▒ 紊流模型
ANSYS 13.0 包括許多新改進後的紊流模型,能夠更精確的計算物理現象。
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嵌入式大渦流模擬(LES)功能選項,允許在部分流域使用大渦流模擬計算,而其他則使用雷諾平均法(RANS)的紊流模型。相較於大渦流模擬消耗資源大;雷諾平均法(RANS)的紊流模型計算則較快速。把這兩種技術融合起來,可以只在關心的局部區域使用大渦流模擬,因此在保證精度的前提下加速計算速度。 |
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ANSYS CFX 中一個關鍵的附加紊流模型-有邊界的中心差分離散格式(BCD),可以避免非物理的振盪。這種振盪在諸如LES/DES/SAS等尺度解析時可能會出現。 |
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在ANSYS FLUENT中增加了適用於多相流的k-omega模型。這項功能擴展了兩方程紊流模型的應用範圍。 |
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ANSYS FLUENT 現在包括了自適應尺度紊流模型(SAS),這是一種非穩態的雷諾平均方法,能快速精確的模擬分離流動現象。 |
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▲ 利用嵌入式大渦模擬(LES)計算完全發展的渠道流 |
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▲ 非物理振盪(左)能用BCD格式模擬(右) |
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▲ 使用SAS模擬的F-1 賽車輪胎後的尾跡區域 |
▒ 網格替換和重劃分
這個新功能可以用更好的網格質量提高計算精度。
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Key-frame的網格替換技術允許在一系列預先劃分好的網格上求解。在每個替換步,當前的求解結果插值到新的網格上,要替換的網格必須是相同的拓撲域,網格可以很平順地替換。在模擬時,可以用動網格事件來定義網格替換的時間和文件名。ANSYS FLUENT中的Key-frame網格替換技術是瞬態動網格求解時的內嵌選項。 |
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ANSYS 13.0 中新增的直角笛卡爾(Cartesian)網格重劃分功能可以增加精度。直角笛卡爾網格重劃分功能在重劃分整個區域時不考慮相鄰區域的一致性連接關係。允許不藉助前處理,能方便的從四面體網格替換到直角笛卡爾網格。 |
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▲ 內燃機模擬的網格替換 |
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▲ 內燃機模擬中的直角笛卡爾網格重劃分 |
▒ 多相流
ANSYS 13.0 增加了一些多相流模型,能滿足用戶更多的需求,並提供了更大的可信度和精度。
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新的歐拉成核沸騰模型(Eulerian nucleate boiling model)允許模擬壁面的過冷沸騰(subcooled boiling),包括非平衡過冷沸騰和過熱蒸發。 |
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增加了可壓縮的離散格式,這種格式對瞬態分析更快速,結果和標準的VOF格式類似。 |
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對拉格朗日多相流,DDPM模型中增加了堆積極限選項,避免出現超過極限的堆積。這個選項可以模擬懸浮、流化床,也可以模擬多尺度顆粒系統。 |
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ANSYS FLUENT 軟體中的噴霧破碎模型中增加了Kelvin–Helmholt-Rayleigh–Taylor (KHRT)破碎模型。 這是一種高韋伯數下模擬一次破碎和二次破碎的高級模型。 |
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新的耦合多級方法是可替代VOF方法模擬界面的技術。它在計算梯度和曲率有改進,並且能更好的預測界面張力。 |
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▲ 核燃料棒周圍的蒸汽體積分數 |
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▲ DDPM中用堆積極限模擬的沙子堆積 |
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▲ 幾種破碎模型和實驗值的比較 |
▒ 固體運動和固體溫度
ANSYS 13.0 增加了幾種提高可信度和精度的方法。
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在ANSYS FLUENT 中,參考坐標系和動網格方法是相互獨立的,並可以同時設置。這樣,可以在一個運動坐標系(MRF)中設置另一個MRF。這樣的例子包括轉動的風扇同時帶有擺動;轉彎的汽車同時帶有輪子轉動。 |
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增加了可壓縮的離散格式,這種格式對瞬態分析更快速,結果和標準的VOF格式類似。 |
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▲ 用MRF技術模擬的F-1 賽車周圍流場 |
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▲ 催化轉換器中的流體域溫度(左)和固體域溫度(右) |
▒ 優化設計
參數化研究能幫助公司設計出更好的產品,或對產品性能有更深入的理解。 在ANSYS FLUENT求解器中,集成了流體動力學的自動形狀優化,使用梯度信息、網格變形技術和優化算法。例如,指定一個管道出口的流速達到最均勻,管道形狀就可以自動確定出來。原始的設計採用直邊,出口流動不均勻,ANSYS FLUENT 自動形狀優化技術可以給出曲線的形狀,以得到更均勻的出口速度分佈。
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▲ 自動形狀優化 |
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