布、温度场和污染物扩散等情况。
通过模拟不同方案下的城市气候状况，可以为城市规划提供参考依据，优化城市空间布局和资源配置。
FLUENT软件在我国具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
它不仅可以帮助企业提高产品性能和质量，还可以为我国的科研和设计工作提供强有力的支持。
随着我国科技创新的不断推进，FLUENT软件将在更多领域得到广泛应用，为我国的科技进步和社会发展做出更大的贡献。
主流CFD软件概述与比较--CAE工程师必读
主流CFD仿真软件概述与比较--CAE工程师必读CFD（计算流体动力学）作为CAE的重要分支，是通过数值方法来描述流体的运动状态，包含流动、传热、化学反应以及流体和固体之间的相互作用等。
CFD描述质量传输、动量传输和能量传输三种过程，并通过数值方法在一个控制体内将这三种守恒的数学方程通过数值方法来进行求解，获取丰富的流场信息。
流体求解常用有限体积法，借鉴有限元的思想，同样进行离散并构造节点间的插值函数，求解节点因变量。
但有限元由节点组成单元，因变量在单元体内分布变化，变化规律由节点之间的插值函数变化体现；而有限体积则是点辖属体积，直接求解点上的因变量，根据插值函数对点辖体积积分获取全场变量分布。
三大通用CFD软件为Fluent、CFX、STAR-CD/CCM+。
Fluent于1998年率先被引入国内，通用性最强，湍流模型、辐射模型全面，欧拉多相流模型也具备优势；STAR-CD/CCM+的燃烧模型、拉氏多相流模型更擅胜场，并且具备Trim网格，处理结构复杂模型有一定优势；CFX 中规中矩，良好的前后处理接口是其卖点。
虽然通用CFD软件方兴未艾，但由于CFD技术在数值理论（N-S方程不封闭、非线性偏微分方程求解算法待完善）、物理模型（湍流模型、转捩模型、燃烧模型等）、网格效应、验证确认等方面的疑难，通用CFD软件的应用仍存在局限性与较高的使用门槛，CFD仿真结果的精度与工程师的水平具备明显的关联关系。
为了发挥CFD技术在工程领域的应用价值，专用CFD软件顺势而生，诸如专注运动机械与泵阀模拟的PumpLinx、擅长自由液面分析的Flow-3D、通用并长于处理旋转机械的NUMECA、电子产品热分析专家FloTHERM、多相流反应器仿真利器Barracuda等，都在各自的领域独树一帜、傲视群雄。
对于叶片泵、容积泵、螺旋桨等运动机械而言，空化与汽蚀效应分析、动网格与微米级啮合间隙的处理（对于齿轮泵、柱塞泵等容积式泵）是开展CFD模拟的难点。
CFD技术介绍PPT课件
这样最佳地发挥了商用CFD软件开发人员和其它专业研究人员各
自的20智21/3力/7 优势，为解决实际工C程HE问NLI题开辟了道路。
2
2. CFD软件基本功能
CFD不仅可以预测流体流动性质，还可以得到传质（如分离和 溶解），传热（导热、对流和热辐射），相变（如凝固和沸腾）， 化学反映（如燃烧和污染物生成），机械运动（涡轮机），以及 相关结构的压力和变形（如风中桅杆的弯曲）等等性质。
使用CFD软件，至少基于以下三点：
❖通常很难模型化的系统，而CFD分析能够展示别的手段所不能揭 示的系统的性质和现象，因为CFD对你的设计提供很强的可视能 力；
❖一旦你给定你的问题的参量，CFD能够快速的给出你想要的结果； 这样你才有可能在很短的时间内调整你设计的问题的参数，得到 最好的优化结果；
❖采用CFD是一种十分经济的做法。由于它的开发周期短，因此能 节省大量的人力物力，使产品能更快的进入市场。
并生成结果数据；后处理过程通常是对生成的结果数据进行组织
和诠2释021/，3/7 一般以直观可视的图像CHE或NL动I 画形式给出来。
3
CFD处理工具有以下一些：
用 于 前 处 理 ： Gambit，T—grid ，GridPro，GridGen，ICEM CFD等。
用于计算分析： Fluend，FIDAP，POLYFLOW等。
随着计算机硬件和软件技术的发展和数值模拟计算方法的日趋
成熟，出现了基于现有流体力学理论的商用CFD软件。商用CFD
软件使许多不擅长CFD的其它专业研究人员能够轻松地进行流动
数值计算，从而使研究人员从编制繁杂、重复性的程序中解放出
来，以更多的精力投入到考虑所计算的流动问题的物理本质、问
CFD—计算流体动力学软件介绍
CFD 流体动力学软件介绍CFD—计算流体动力学，因历史原因，国内一直称之为计算流体力学。
其结构为：提出问题—流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多相流；可压、不可压等等），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）分析问题—建模—N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。
解决问题—差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。
成果说明—形成文字，提交报告，赚取应得的回报。
CFD实现过程：1.建模——物理空间到计算空间的映射。
主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。
一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。
相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。
可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！三维：CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。
本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。
有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！UG：总觉得EDS脑袋进水了，收了I-deas这么久了，也才发布个几百M的UG NX 2.0，还被大家争论来争论去说它如何的不好用！其实，软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。
按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I－DEAS更是如虎添翼。
现在关键是看市场了。
Solidworks：这哥们讲的是实用主义，中端CAD软件它绝对是老大，Solidedge 功能是不比它差，但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十几倍，接口也比SE多很多，要是你，你会选哪个？Autodesk Inventor也只能算是中端软件，目前说来，我是处于观望态度，看发展再决定。
计算流体力学CFD的通用软件
第26卷第2期河北科技大学学报Vol.26,No.2 2005年6月Journal of Hebei University of Science and Technology J une2005 文章编号:100821542(2005)022*******计算流体力学(CFD)的通用软件翟建华(河北科技大学国际交流与合作处,河北石家庄 050018)摘 要:对化学工程领域中的通用CFD(Comp utational Fluid Dynamics)模拟软件Phoenics,Flu2 ent,CFX等的具体特点和应用情况进行了综述,指出了他们各自的结构特点、特有模块、包含的数学模型和成功应用领域;给出了选用CFD软件平台的7项准则,对今后CFD技术的发展进行了预测,指出,今后CFD研究的主要方向将集中在数学模型开发、工程改造和新设备开发及与工艺软件的匹配连用等方面。
关键词:计算流体力学;模拟软件;CFX;FL U EN T;P HO EN ICS中图分类号:TQ015.9 文献标识码:AReview of commercial CFD softwareZHA I Jian2hua(Department of Internation Exchange and Cooperation,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang Hebei 050018,China)Abstract:The paper summarizes the features and application of the CFD simulation software like Phoenics,Fluent and CFX etc in chemical engineering,and discusses their structure features,special modules,mathematical models and successf ul application areas.It also puts forward seven rules for the good choice of commercial CFD code for the CFD simulation researchers.Based on the prediction of the technology development,it points out the possible research direction for CFD in the f uture will focus on the development of mathematical model,project transformation,new equipment and their matching application with technologi2 cal software.K ey w ords:CFD;simulation software;CFX;FL U EN T;P HO EN ICSCFD(Comp utatio nal Fluid Dynamics)软件是计算流体力学软件的简称,是用来进行流场分析、计算、预测的专用工具。
CFD 简介
CFD的实施
CFD的实施
将偏微分控制方程通过一 些离散格式离散为代数方 程，对这些代数方程进行 迭带求解，直到满足所需 要的精度为止。大多数 CFD软件都是采用有限容 积法（FVM，Finite Volume Method)进行离散 ，也有软件采用有限元法 （FEM， Finite Element Method）进行离散。
Thanks !
CDAJ-China E-mail: info@
CFD的基本工作流程
确定物理模型
多相流，湍流，自由表面，燃烧，化学反应等
确定计算区域
准备CAD文件，并做修补
产生网格
四面体/六面体/多面体/混合网格，结构化/非结构化，整体生成网格/分块 生成网格
求解方法选择
稳态/瞬态，算法选择（SIMPLE/PISO/SIMPISO），差分格式，求解精度， 求解方程的松弛控制
计算流体动力学（CFD）简介
2005.4
CDAJ-China 西迪阿特公司
什么是CFD ？
什么是CFD
CFD是Computational Fluid Dynamics的缩写，即计算流体力学。 CFD是指对描写流动、传热、传值的控制方程采用数值方法通过计 算机予以求解的一门流体力学和数值方法相结合的交叉学科，它包 括计算传热学（CHT），属于CAE的一个分支。 在流体力学、传热传质学中，由于复杂的偏微分方程，只有少数问 题能够得到精确解（分析解），很多的实际问题只有靠实验或经验 公式进行处理，这极大的限制了流体力学在工程技术中的应用。随 着计算机技术的进步，利用计算机求解大规模偏微分方程成为可能 ，在这种情况下，CFD软件的开发和应用而得到了快速发展。 CFD在汽车、航空航天、石油化工、流体机械、能源动力、建筑环 境、生物科技、气象科学、海洋工程、农业灌溉、军事科学等工程 技术领域都有广泛应用。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域，可用于模拟和分析各种流体现象。
其中，Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件，本文将对其进行详细介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件，已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库，可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点，能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力：Fluent支持多物理场的耦合模拟，如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合，实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多尺度模拟能力：Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析，从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟：Fluent具备出色的自由表面流模拟能力，可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富：Fluent内置了多种求解器和前处理器，可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可根据具体问题选择合适的求解器，提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库：Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库，可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用，可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域：1. 汽车空气动力学：Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真，优化车身外形，提升汽车的空气动力学效果。
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CFD 流体动力学软件介绍CFD—计算流体动力学，因历史原因，国一直称之为计算流体力学。
其结构为：提出问题—流动性质（流、外流；层流、湍流；单相流、多相流；可压、不可压等等），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）分析问题—建模—N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。
解决问题—差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。
成果说明—形成文字，提交报告，赚取应得的回报。
CFD实现过程：1.建模——物理空间到计算空间的映射。
主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。
一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。
相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。
可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！三维：CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。
本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。
有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！UG：总觉得EDS脑袋进水了，收了I-deas这么久了，也才发布个几百M的UG NX 2.0，还被大家争论来争论去说它如何的不好用！其实，软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。
按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I－DEAS更是如虎添翼。
现在关键是看市场了。
Solidworks：这哥们讲的是实用主义，中端CAD软件它绝对是老大，Solidedge 功能是不比它差，但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十几倍，接口也比SE多很多，要是你，你会选哪个？Autodesk Inventor也只能算是中端软件，目前说来，我是处于观望态度，看发展再决定。
总之，Solidworks目前的发展如日中天，合作伙伴多如牛毛。
用起来极其顺手（呵呵，我的手，其它兄弟的我不知道）。
这里极力向大家推荐的是ICEM-CFD DCI FOR Solidworks！有了这个东西画个全机网格也就个把天！Pro/E：不好评价，参数化建模的老祖，目前却也当不了老大。
看到它我就觉得不爽，一大把年纪了还只能混在中小企业。
一个月发布一个新版本，我就愣没看出哪里新了，BUG倒是一个比一个多。
界面看起来也觉得别扭（一家之言，兄弟们别扔鸡蛋）。
MDT、Inventor：Autodesk2.网格划分——连续空间的离散化。
主要软件：ICEM-CFD（Ansys Inc）：最NB的网格划分软件，主要四个模块：Tetra（水平最高）、Hexa（用起来方便）、Global（难得的笛卡尔网格划分软件）、AutoHexa （算是垃圾，有那么一点点用处）。
接口贼多，几乎支持所有流行的CFD软件！！！使用方便，一个月可以学会，两个月就可以针对课题努力了。
这个软件还有后处理模块Visual3，但是目前说来还没有听过哪个兄弟用过，我也没用过。
Gridgen（Poinwise Inc）：你要学习网格理论，用它比较好，你要和它一起来完成网格，不能靠它自动给你个复杂网格。
结构网格划分很好。
帮助文档有些标新立异了，很多术语就是难为大家这些入门级别的，实体不叫实体，它非得说是Database，何必呢！Gambit（Fluent Inc）：好学、好用。
就是要拖着一个Exceed当靠山，功能强大。
但是占用存比较多，常常会跑死机（不是个别的问题）。
目前最新版本2.1.6，功能不见多大改善，导入几何仍然需要手动修复。
CFX-build（Ansys Inc）：基于Patran的非结构网格划分软件，会Patran就会它！功能自不用说，Patran有多猛，搞FEA/CAE的兄弟都知道。
CFD-Geom（CFDRC Inc）：好学，不过有些概念要仔细领会，最好是对拓扑与网格结构、类型比较熟悉。
Patran（Msc Inc）、Hypermesh（Altair Inc）：这两个不说了FEA方面的猛将，CFD也可以借鉴。
以上按功能和在CFD领域的适用围分类。
3、求解器——差分方程的求解。
主要软件：Fluent：不可压流动的优秀求解器，可压流动求解稍差，市场做得好，用的人多。
非结构网格求解器。
它不是最好的，但是是最通用的，具体还是要看你的问题。
帮助文档我已经全部翻译了。
CFX5.x：相当于Fluent的分离求解器，Ma<2有效。
基于非结构网格。
没啥好说的，优点找不到，缺点也没什么。
CFX4.x：化学反应和多项流结构网格求解器，不了解，大家可以补充Star-CD：源于英国，日本也搞，我不喜欢有日本人的气味！西交大用得比较多。
Phoenics：英国佬的，由于决策上的失误（网格处理方面的决策），目前仍在低谷，功能强大，但使用不方便，前处理太差。
CFDRC：我最喜欢的求解器，功能比前面所有加起来的都多，解决问题极其广泛，缺点是接口较差，帮助文档有些做得较为马虎，错别字，错误的公式较多，要看懂它需要一定的基础。
Cosmos Floworks：Solidworks的一个插件，真是委屈它了，这世道美女都找有钱的主，它找的是Solidworks，和其它求解器相比，它是花瓶。
CFDesign：Cosmos Floworks的金兰姐妹，下嫁Pro/E，与Cosmos相比，各有千秋。
Numeca：针对涡轮机械的，好东西，市场没搞好，目前不得志。
Ansys Flotran：垃圾一个。
别的不说，边界条件它就根本没做好！4.后处理——求解结果的可视化与整理。
主要软件：Tecplot：短小精悍，首选。
可以自己编程处理数据，非常强大！实验数据处理用它也绝对是首选。
CEI Ensight：太复杂，啥都能做，难学FieldView：还可以，国外用得比较多，没Tecplot平易近人。
有些思路莫名其妙。
AVS Express：我没指望学它，用它可以编个Tecplot！还有一个——Matlab，不说了吧。
5、报告处理：MathType（公式编辑器，很需要）；Word、Acrobat计算流体力学（CFD）是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。
它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。
计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。
计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。
目前比较好的CFD软件有：Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD，除了Fluent是美国ANSYS公司的软件外，其它三个都是英国公司的产品，2003年ANSYS公司收购了CFX。
FLUENTFLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%。
举凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用。
它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。
其在石油天然气工业上的应用包括：燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。
Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。
基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
其各软件模块包括：GAMBIT——专用的CFD前置处理器，FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力之前处理器，然后由Fluent进行求解。
也可以用ICEM CFD进行前处理，由TecPlot进行后处理。
Fluent5.4——基于非结构化网格的通用CFD求解器，针对非结构性网格模型设计，是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。
可应用的围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流（rotating flow）及震波（shocks）等。
在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果，并且对模型的快速建立及shocks处的格点调适都有相当好的效果。
Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器，为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件，是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件，其应用的围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。
FIDAP本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。
对问题整个研究的程序，数据输入与输出的协调及应用均极有效率。
Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器，用有限元法仿真聚合物加工的CFD软件，主要应用于塑料射出成形机，挤型机和吹瓶机的模具设计。
Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件，是一个专业化的前处理器，可建立搅拌槽及混合槽的几何模型，不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。
它的图形人机接口和组件数据库，让工程师直接设定或挑选搅拌槽大小、底部形状、折流板之配置，叶轮的型式等等。
MixSim随即自动产生3维网络，并启动FLUENT做后续的模拟分析。
Icepak——专用的热控分析CFD软件，专门仿真电子电机系统部气流，温度分布的CFD分析软件，特别是针对系统的散热问题作仿真分析，藉由模块化的设计快速建立模型。
------------------------------------------------------------------------------------------------------- CFXCFX是由英国AEA公司开发，是一种实用流体工程分析工具，用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。
其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。