CFD-ACE+介绍_技术资料
汽车整车-CFD应用简介
CFD技术在汽车整车产品设计中的应用简介✓阻力、升力、侧向力分析✓泥/水附着、车辆涉水分析✓气动噪声、噪声传播分析ANSYS FLUENT可以对汽车整车进行详细的空气动力学仿真，获得详细的流场细节特征分布情况，使用户更好地理解整车的空气动力学性能，为气动减阻、降噪等问题提供帮助。
✓包含发动机舱的整车详细空气动力学分析✓冷却风扇、冷凝器、散热器的分析✓传导、对流及辐射换热分析ANSYS FLUEN可以对整车及发动机舱进行热管理分析，获得详细的冷却模组进气量及温度场细节特征分布情况，为机舱内部的热设计、热保护提供帮助。
汽车是由几千个零部件组成的复杂产品，在研发过程中常涉及到多种多样的流体力学方面的工程问题，随着现代CFD仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与传统的试验和设计经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。
下文是CFD仿真技术用于解决汽车整车产品研发过程中常见工程问题的简要介绍：✓空调系统风流量分配及空调管路噪声分析✓除霜、除雾分析✓乘员热舒适性分析ANSYS FLUENT可以进行瞬态的除霜、除雾过程分析，可以进行包含太阳辐射的乘员舱热舒适性分析，可以进行空调管路的风流量分配及噪声分析，为产品设计提供帮助。
✓进排气及缸内流动分析✓缸内喷雾、燃烧分析✓排气后处理分析ANSYS FLUENT可以对进排气系统进行分析，获得瞬态的缸内流动特性，可以分析缸内的喷雾、燃烧过程，可以分析三元催化器、SCR系统的工作过程等。
✓车灯和灯室内的流场及温度场分析✓油箱加注过程分析、油箱晃动分析✓电池单体放电过程发热分析、电池组冷却散热分析ANSYS FLUENT可以对车灯、油箱加注、油箱晃动、电池发热、电池组冷却等问题进行分析，此外还可以对刹车系统冷却、涡轮增压器、液力变矩器、燃油泵、齿轮泵、摆线泵等零部件进行分析。
CFD技术介绍
4.2 CFX CFX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。适用于直角/柱面 /旋转坐标系，稳态/非稳态流动，瞬态/滑移网格，不可压缩/弱可压 缩/可压缩流，浮力流，多相流，非牛顿流体，化学反应，燃烧， NOx生成，辐射，多孔介质及混合传热过程。CFX采用有限元法， 自动时间步长控制，SIMPLE算法，代数多网格、ICCG、Line、 Stone和Block Stone解法。能有效、精确地表达复杂几何形状，任意 连接模块即可构造所需的几何图形。在每一个模块内，网格的生成 可以确保迅速、可靠地进行，这种多块式网格允许扩展和变形，例 如计算气缸中活塞的运动和自由表面的运动。 滑动网格功能允许网 格的各部分可以相对滑动或旋转，这种功能可以用于计算牙轮钻头 与井壁间流体的相互作用。
特殊领域的应用： Icepak，Airpak，Mixsim。
3. 使用CFD软件基本原则
要使用CFD，首先明确研究对象性质，建立研究对象物理模型， 并在此基础上建立研究对象数学模型；然后将流体流动的物理特 性应用到模拟计算模型；最后通过CFD软件输出所需的流体性质。 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；
STAR－cd能处理移动网格，用于多级透平的计算，在差分格式方 面，纳入了一阶UpWIND，二阶UpWIND，CDS，QUICK，以及一 阶 UPWIND 与 CDS 或 QUICK 的 混 合 格 式 ， 在 压 力 耦 合 方 面 采 用 SIMPLE，PISO以及称为SIMPLO的算法。在湍流模型方面，有k-e， RNK-ke，ke两层等模型，可计算稳态，非稳态，牛顿，非牛顿流体， 多孔介质，亚音速，超音速，多项流等问题.
-CFD-ace理论手册
CFD-FASTRAN理论手册国防科技大学航天与材料工程学院赵玉新序言CFD-FASTRAN及其图形用户界面已经发展了很多年，该软件主要用于处理高速流动问题。
熟悉CFD的人都知道，对于可压流动和不可压流动，解决问题的数值方法是完全不同的，对于不可压流动，方程本身的性质决定了我们主要采用压力速度校正关系实现数值解法，因此一般被称为基于压力的求解方法。
可压流动方程与不可压流动方程的性质却完全不同，密度的变化在可压流动中十分重要，这就决定了可压流动要有自己的一套基于密度的解法。
CFD-FASTRAN就是基于密度的求解器。
其实，随着航空航天的发展，作为流体力学的一个分支——空气动力学，其发展速度已经远远的超出了流体力学本身。
本文将详细介绍CFD-FASTRAN的求解方法，从中我们可以看出CFD-FASTRAN所能求解的流动范围是从低马赫数（0.1）直至高超声速流动的，因此也主要是针对航空航天问题的求解器。
CFD-FASTRAN最初就是用于求解非移动物体在热完全气体中的高速流动问题的。
但是很多工程问题中是要考虑到运动物体的，而以当时的能力，CFD-FASTRAN无法解决这类问题。
面对困难，CFDRC公司组织人力、物力，将已有的思想——Chimera/Overset及刚体运动方程集成到CFD-FASTRAN中。
从而实现了Chimera/6DOF/流动求解器之间的结合，随之对外发布了CFD-FASTRAN V2。
根据很多内部和外部用户的反馈意见，CFDRC公司认识到CFD-FASTRAN V2在附加的流动物理模型和运动物体求解方面还有些不足。
针对这些意见，CFDRC公司继续扩展流动求解器和图形用户界面的功能，实现了两大突破：（1）增加了多组分计算能力，从而可以实现混合和有限速度化学反应的模拟。
（2）运动模型更加通用化，甚至可以实现规定运动，增加约束等，从而完善和增强了6DOF算法。
增强了这些功能之后CFDRC公司发布了CFD-FASTRAN V3。
基于流体的多物理场分析软件-CFD-ACE+
基于流体的多物理场分析软件－CFD-ACE+ CFD-ACE+是由法国ESI集团（原为美国CFDRC公司产品，ESI集团收购）开发的最先进的CFD及多物理场软件。
它采用最先进的数值计算方法并融入多年工程咨询的经验，结合各个专业的特点，是最全面、最丰富、最强大的多物理场耦合分析软件。
它能够模拟流体、热、化学、生物学、电学、力学现象。
其突出特点是强耦合，所有功能完全集成于一个界面下，一次设置完成，都是直接耦合。
CFD-ACE+基本模块包括流动、传热和湍流。
是基于流体分析的多物理场软件，广泛用于半导体工艺、微电子与光学、MEMS、燃料电池、航空航天等方面的模拟。
CFD-ACE+的前处理器为CFD-GEOM（包括三维建模和网格划分功能），后处理器为CFD-VIEW，微系统专用网格生成模块为MicroMesh（自动由EDA软件版面图生成几何及网格）。
基本特点：➢采用了最新改进的GUI界面，建模时具有无法比拟的灵活性。
➢通过拖曳菜单，可直接应用数据库来设置化学反应，物质属性以及边界条件。
➢适用于结构化网格以及任意多面体混合单元的非结构化网格，单元表面可匹配任意的计算域交界面（静止，滑动，旋转或移动）。
➢计算过程中具有网格自适应功能。
➢处理多学科问题时无法比拟的灵活性。
➢包含了碰撞外壳模型以计算偏振晶片上所有离子核素离子能量分布。
基本功能：➢流场仿真：可压/不可压/稳态/瞬态流场、层流、湍流带表面张力的VOF 自由表面模型、随外形及时间变化的边界条件。
➢几何建模与划分网格：,既可以独立完成几何建模、划分网格以及设置边界条件等功能，也可以从其它CAD/CAE系统中读入这些数据，具体的功能包括。
➢热及质量的传输模型：各种传导、对流、辐射模型，可指定温度、热流、换热系数及绝热的边界条件。
➢化学反应和燃烧仿真：基于压力的强守恒方程的有限体积法，精度高，支持并行计算。
附加模块：➢CFD-PLASMA：等离子体化学及等离子体增强分解/蚀刻的仿真模块。
cfd数据模拟技术的指标参数
cfd数据模拟技术的指标参数摘要：一、CFD 数据模拟技术简介二、CFD 数据模拟技术的指标参数1.准确性2.收敛性3.稳定性4.计算效率三、各指标参数的详细说明1.准确性的重要性2.收敛性的重要性3.稳定性的重要性4.计算效率的重要性四、结论正文：一、CFD 数据模拟技术简介计算机流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种利用计算机模拟研究流体流动的工程技术。
CFD 数据模拟技术广泛应用于航空航天、汽车工程、能源、环境工程等领域，通过模拟流体流动过程，可以预测流体的运动状态、压力分布、速度分布等信息，为工程设计提供重要的参考依据。
二、CFD 数据模拟技术的指标参数在评价CFD 数据模拟技术的性能时，通常需要考虑以下几个关键指标参数：1.准确性：即模拟结果与实际结果之间的误差。
准确性是评价CFD 数据模拟技术最重要的指标之一，它直接影响到工程设计的可靠性。
2.收敛性：是指模拟过程中数值解的稳定性，即在相同的计算条件下，模拟结果是否具有重复性。
收敛性是评价CFD 数据模拟技术的稳定性和可靠性的重要指标。
3.稳定性：是指模拟过程是否稳定，会不会因为计算过程中某些因素的突然变化而导致模拟无法进行。
稳定性直接影响到模拟的效率和结果的可靠性。
4.计算效率：是指在保证模拟结果质量的前提下，完成模拟所需的计算资源和时间。
计算效率是评价CFD 数据模拟技术是否实用的重要指标。
三、各指标参数的详细说明1.准确性的重要性：CFD 数据模拟技术的最终目的是为工程设计提供可靠的参考数据。
因此，模拟结果的准确性至关重要。
准确性越高，说明模拟结果与实际结果的误差越小，工程设计的可靠性就越高。
2.收敛性的重要性：收敛性是评价模拟过程稳定性的重要指标。
只有模拟结果具有收敛性，才能保证模拟结果在不同计算条件下具有重复性，从而为工程设计提供可靠的参考数据。
3.稳定性的重要性：稳定性是评价CFD 数据模拟技术是否可靠的重要指标。
CFD仿真模拟技术和模型介绍flunet模拟仿真计算流体力学
CFD仿真模拟技术在流体动力学研究中的应用
随着计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）的不断发展，仿真模拟技术在流体动力学研究中的应用越来越广泛。
CFD是一种使用数值方法对流体流动进行模拟的计算技术，它可以预测流体动力学行为，为工程设计和优化提供重要依据。
本文将介绍CFD仿真模拟的基本原理、方法和应用实例。
一、CFD仿真模拟的基本原理
CFD仿真是通过计算机模拟流体流动的过程，它基于流体力学基本控制方程，如Navier-Stokes方程、传热方程等，通过数值计算得到流场的分布、变化和相互作用等细节。
CFD仿真是一种基于计算机的技术，因此它具有高效、灵活、可重复性高等优点。
二、CFD仿真模拟的方法
CFD仿真模拟的方法可以分为直接数值模拟（DNS）和基于模型的模拟（MBM）两种。
1.直接数值模拟（DNS）
DNS是通过直接求解流体控制方程的方法进行模拟。
它能够准确地模拟流体的运动规律，但计算量大，需要高性能计算机支持，且对计算资源和时间的要求较高。
通常，DNS用于研究简单流动现象或作为参考模型。
2.基于模型的模拟（MBM）。
CFD是什么技术
CFD是什么技术2008-09-10 09:42【CFD是什么技术】CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。
它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。
简单地说，CFD相当于"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。
而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。
即CFD=流体力学+热学+数值分析+计算机科学。
流体力学研究流体（气体与液体）的宏观运动与平衡，它以流体宏观模型作为基本假说。
流体的运动取决于每个粒子的运动，但若求解每个粒子的运动即不可能也无必要。
计算流体动力学概述1 什么是计算流体动力学计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。
CFD的基本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值CFD可以看做是在流动基本方程（质量守恒方程飞动量守恒方程、能量守恒方程）控制下对流动的数值模拟。
通过这种数值模拟，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量（如速度、压力、温度、浓度等）的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。
还可据此算出相关的其他物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。
此外，与CAD联合，还可进行结构优化设计等。
CFD方法与传统的理论分析方法、实验测量方法组成了研究流体流动问题的完整体系，图1给出了表征三者之间关系的“三维”流体力学示意图理论分析方法的优点在于所得结果具有普遍性，各种影响因素清晰可见，是指导实验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。
机械设计行业虚拟仿真与实验方案
机械设计行业虚拟仿真与实验方案第1章虚拟仿真技术概述 (3)1.1 虚拟仿真技术发展历程 (3)1.2 虚拟仿真技术在机械设计中的应用 (4)1.3 虚拟仿真技术的发展趋势 (4)第2章机械系统建模与仿真 (5)2.1 机械系统建模方法 (5)2.1.1 理论建模方法 (5)2.1.2 实验建模方法 (5)2.1.3 混合建模方法 (5)2.2 机械系统仿真模型 (5)2.2.1 线性模型 (5)2.2.2 非线性模型 (5)2.2.3 状态空间模型 (5)2.3 机械系统仿真软件介绍 (6)2.3.1 Adams (6)2.3.2 Ansys (6)2.3.3 Simulink (6)2.3.4AMESim (6)第3章有限元分析方法与应用 (6)3.1 有限元法基本原理 (6)3.1.1 有限元法的数学理论 (6)3.1.2 有限元法的实施步骤 (6)3.2 有限元分析软件介绍 (7)3.2.1 ANSYS软件 (7)3.2.2 ABAQUS软件 (7)3.2.3 MSC Nastran软件 (7)3.3 有限元分析在机械设计中的应用案例 (7)3.3.1 轴承座强度分析 (7)3.3.2 齿轮传动系统接触分析 (7)3.3.3 液压缸密封功能分析 (7)3.3.4 汽车车身碰撞分析 (7)第4章多体动力学仿真 (8)4.1 多体动力学基本理论 (8)4.1.1 牛顿欧拉方程 (8)4.1.2 拉格朗日方程 (8)4.1.3 凯恩方程 (8)4.1.4 约束条件及求解方法 (8)4.2 多体动力学仿真软件 (8)4.2.1 MSC Adams (8)4.2.2 Simpack (8)4.2.3 RecurDyn (8)4.2.4 LMS Samtech (8)4.3 多体动力学在机械系统中的应用 (8)4.3.1 汽车悬挂系统仿真 (8)4.3.2 航空发动机叶片振动分析 (8)4.3.3 工业动态功能分析 (8)4.3.4 风力发电机组叶片多体动力学分析 (8)第5章流体力学仿真 (8)5.1 流体力学基本原理 (9)5.1.1 流体的连续性方程 (9)5.1.2 流体的动量方程 (9)5.1.3 流体的能量方程 (9)5.1.4 流体的湍流模型 (9)5.2 流体力学仿真软件 (9)5.2.1 Fluent (9)5.2.2 CFDACE (9)5.2.3 OpenFOAM (9)5.3 流体力学在机械设计中的应用 (9)5.3.1 流体动力学优化 (10)5.3.2 液压系统设计 (10)5.3.3 空气动力学分析 (10)5.3.4 热流体分析 (10)第6章热力学仿真 (10)6.1 热力学基本理论 (10)6.1.1 热力学第一定律 (10)6.1.2 热力学第二定律 (10)6.1.3 状态方程与物性参数 (10)6.2 热力学仿真软件 (11)6.2.1 Fluent (11)6.2.2 Ansys Workbench (11)6.2.3 COMSOL Multiphysics (11)6.3 热力学在机械设计中的应用 (11)6.3.1 热机设计 (11)6.3.2 热交换器设计 (11)6.3.3 热防护设计 (11)6.3.4 节能减排 (11)第7章材料功能虚拟测试 (11)7.1 材料力学功能概述 (12)7.2 材料功能虚拟测试方法 (12)7.2.1 有限元法 (12)7.2.2 无损检测技术 (12)7.2.3 神经网络方法 (12)7.3 材料功能虚拟测试案例分析 (12)7.3.1 钢材弹性模量的虚拟测试 (12)7.3.2 铸铁屈服强度的虚拟测试 (12)7.3.3 铝合金抗拉强度的虚拟测试 (12)第8章虚拟样机与实验方案设计 (13)8.1 虚拟样机技术 (13)8.1.1 虚拟样机概述 (13)8.1.2 虚拟样机技术的应用 (13)8.2 虚拟实验方案设计方法 (13)8.2.1 虚拟实验概述 (13)8.2.2 虚拟实验方案设计方法 (13)8.3 虚拟样机与实验方案设计案例分析 (14)8.3.1 虚拟样机建立 (14)8.3.2 实验条件设置 (14)8.3.3 实验方案设计 (14)8.3.4 实验结果分析 (14)第9章仿真数据后处理与分析 (14)9.1 仿真数据后处理方法 (14)9.1.1 数据清洗与校验 (14)9.1.2 数据整理与归一化 (14)9.1.3 数据统计分析 (15)9.2 仿真结果可视化与评价 (15)9.2.1 结果可视化 (15)9.2.2 结果评价 (15)9.3 仿真结果不确定性分析 (15)9.3.1 不确定性来源识别 (15)9.3.2 蒙特卡洛模拟与敏感性分析 (15)9.3.3 风险评估与可靠性分析 (15)第10章虚拟仿真与实验方案在机械设计中的应用实例 (15)10.1 虚拟仿真在产品设计中的应用 (15)10.1.1 虚拟原型设计 (15)10.1.2 参数优化设计 (16)10.2 虚拟仿真在制造工艺中的应用 (16)10.2.1 数控加工仿真 (16)10.2.2 模具设计与制造仿真 (16)10.3 虚拟仿真在故障诊断与维修中的应用 (16)10.3.1 故障诊断 (16)10.3.2 维修指导 (16)10.4 虚拟仿真与实验方案在机械设计中的综合应用案例 (16)第1章虚拟仿真技术概述1.1 虚拟仿真技术发展历程虚拟仿真技术起源于20世纪50年代，最初应用于航空航天领域。
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பைடு நூலகம்o 开发低 NOx 气体或液体燃烧
系统
o 淀积（ALD, CVD, MOCVD,
MOVPE,RTP）
生物医药
o 电磁 o 电镀 o 特征标度 o 等离子 o 辐射效应 o 反应机理
燃料电池
o 血管设备设计研发 o 给药系统 o 生物诊断 o 虚拟处置过程
生物技术
o 时间相关燃烧现象的非定
常 CFD 分析，例如不稳定燃 烧，贫油熄灭，逆燃，点燃 等
最先进的CFD及多物理场软件
CFD-ACE+
目
录
最先进的CFD及多物理场软件 .........................................................................................1 CFD-ACE+.........................................................................................................................1 CFD-ACE+介绍 .................................................................................................................3 CFD-ACE+ 模块 ...............................................................................................................3 CFD-ACE+典型应用 .........................................................................................................4 CFD-ACE+ 流体动力学模块 ........................................................................................5 CFD-ACE+ 传热/辐射模块 ...........................................................................................5 CFD-ACE+ 湍流模块 ....................................................................................................6 CFD-ACE+ 化学模块 ....................................................................................................6 CFD-ACE+ 电模块 ........................................................................................................7 CFD-ACE+ 电化学模块 ................................................................................................7 CFD-ACE+ 生物化学模块 ............................................................................................8 CFD-ACE+自由表面(VOF)模块 ...................................................................................8 CFD-ACE+ 喷雾/颗粒模块 ...........................................................................................9 CFD-ACE+ 气蚀模块 ..................................................................................................10 CFD-ACE+ 两相流模块 ..............................................................................................10 CFD-ACE+ 电磁模块 .................................................................................................. 11 CFD-ACE+等离子模块 ................................................................................................ 11 CFD-ACE+ 动力模块 ..................................................................................................12 CFD-ACE+结构力学和动力模块 ................................................................................13 CFD-ACE+ 用户子程序模块 ......................................................................................14 CFD-ACE+ 功能特点 .....................................................................................................15 软硬件平台支持 ...............................................................................................................17 数据格式支持 ...................................................................................................................17 前处理工具CFD-GEOM.................................................................................................17 CFD-GEOM应用案例 .....................................................................................................18 后处理工具CFD-VIEW ..................................................................................................19 CFD-VIEW 实例 ............................................................................................................19 CFD－ACE+部分国际商业用户名单 ............................................................................20
力学分析
o 微电子封装与冷却分析（包
括热分析、电热结构耦合分 析，热管、复杂空气流动、 电热冷却器等）
电磁
o 光电设备（垂直腔、边射型
激光器， 光探测器， 调节器）
o 等离子产生 o 感应加热 o 流动控制/阻尼
推进模拟
o 水翼 o 孔流 o 轴流和离心水泵 o 柴油机燃油喷射器 o 汽车油泵 o 减震器 o 航空液氧涡轮泵
燃烧
o 燃气涡轮、微涡轮、燃烧器
/锅炉、炉子、推进系统燃 烧 CFD
等离子
o 不同空气进口系统的流
动模拟
o 感应耦合等离子反应器 o 热等离子 o 照明，显示面板 o 大气等离子
半导体工艺过程
o 高超音速 o 火箭推进（独特的支持燃
料和氧化剂均为液体喷 雾式）
o 开发液体燃料和双燃料系
统创新的燃油喷射器/喷雾 器
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CFD-ACE+介绍
CFD-ACE+是由美国 CFDRC 公司开发的最先进的 CFD 及多物理场软件。 它采用最先进的数 值计算方法并融入多年工程咨询的经验，结合各个专业的特点，是最全面、最丰富、最强大的多 物理场耦合分析软件。它能够模拟流体、热、化学、生物学、电学、力学现象。 为给用户提供最大的灵活性，将 CFD-ACE+设计成模块化和可扩展的。它包括最先进的数值 和物理模型，高级的前后处理模块。支持所有的网格技术，包括多块结构化、一般的非结构化多 面体网格，任意的界面、移动和变形网格等等。还支持最常用的 CAD，CAE，和 EDA 数据格式。 而且，CFD-ACE+ 可以在所有的硬件/软件系统上运行。在高性能工作站或 PC 机群上进行高效并 行计算。 CFD-ACE+ 基本模块包括流动、传热和湍流。其他可选模块包括生物工艺学，等离子，半导 体，MEMS，航空航天和燃料电池等等。CFD-ACE+的前处理器为 CFD-GEOM（包括三维建模和 网格划分功能），后处理器为 CFD-VIEW，微系统专用网格生成模块为 MicroMesh。