無(wú)網(wǎng)格CFD的案例
無(wú)網(wǎng)格！無(wú)網(wǎng)格CFD！
盡管在過去三十年算法的準(zhǔn)確性和速度有了巨大進(jìn)步，對(duì)復(fù)雜、真實(shí)世界模擬仿真來(lái)說(shuō)，分網(wǎng)還是最耗時(shí)和CFD仿真過程可靠度最低的部分。無(wú)網(wǎng)格方法因此提供了一個(gè)可行的替代基于網(wǎng)格的流體計(jì)算方法，并且不需要傳統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這樣就解決了很多分網(wǎng)相關(guān)的問題。下面，就來(lái)介紹當(dāng)前CFD中主流的無(wú)網(wǎng)格方法。
什么是網(wǎng)格？
網(wǎng)格或格子定義為分析域或模型的離散單元格或單元，所有的流動(dòng)變量和其他變量都在這些離散單元格中心求解。整個(gè)過程將物理域分解為更小的子域（單元/單元格）稱為分網(wǎng)，這些單元格分組形成邊界區(qū)域并且在這些區(qū)域施加邊界條件。不僅僅產(chǎn)生高質(zhì)量網(wǎng)格并保持它是一項(xiàng)繁重任務(wù)，還可能有其他影響諸如：
收斂速率；
結(jié)果的準(zhǔn)確性；
所需CPU時(shí)間。
盡管近年來(lái)有很多軟件有自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，但大多數(shù)CFD從業(yè)者還是手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用自動(dòng)網(wǎng)格劃分方法用戶還是需要提供基本的輸入，如單元尺寸、需要?jiǎng)澐?em>網(wǎng)格的區(qū)域、求解器來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格生成。可是這并非對(duì)所有案例都是可行的，對(duì)復(fù)雜幾何模型難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)。因此，出現(xiàn)了CFD分析方法中的“無(wú)網(wǎng)格CFD”。
什么是無(wú)網(wǎng)格方法
?
無(wú)網(wǎng)格方法用于建立整個(gè)問題域的代數(shù)方程系統(tǒng)，而不使用域離散的預(yù)定義網(wǎng)格。問題域內(nèi)節(jié)點(diǎn)是分散的，節(jié)點(diǎn)在邊界上也是分散的節(jié)點(diǎn)組來(lái)代表（不離散）問題域及其邊界。
展開 無(wú)網(wǎng)格法與無(wú)網(wǎng)格CFD技術(shù)
盡管在過去三十年算法的準(zhǔn)確性和速度有了巨大進(jìn)步，對(duì)復(fù)雜、真實(shí)世界模擬仿真來(lái)說(shuō)，分網(wǎng)還是最耗時(shí)和CFD仿真過程可靠度最低的部分。無(wú)網(wǎng)格方法因此提供了一個(gè)可行的替代基于網(wǎng)格的流體計(jì)算方法，并且不需要傳統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這樣就解決了很多分網(wǎng)相關(guān)的問題。下面，就來(lái)介紹當(dāng)前CFD中主流的無(wú)網(wǎng)格方法。
什么是網(wǎng)格？
網(wǎng)格或格子定義為分析域或模型的離散單元格或單元，所有的流動(dòng)變量和其他變量都在這些離散單元格中心求解。整個(gè)過程將物理域分解為更小的子域（單元/單元格）稱為分網(wǎng)，這些單元格分組形成邊界區(qū)域并且在這些區(qū)域施加邊界條件。不僅僅產(chǎn)生高質(zhì)量網(wǎng)格并保持它是一項(xiàng)繁重任務(wù)，還可能有其他影響諸如：
收斂速率；
結(jié)果的準(zhǔn)確性；
所需CPU時(shí)間。
盡管近年來(lái)有很多軟件有自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，但大多數(shù)CFD從業(yè)者還是手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用自動(dòng)網(wǎng)格劃分方法用戶還是需要提供基本的輸入，如單元尺寸、需要?jiǎng)澐?em>網(wǎng)格的區(qū)域、求解器來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格生成。可是這并非對(duì)所有案例都是可行的，對(duì)復(fù)雜幾何模型難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)。因此，出現(xiàn)了CFD分析方法中的“無(wú)網(wǎng)格CFD”。
什么是無(wú)網(wǎng)格方法
?
無(wú)網(wǎng)格方法用于建立整個(gè)問題域的代數(shù)方程系統(tǒng)，而不使用域離散的預(yù)定義網(wǎng)格。問題域內(nèi)節(jié)點(diǎn)是分散的，節(jié)點(diǎn)在邊界上也是分散的節(jié)點(diǎn)組來(lái)代表（不離散）問題域及其邊界。
展開 仿真筆記——無(wú)網(wǎng)格法與無(wú)網(wǎng)格CFD技術(shù)
盡管在過去三十年算法的準(zhǔn)確性和速度有了巨大進(jìn)步，對(duì)復(fù)雜、真實(shí)世界模擬仿真來(lái)說(shuō)，分網(wǎng)還是最耗時(shí)和CFD仿真過程可靠度最低的部分。無(wú)網(wǎng)格方法因此提供了一個(gè)可行的替代基于網(wǎng)格的流體計(jì)算方法，并且不需要傳統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這樣就解決了很多分網(wǎng)相關(guān)的問題。下面，就來(lái)介紹當(dāng)前CFD中主流的無(wú)網(wǎng)格方法。
什么是網(wǎng)格？
網(wǎng)格或格子定義為分析域或模型的離散單元格或單元，所有的流動(dòng)變量和其他變量都在這些離散單元格中心求解。整個(gè)過程將物理域分解為更小的子域（單元/單元格）稱為分網(wǎng)，這些單元格分組形成邊界區(qū)域并且在這些區(qū)域施加邊界條件。不僅僅產(chǎn)生高質(zhì)量網(wǎng)格并保持它是一項(xiàng)繁重任務(wù)，還可能有其他影響諸如：
收斂速率；
結(jié)果的準(zhǔn)確性；
所需CPU時(shí)間。
盡管近年來(lái)有很多軟件有自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，但大多數(shù)CFD從業(yè)者還是手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用自動(dòng)網(wǎng)格劃分方法用戶還是需要提供基本的輸入，如單元尺寸、需要?jiǎng)澐?em>網(wǎng)格的區(qū)域、求解器來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格生成。可是這并非對(duì)所有案例都是可行的，對(duì)復(fù)雜幾何模型難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)。因此，出現(xiàn)了CFD分析方法中的“無(wú)網(wǎng)格CFD”。
什么是無(wú)網(wǎng)格方法
?
無(wú)網(wǎng)格方法用于建立整個(gè)問題域的代數(shù)方程系統(tǒng)，而不使用域離散的預(yù)定義網(wǎng)格。問題域內(nèi)節(jié)點(diǎn)是分散的，節(jié)點(diǎn)在邊界上也是分散的節(jié)點(diǎn)組來(lái)代表（不離散）問題域及其邊界。
展開 CAE小記丨無(wú)網(wǎng)格法與無(wú)網(wǎng)格CFD技術(shù)
盡管在過去三十年算法的準(zhǔn)確性和速度有了巨大進(jìn)步，對(duì)復(fù)雜、真實(shí)世界模擬仿真來(lái)說(shuō)，分網(wǎng)還是最耗時(shí)和CFD仿真過程可靠度最低的部分。無(wú)網(wǎng)格方法因此提供了一個(gè)可行的替代基于網(wǎng)格的流體計(jì)算方法，并且不需要傳統(tǒng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這樣就解決了很多分網(wǎng)相關(guān)的問題。下面，就來(lái)介紹當(dāng)前CFD中主流的無(wú)網(wǎng)格方法。
什么是網(wǎng)格？
網(wǎng)格或格子定義為分析域或模型的離散單元格或單元，所有的流動(dòng)變量和其他變量都在這些離散單元格中心求解。整個(gè)過程將物理域分解為更小的子域（單元/單元格）稱為分網(wǎng)，這些單元格分組形成邊界區(qū)域并且在這些區(qū)域施加邊界條件。不僅僅產(chǎn)生高質(zhì)量網(wǎng)格并保持它是一項(xiàng)繁重任務(wù)，還可能有其他影響諸如：
收斂速率；
結(jié)果的準(zhǔn)確性；
所需CPU時(shí)間。
盡管近年來(lái)有很多軟件有自動(dòng)網(wǎng)格劃分功能，但大多數(shù)CFD從業(yè)者還是手動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用自動(dòng)網(wǎng)格劃分方法用戶還是需要提供基本的輸入，如單元尺寸、需要?jiǎng)澐?em>網(wǎng)格的區(qū)域、求解器來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格生成。可是這并非對(duì)所有案例都是可行的，對(duì)復(fù)雜幾何模型難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)。因此，出現(xiàn)了CFD分析方法中的“無(wú)網(wǎng)格CFD”。
什么是無(wú)網(wǎng)格方法
?
無(wú)網(wǎng)格方法用于建立整個(gè)問題域的代數(shù)方程系統(tǒng)，而不使用域離散的預(yù)定義網(wǎng)格。問題域內(nèi)節(jié)點(diǎn)是分散的，節(jié)點(diǎn)在邊界上也是分散的節(jié)點(diǎn)組來(lái)代表（不離散）問題域及其邊界。
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無(wú)網(wǎng)格和無(wú)網(wǎng)格CFD，你不知道的事
無(wú)網(wǎng)格技術(shù)節(jié)省了大量的網(wǎng)格劃分時(shí)間和精力。無(wú)網(wǎng)格CFD技術(shù)蓬勃發(fā)展未來(lái)前景光明，因?yàn)樗鉀Q了每個(gè)CFD工程師面對(duì)的最大困難之一—“分網(wǎng)”問題。
本文來(lái)源：云翼超算
樹優(yōu)公司-XFlow培訓(xùn)-無(wú)網(wǎng)格CFD-6-HAVC
樹優(yōu)公司-XFlow培訓(xùn)-無(wú)網(wǎng)格CFD-6-HAVC.pdf
樹優(yōu)公司-XFlow培訓(xùn)-無(wú)網(wǎng)格CFD-7-共鳴器
樹優(yōu)公司-XFlow培訓(xùn)-無(wú)網(wǎng)格CFD-7-共鳴器.pdf
【邀請(qǐng)函】Altair無(wú)網(wǎng)格法CFD技術(shù)研討會(huì)
邀請(qǐng)函
4月19日 · 上海
2018年4月19日，Altair無(wú)網(wǎng)格法CFD技術(shù)研討會(huì)將在上海新園華美達(dá)廣場(chǎng)酒店召開。
無(wú)網(wǎng)格SPH粒子法能夠有效的處理潰壩、晃蕩、波浪破碎等具有瞬時(shí)大變形的物理問題。以往隨著粒子數(shù)增加，該方法的計(jì)算效率成為限制其在大規(guī)模工程應(yīng)用上的瓶頸。隨著GPU高性能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，工程仿真的計(jì)算速度相比傳統(tǒng)CPU有了數(shù)量級(jí)的提高。
nanoFluidX是Altair合作伙伴德國(guó)FluiDyna公司開發(fā)的SPH算法專用模塊，它不僅廣泛用于傳統(tǒng)系統(tǒng)的甩油，飛濺潤(rùn)滑分析，而且也用于水箱晃動(dòng)等高度瞬態(tài)的兩相流問題。FluiDyna公司專注于流動(dòng)仿真和GPU高性能計(jì)算，不斷為客戶定制完美的建模仿真工具。
本次研討會(huì)旨在探討SPH算法在自由液面流動(dòng)分析方面的應(yīng)用，將邀請(qǐng)SPH專家、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商以及nanoFluidX全球技術(shù)專家作為主講嘉賓。作為車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，變速器性能優(yōu)劣與其潤(rùn)滑效果關(guān)系密切；nanoFluidX在齒輪箱性能分析中的應(yīng)用也將作為本次研討會(huì)的討論重點(diǎn)，通過案例分享與技術(shù)交流，助力車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)。
會(huì)議第二天，我們還安排了上機(jī)實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)齒輪箱、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑HyperMesh前處理建模， nanoFluidX中的參數(shù)設(shè)置，后處理及SPH方法的最佳實(shí)踐。
在此，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)各行業(yè)CFD領(lǐng)域工程師和專家蒞臨參會(huì)！
特邀演講嘉賓（持續(xù)更新中……）
日程安排
時(shí)間地點(diǎn)
時(shí)間：4月19日
地點(diǎn)：上海新園華美達(dá)廣場(chǎng)酒店
地址：上海市徐匯區(qū)漕寶路509號(hào) (近桂平路，地鐵12號(hào)線 虹漕路站3號(hào)口出 )
注：4月20日培訓(xùn)地點(diǎn)為Altair China上海辦公室（上海市靜安區(qū)江場(chǎng)三路250號(hào)7樓）
報(bào)名方式
本次大會(huì)免費(fèi)參會(huì)，您可通過以下方式報(bào)名：
1.
展開 Altair無(wú)網(wǎng)格法CFD技術(shù)研討會(huì)邀請(qǐng)函
邀請(qǐng)函
4月19日 · 上海
無(wú)網(wǎng)格SPH粒子法能夠有效的處理潰壩、晃蕩、波浪破碎等具有瞬時(shí)大變形的物理問題。以往隨著粒子數(shù)增加，該方法的計(jì)算效率成為限制其在大規(guī)模工程應(yīng)用上的瓶頸。隨著GPU高性能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，工程仿真的計(jì)算速度相比傳統(tǒng)CPU有了數(shù)量級(jí)的提高。
本次研討會(huì)旨在探討SPH算法在自由液面流動(dòng)分析方面的應(yīng)用，將邀請(qǐng)SPH專家、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商以及nanoFluidX全球技術(shù)專家作為主講嘉賓。作為車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，變速器性能優(yōu)劣與其潤(rùn)滑效果關(guān)系密切；nanoFluidX在齒輪箱性能分析中的應(yīng)用也將作為本次研討會(huì)的討論重點(diǎn)，通過案例分享與技術(shù)交流，助力車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)。
會(huì)議第二天，我們還安排了上機(jī)實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)齒輪箱、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑HyperMesh前處理建模， nanoFluidX中的參數(shù)設(shè)置，后處理及SPH方法的最佳實(shí)踐。
在此，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)各行業(yè)CFD領(lǐng)域工程師和專家蒞臨參會(huì)！
展開 樹優(yōu)公司-XFlow培訓(xùn)-無(wú)網(wǎng)格CFD-1-車身外流氣動(dòng)性能
樹優(yōu)公司(SOYOTEC)攜手MSC為中國(guó)用戶提供新一代流體力學(xué)分析技術(shù)——XFlow,它基于無(wú)網(wǎng)格、拉格朗日粒子法和大渦模擬(LES) ,已被波音、寶馬、保時(shí)捷等作為CFD工具,節(jié)省昂貴的風(fēng)洞、散熱噪聲試驗(yàn)成本：特點(diǎn)：1. 無(wú)需劃分網(wǎng)格,提高分析效率2. 直接導(dǎo)入CAD,真實(shí)分析復(fù)雜幾何3. 近壁面自動(dòng)提高精度,動(dòng)態(tài)追隨尾流和渦發(fā)展4. 復(fù)雜耦合換熱、跨/超音速、多孔介質(zhì)、非牛頓流問題分析5. 物體運(yùn)動(dòng)過程和自由液面流場(chǎng)變化
樹優(yōu)公司-Sculptor-網(wǎng)格變形-車身外流場(chǎng)優(yōu)化.pdf
Altair無(wú)網(wǎng)格法CFD技術(shù)研討會(huì)邀請(qǐng)函，4月19日
無(wú)網(wǎng)格SPH粒子法能夠有效的處理潰壩、晃蕩、波浪破碎等具有瞬時(shí)大變形的物理問題。以往隨著粒子數(shù)增加，該方法的計(jì)算效率成為限制其在大規(guī)模工程應(yīng)用上的瓶頸。隨著GPU高性能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，工程仿真的計(jì)算速度相比傳統(tǒng)CPU有了數(shù)量級(jí)的提高。
本次研討會(huì)旨在探討SPH算法在自由液面流動(dòng)分析方面的應(yīng)用，將邀請(qǐng)SPH專家、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商以及nanoFluidX全球技術(shù)專家作為主講嘉賓。作為車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，變速器性能優(yōu)劣與其潤(rùn)滑效果關(guān)系密切；nanoFluidX在齒輪箱性能分析中的應(yīng)用也將作為本次研討會(huì)的討論重點(diǎn)，通過案例分享與技術(shù)交流，助力車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)。
會(huì)議第二天，我們還安排了上機(jī)實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)齒輪箱、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑HyperMesh前處理建模， nanoFluidX中的參數(shù)設(shè)置，后處理及SPH方法的最佳實(shí)踐。
在此，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)各行業(yè)CFD領(lǐng)域工程師和專家蒞臨參會(huì)！
時(shí)間地點(diǎn)
時(shí)間：4月19日
地點(diǎn)：上海新園華美達(dá)廣場(chǎng)酒店
地址：上海市徐匯區(qū)漕寶路509號(hào) (近桂平路，地鐵12號(hào)線 虹漕路站3號(hào)口出 )
注：4月20日培訓(xùn)地點(diǎn)為Altair China上海辦公室（上海市靜安區(qū)江場(chǎng)三路250號(hào)7樓）
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不用畫網(wǎng)格的CFD？真香~
記得三年前，有一個(gè)研究生來(lái)我們公司面試，面試官讓他談?wù)剬?duì)于PowerFLOW的認(rèn)識(shí)，這個(gè)小伙子說(shuō)“PowerFLOW是新一代無(wú)網(wǎng)格CFD工具。”話音剛落，我們的技術(shù)總監(jiān)就笑了，他說(shuō)“我們從來(lái)都不是無(wú)網(wǎng)格的CFD工具，我們只是全自動(dòng)生成體網(wǎng)格的CFD工具。”
劃網(wǎng)格的痛苦歷歷在目：相信絕大部分的CFDer在學(xué)校或者工作中接觸的傳統(tǒng)CFD工具都需要經(jīng)歷痛苦的前處理過程，從三維模型的簡(jiǎn)化開始，抽取流場(chǎng)域、面網(wǎng)格、體網(wǎng)格、邊界層加密、調(diào)整網(wǎng)格質(zhì)量，歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦最終得到自己想要的網(wǎng)格。如果運(yùn)氣不好，你做的那個(gè)計(jì)算必須使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，那就更痛苦了。筆者在學(xué)校念書的時(shí)候曾經(jīng)畫過汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，兩個(gè)不規(guī)則形狀之間插著無(wú)數(shù)的小管，我到如今還記得O網(wǎng)格套著O網(wǎng)格，還有C網(wǎng)格和H網(wǎng)格。
“苦海，翻起愛恨；在世間，難逃避命運(yùn)。”
不經(jīng)意間命運(yùn)已改變：如果使用過PowerFLOW或者其他某些LBM工具的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，在具體使用的過程中，和傳統(tǒng)方法最大的區(qū)別就是不需要再手動(dòng)畫體網(wǎng)格了。特別的，對(duì)于PowerFLOW，我們只需要將幾何模型轉(zhuǎn)化成三角形的面網(wǎng)格（nas或stl格式），然后將該面網(wǎng)格導(dǎo)入PowerFLOW即可設(shè)置邊界條件進(jìn)行CFD計(jì)算。
我們前面說(shuō)到PowerFLOW的計(jì)算仍然是需要體網(wǎng)格，只是軟件會(huì)全自動(dòng)生成，即在提交計(jì)算的時(shí)候，求解器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行空間離散，生成體網(wǎng)格，PowerFLOW的網(wǎng)格就是標(biāo)準(zhǔn)的正六面體網(wǎng)格，是所有CFDer心中夢(mèng)寐以求的網(wǎng)格形狀。
眾望所歸的正交網(wǎng)格：大家應(yīng)該還記得，我們?cè)谇懊娴奈恼轮姓f(shuō)過，LBM是玻爾茲曼方程在空間中的離散格式，因?yàn)閷?shí)際粒子的運(yùn)動(dòng)方向有無(wú)數(shù)個(gè)，我們只有將速度方向離散為有限的個(gè)數(shù)才能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。
展開 不用畫網(wǎng)格的CFD真香
記得三年前，有一個(gè)研究生來(lái)我們公司面試，面試官讓他談?wù)剬?duì)于PowerFLOW的認(rèn)識(shí)，這個(gè)小伙子說(shuō)“PowerFLOW是新一代無(wú)網(wǎng)格CFD工具。”話音剛落，我們的技術(shù)總監(jiān)就笑了，他說(shuō)“我們從來(lái)都不是無(wú)網(wǎng)格的CFD工具，我們只是全自動(dòng)生成體網(wǎng)格的CFD工具。”
劃網(wǎng)格的痛苦歷歷在目：相信絕大部分的CFDer在學(xué)校或者工作中接觸的傳統(tǒng)CFD工具都需要經(jīng)歷痛苦的前處理過程，從三維模型的簡(jiǎn)化開始，抽取流場(chǎng)域、面網(wǎng)格、體網(wǎng)格、邊界層加密、調(diào)整網(wǎng)格質(zhì)量，歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦最終得到自己想要的網(wǎng)格。如果運(yùn)氣不好，你做的那個(gè)計(jì)算必須使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，那就更痛苦了。筆者在學(xué)校念書的時(shí)候曾經(jīng)畫過汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，兩個(gè)不規(guī)則形狀之間插著無(wú)數(shù)的小管，我到如今還記得O網(wǎng)格套著O網(wǎng)格，還有C網(wǎng)格和H網(wǎng)格。
“苦海，翻起愛恨；在世間，難逃避命運(yùn)。”
不經(jīng)意間命運(yùn)已改變：如果使用過PowerFLOW或者其他某些LBM工具的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，在具體使用的過程中，和傳統(tǒng)方法最大的區(qū)別就是不需要再手動(dòng)畫體網(wǎng)格了。特別的，對(duì)于PowerFLOW，我們只需要將幾何模型轉(zhuǎn)化成三角形的面網(wǎng)格（nas或stl格式），然后將該面網(wǎng)格導(dǎo)入PowerFLOW即可設(shè)置邊界條件進(jìn)行CFD計(jì)算。
展開 【技術(shù)貼】案例分享：PreonLab白車身電泳仿真分析
這一工藝流程中，與CFD相關(guān)的步驟包括預(yù)處理（如磷化）、電泳涂裝以及各個(gè)沖洗步驟。從圖中可以看出，整個(gè)工藝流程中的多個(gè)步驟都涉及到車身在液體中的浸入和拖出，也是本文分析的重點(diǎn)。
圖1: 典型的電泳工藝流程.[2]
在整個(gè)工藝過程中，白車身首先會(huì)被浸入到液體中（如水、磷化液或者其他預(yù)處理液和電泳液），此后白車身會(huì)按照設(shè)計(jì)的路線平移、旋轉(zhuǎn)，伺候被拖出液面。為了避免每個(gè)工序中有液體殘留在工件表面，進(jìn)而對(duì)下一步驟的液槽造成污染，應(yīng)當(dāng)在車身轉(zhuǎn)移至下一步驟前完成排液。液槽尺寸與工件尺寸匹配，在約400m3的空間內(nèi)完成涂裝。視頻1中展示的是寶馬慕尼黑工廠中的電泳涂裝工藝過程。
視頻1：寶馬慕尼黑工廠的涂裝工藝
通常來(lái)說(shuō)，受限于復(fù)雜的前處理和動(dòng)網(wǎng)格生成過程，傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamic，簡(jiǎn)稱CFD）仿真工具難以模擬傾斜和拖曳運(yùn)動(dòng)。實(shí)踐證明，對(duì)于這種涉及復(fù)雜幾何和動(dòng)態(tài)過程的仿真，無(wú)網(wǎng)格CFD仿真方法是非常有優(yōu)勢(shì)的，本文介紹的PreonLab正是這樣一款無(wú)網(wǎng)格CFD仿真工具，使用PreonLab軟件做相關(guān)仿真，無(wú)需生成車輛和流體域網(wǎng)格，更無(wú)需網(wǎng)格重構(gòu)和網(wǎng)格變形。此外，PreonLab可以在排水階段自動(dòng)減少計(jì)算量，從而簡(jiǎn)化仿真設(shè)置、提升仿真效率。
對(duì)于整個(gè)電泳涂裝工藝來(lái)說(shuō)，除了涉及到電泳現(xiàn)象的電泳底漆涂覆，其他的所有過程都可以通過PreonLab進(jìn)行準(zhǔn)確模擬。這意味著PreonLab可以在不考慮電泳現(xiàn)象的前提下，對(duì)電泳涂裝過程中的流體力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行建模仿真，重點(diǎn)對(duì)涂裝工藝中的液體流動(dòng)和排出過程進(jìn)行分析。
展開 CFD工程師手中那艘童年記憶里的橡皮筋船
基于傳統(tǒng)的CFD方法，想模擬一艘自動(dòng)在水中游弋的船并非那么容易。但是基于下一代的無(wú)網(wǎng)格粒子法CFD，這種復(fù)雜的自由運(yùn)動(dòng)剛體和流體的耦合變得非常簡(jiǎn)單。
首先，我們需要使用普通的CAD工具創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的橡皮筋船和流體域。要?jiǎng)?chuàng)建的幾何模型包括：
1.簡(jiǎn)單的船身
2.十字架形的推進(jìn)器
3.流體域（一個(gè)長(zhǎng)方體與橡皮筋船進(jìn)行布爾運(yùn)算）
4.一個(gè)容器
在shonDy軟件中，需要定義橡皮筋船為selfMotionBody，并給定推進(jìn)器一個(gè)運(yùn)動(dòng)模式，這里我們給定一個(gè)隨時(shí)間變化的旋轉(zhuǎn)角速度。這里的旋轉(zhuǎn)角速度為一個(gè)矢量，滿足右手定律。在模擬過程當(dāng)中，船身和推進(jìn)器作為一個(gè)整體滿足于流體相互作用下的自由運(yùn)動(dòng)規(guī)律。作為局部的構(gòu)件，推進(jìn)器按照用戶給定的角速度旋轉(zhuǎn)。然后，就可以輕松得到下面的模擬結(jié)果。
CFD模擬不是動(dòng)畫片
CFD模擬不是動(dòng)畫片
CFD模擬不是動(dòng)畫片
這里肯定有朋友會(huì)問，可以模擬真實(shí)的船只嗎？答案是可以的，當(dāng)然計(jì)算量是個(gè)不容忽視的問題，往往需要上百甚至上千個(gè)核計(jì)算幾天時(shí)間。
上圖是模擬一個(gè)帶推進(jìn)船只落入水中的過程。
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