AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。

一、概 要

1）案例描述

AI預測是軟件的特色模塊之一，可以解決工業仿真設計中針對不同設計參數重復仿真的時效問題。本案例針對某潛艇型號，對潛艇速度為3.043m/s時進行了外流場的數值預測。

2）網格

整體網格為四面體網格單元為主的非結構網格，網格數量48萬。

圖1-1 網格模型

3）計算條件

入口速度：3.043 m/s；出口靜壓：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介質：水，密度997kg/m3；樣本數：10。

二、網 格

1）新建工程

① 啟動AICFD 2023R2；

② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設置工程文件名，點擊“確定”。

圖2-1 AICFD窗口

圖2-2 新建工程

2）網格導入

單擊菜單欄 網格>導入網格，導入外部生成的計算域網格。

圖2-3 網格導入

3）網格質量檢查

單擊菜單欄 網格>網格質量，檢查網格質量。

圖2-4 網格質量檢查

三、求解設置

1）求解模型

雙擊 求解> 求解模型，設置湍流模型。本案例為穩態計算，采用不可壓縮流，湍流模型采用RNG k-epsilon模型。

圖3-1 模型設置

選擇 求解> 材料，雙擊“Water”，選擇Material Properties，確認介質物性參數。

圖3-2 材料參數

2）計算域

雙擊 求解> 流動分析> 計算域>  Domain-fluid-1，在計算域設置窗口中選擇“Fluid Domain”，然后點擊“下一步”，在打開的流體模型窗口點擊“確定”，將網格分配到計算域Domain-fluid-1，如圖所示。

圖3-3 分配計算域

3）邊界條件

分別設置Inlet和Outlet，需要分別設置邊界名稱、邊界類型、邊界條件和數值，如圖所示。

圖3-4 Inlet定義

圖3-5 Outlet定義

設置Wall的邊界條件，需要分別設置邊界名稱、邊界類型，展開邊界列表，選擇面hull，如圖所示。

圖3-6 Wall定義

設置Symmetry的邊界條件，需要分別設置邊界名稱、邊界類型，展開邊界列表，選擇面，如圖所示。

圖3-7 Symm定義

4）求解參數設置

雙擊 求解> 求解設置 ，設置計算方法，包括差分方法等。

圖3-8 求解方程參數設置

雙擊 求解> 求解控制，設置求解器啟停條件，迭代步數等。

圖3-9 求解參數設置

四、初始化及求解計算

1）初始流場設置

① 雙擊 求解> 初始化，設置初始流場；

② 選擇菜單欄 求解> 初始化，初始化流場。

圖4-1 初始化設置

圖4-2 初始化流場

3）求解計算

選擇菜單欄 求解> 求解> 生成AI樣本，開始設置樣本空間。

圖4-3 運行求解器

圖4-4 設置預測變量

① 在彈出的AI樣本設置界面，設置預測范圍為（1-5）。單擊樣本處理，生成樣本數，在彈出的AI樣本生成界面中，修改其中一個樣本數3為2.8，避免和原始工況趨近，如圖所示；

② 點擊開始，開始計算。

圖4-5  設置預測范圍

圖4-6  生成樣本數

五、后處理

1）模型訓練

① 計算完成后，單擊“是”開始訓練；

② 訓練完成后，單擊“確定”，確認訓練完成，單擊“關閉”按鈕退出當前對話框，如圖所示。

圖5-1 模型訓練

① 雙擊 求解> 求解模型，打開AI預測開關，輸入值：3.043；

② 單擊應用按鈕，程序自動加載預測結果，如圖所示。

圖5-2 結果預測

2）求解結果更新及導入

雙擊樹節點 報告> 力，設置方向參數，選取區域面列表中hull，單擊應用，讀取升阻力數據。

圖5-3 數據讀取

圖5-4 數據查看

3）結果對比

① 在進行預測計算之前， 可以先進行原始工況的計算，然后和預測后的結果進行比對；

② 升阻力，壁面壓力和中心截面速度對比。

表1 升阻力數據對比

表2 壁面壓力對比

表3 中心截面速度對比

① 單擊菜單欄 后處理>云圖，選取位置和變量參數，設置等級參數，點擊應用，讀取潛艇表面壓力云圖；

② 壁面壓力云圖對比。

圖5-5 原始工況

圖5-6 預測結果

① 單擊菜單欄 后處理> 面，創建中心截面, 然后單擊菜單欄 后處理> 云圖，查看流場中心截面速度分布云圖，點擊應用，讀取中心截面速度分布圖；

② 中心截面速度云圖對比。

圖5-7 原始工況

圖5-8 預測結果