Cradle CFD 

2024.2 版本亮點

海克斯康正式發布 Cradle CFD 2024.2。該版本利用了ARC測試數據對電池熱失控功能進行了新的增強。現在，通過與nTop?的直接連接，可以實現熱交換器性能最大化的完整工作流程。scSTREAM 和 scFLOW（由 ODYSSEE 提供支持）中的機器學習算法可生成簡化模型，實時模擬所選組件的熱和流動行為。scFLOW 中的網格劃分功能更加強大，具有多項新功能，可實現基于曲率的網格細化、輕松更換零件和網格質量檢查。scFLOW 求解器現在更快、更強大，并具有增強的收斂控制。數據處理擴展到新的文件格式，并通過新流程提高生產力，以簡化大型數據集的處理。

這些新功能凸顯了我們致力于使 Cradle CFD 成為準確、輕松和自信地解決實際流體動力學和熱管理問題的最佳工具。

Cradle CFD 

新功能與技術介紹直播預告

1月20日 14:00 

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Cradle CFD 

新版本亮點介紹

01

電池和熱管理 

● 電池半經驗熱失控

在熱失控事件中，熱量從電池的第一個電池單元傳播到相鄰的電池單元，形成不可阻擋的連鎖反應，進而影響整個電池組。電池中的熱失控是設計和評估電池系統安全性時不可忽略的關鍵現象。在 Cradle CFD 2024.2 中，我們可以使用來自單個電池的實驗 ARC 數據在 scFLOW 中模擬電池熱失控。測試數據可以直接導入到模型設置中，并在那里自動過濾和平滑處理。ARC 數據用于快速準確地定義電池單元瞬態熱量的產生。

02

使用 nTop

● 進行增材制造的工作流程

我們與 nTop 合作開發了一個完整的工作流程來優化換熱器的性能。在 Cradle CFD 2024.2 中，nTop 中定義的隱式參數模型現在可以直接導入 scSTREAM 中，與傳統的導入和設置相比，可以加快模型準備速度。以簡單和簡化的方式設置、運行模擬和處理結果的獨特功能大大縮短了迭代時間，并支持在競爭對手完成類似過程所需時間的一小部分內分析多個換熱器解決方案。

接口工具與 Cradle CFD 軟件包分開提供。 

Hexagon Cradle CFD 的某些部分包含“nTop”或 nTopology Inc. 的組件。保留所有權利。

03

人工智能和機器學習

● BCI-ROM （邊界條件無關降階模型）

在 scSTREAM 中生成 BCI-ROM。這是一種動態緊湊熱模型 （DCTM），可以快速準確地預測復雜組裝的電子設備在各種邊界條件下的瞬態熱行為。BCI-ROM 允許用戶通過 ROM 對幾個小型電子元件進行建模，并實時計算溫度，從而顯著縮短復雜電氣系統的仿真時間。與 DELPHI 的 CTM 相比，DCTM 模型具有幾個優勢，例如：

• 不需要瞬態分析來構建模型
• 可輕松擴展到具有多個熱源的情況
• 計算計算域中任意區域的溫度

● scFLOW 中的參數化研究

scFLOW 中的參數化算例現在包括幾何體更改。在設置過程中，可以通過 VBScript 修改零件位置和尺寸。“工作流向導”指導用戶在 scMonitor 中設置“參數研究”條目。設置 DOE 后，用戶可以通過 scMonitor 界面監控仿真狀態和響應變量值。

● 通過 POD-ARBF 的 3D-ROM（適當的正交分解 - 自適應徑向基函數）

在 scFLOW 中，用戶現在可以生成降階模型 （ROM），通過適當的正交分解來降低模型的維度。我們將 ODYSSEE（版本 2022.1 或更高版本）中提供的機器學習算法與來自 scFLOW 或 scSTREAM 的 3D 場數據相結合，從而可以生成模擬小型 3D 系統熱行為的簡化熱流模型。ARBF 是用于數據插值的特定方法，用于從 3D 空間檢索特定輸出參數。目前，可以在 scPOST 中打開單個 3D 字段結果。在未來的版本中，我們計劃在 scPOST 中通過 3DR （ROM） 文件添加直接可視化和控制預測結果。

04

scFLOW 網格劃分增強功能 

● 基于曲率的曲面網格細化

在 scFLOWPre 中，我們現在可以指定相鄰表面網格單元之間的角度容差，以定義基于曲率的自動網格細化。這項新功能極大地簡化了用戶對局部網格細化的控制，以捕獲高度彎曲的零件。此外，還刪除了基于基本八分體大小的網格大小的限制。

● 周期性邊界的相似性

現在強制執行周期性邊界表面上的網格相似性，以進一步提高接近這些邊界結果的準確性，并避免在非相似網格之間投影邊界條件時可能出現的數值誤差問題。這是通過在轉換為多面體網格之前匹配周期性邊界上的初始四面體網格來實現的。

● 多個 GPH 網格合并

在此版本中，用戶可以選擇在同一模型中導入多個 GPH 網格。這使用戶在迭代設計的不同部分時可以輕松交換流體域的特定部分。例如，在冷卻風扇仿真中，包圍風扇的旋轉域可以存儲在與周圍域分離的網格文件中，從而允許用戶在不同的風扇模型之間進行交換，而無需重新劃分網格。

● 網格質量檢查表

提供了一個新表格，用于快速檢查網格單元質量并識別問題。對于每個可用的特定網格質量標準，可以選擇質量范圍以突出顯示位于所選質量范圍內的所有網格單元的位置。 

05

scFLOW 求解器增強功能  

● 重疊網格計算速度改進

在重疊網格分析中，孔切割（一種掩蓋重疊網格劃分單元的過程）實體和障礙物的效率得到了提高。這降低了連接過程的計算成本。總體減少 10%-30% 是可以實現的。當每個網格劃分單元中的實體或障礙物分布在較大區域時，此功能可以更高效地工作。

● 并行性能改進

分區域的所有者 MPI 等級將重新排序，以便相鄰域的等級數盡可能接近。由于通過 MPI 的節點間數據通信減少，因此在使用大型內核數時，使用多個節點的并行計算性能會得到提高。

● 移動網格功能增強

在這個新版本中，可以選擇 RBF（徑向基函數）作為移動網格功能的變形方法。通過指定邊界上特定控制點的移動量來變形體積網格。與 LDC 變形相比，網格變形更加穩健。初始幾何的位移量可以通過用戶定義的函數進行設置。現在還提供了用于控制 RBF 變形設置的新 GUI。

● 改進了對收斂的控制

像自動停止穩態仿真這樣的事情可能看起來微不足道，但很難指定保證所有關注參數收斂的標準。因此，我們添加了指定任意變量或 L 文件輸出值的功能，以自定義標準，用于識別何時達到狀態流條件。

● 周期和時間平均的增強功能

現在，可以使用對可變時間平均的附加控制以及在設置中引用平均值的功能。可以指定以下內容：開始時間和平均變量列表;場輸出為瞬態、平均值或兩者兼而有之;將平均信息保存在 Restart 文件中。通過抑制平均變量、圖形文件和重新啟動文件的輸出，可以節省計算成本并減小大規模計算中的結果文件大小。可以監控平均變量以評估收斂性，并將平均場導出到 CSV 文件以進行常規映射。平均流場可以在用戶定義的函數和腳本中引用，并用作示例來輕松設置自適應網格細化區域。

06

數據處理  

● ODB++ 導入

ODB++ 是一種廣泛使用的印刷電路板 （PCB） 設計行業標準格式，它包含電路板、元件、布線和熱通孔。這些類型的文件現在可以直接導入到 scSTREAM 中。或者，用戶可以將布線、焊盤和過孔信息作為零件導入，并將其用于分析。通過為每個部件設置具有不同的代表性部件名稱來維護層次結構信息。

● 大規模可視化支持

模擬大型模型會影響計算成本和時間。優化導入數據量并生成快速預覽的智能方法可以顯著縮短處理時間。由于當前版本中的改進，用戶可以：

• 在加載整個數據集之前快速檢查結果，使用更少的內存
• 動態預覽剖切面和輪廓
• 修剪數據集并僅讀取所選零件，例如剖切面、零件或手術

除了加快本地數據處理速度外，此功能還在處理來自遠程存儲或云的數據時帶來了巨大的優勢。已向 scSTREAM 和 scFLOW 添加了設置，以便為這種增強的處理準備數據。

● CGNS 和 glTF 文件格式

我們擴展了對 Cradle CFD 中數據格式的支持。使用此版本，用戶可以：

• 通過 scCONVERTER 將 CGNS（HDF5） 網格轉換為可在 scFLOW 中導入的 FPH
• 在 scPOST 中導入 CGNS（HDF5） 數據集
• 從 scPOST 以 glTF 格式導出結果

07

后處理  

● 多視圖功能

我們添加了在 scPOST 中打開多個并發視圖的功能。打開場文件時，可以顯示以下內容：

• 不同的設置可以同時應用于單獨的視圖
• 可以使用不同的相機位置查看相同的設置
• 前兩者的組合

以前，需要同一個文件才能同時打開多個視圖，但現在可以使用不同的文件。使用多視圖時，將鼠標光標移動到一個視圖上會將其設置為當前視圖，從而使界面更加直觀。

● 渦輪機械的可視化

scPOST 允許為周期性旋轉模型（渦輪機）輕松創建經向和葉片到葉片平面。除了使用 scFLOWPre 或 SCRYU/TetraPre 中的剪切功能創建的曲面外，還可以使用來自第三方工具和 CAD 的單葉片模型。完整 360 度模型的處理時間大大縮短，允許快速計算圓周平均值。

● 自動簡化種子點

通過選擇先前在預處理過程中注冊的表面并設置目標流線編號，只需單擊一下即可設置流線種子點。自動生成種子點以均勻覆蓋所選表面。

08

其他功能增強 

● scSTREAM：

• 反應的熱分布現在可在 FPH 文件中獲得。
• 可以處理多個元素，最高可達 64 位有符號整數類型的最大值。
• 基于密度的求解器支持使用高超音速求解器的無粘通量。
• 可以在 初始條件 場中啟用動態自適應網格細化，并指定最大適應次數。這在 VOF 多相流中特別有用。
• 增強的各向異性壓降計算，提高了使用具有各向異性壓力損失特性的多孔介質計算穩健性。
• 現在可以在掃描網格區域的目標表面上強制進行網格連接。

● scSTREAM：

• 此版本中提供了更新的 JOS-3 人體舒適模型選項的測試版。
• ARM 架構將在計劃于 2024 年 12 月 19 日發布的版本中受支持。

● scPOST 中：

通過 scPOST 中的簡單控件減少 DEM 模擬中顯示的粒子數量。