流體仿真的案例
CFD基礎課程系列（1）：第1章 熱流體仿真是什么？
這些流體和熱的傳遞現象與我們的生活息息相關，對于這些現象的理解和掌握是一個極其重要的課題。
圖1.2 流體和熱的傳遞有關的現象
1.2 熱流體仿真的優點和缺點
上一節列舉的各種現象可以通過實驗得到實際現象的數據和信息。這些信息和數據的可信度很高。但是，實驗的實施往往需要很高的費用，很長的時間以及和很大的人力。
解決這些問題的有效方法和工具是熱流體仿真軟件。熱流體仿真涉及的學科叫計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics），取英文名的第一個字母，簡稱為CFD。
利用熱流體仿真軟件，將流體和熱的傳遞在計算機上再現成為可能。近年來，隨著仿真技術和計算機性能的飛躍發展，仿真結果在實際的產品設計中得到了廣泛的應用。以下例舉了熱流體仿真的優點。
對于不同的設計，不用一一制作樣品并進行實驗來驗證設計的合理性。各種設計方案可以在計算機里進行驗證，大大縮短了開發周期和設計修改的費用。
不具備實驗條件，或者實驗測定困難的情況下，可以通過仿真得到詳細的數據。
可以直觀地顯示和說明肉眼看不清的流場狀態，如速度分布、密度分布、溫度分布、流線等等。
以下是幾個熱流體仿真的案例。
圖1.3 熱流體仿真的案例
熱流體仿真具備以上很有魅力優點的同時，也存在一些缺點。
展開 中望全資收購英國商業流體仿真軟件PHOENICS 持續完善多學科多物理場仿真解決方案
10月8日，廣州中望龍騰軟件股份有限公司（以下簡稱“中望軟件”）發布公告，宣布以全資控股方式收購英國老牌商業流體仿真軟件開發商Concentration,Heat and Momentum Limited（以下簡稱“CHAM”）。
本次收購完成后，中望軟件將擁有CHAM公司旗下流體仿真軟件PHOENICS的全部源代碼及核心技術，其在英國、日本的研發及業務團隊也將全員加入中望軟件，與中望團隊一起共同為全球PHOENICS客戶提供服務。至此，中望正式進入商業流體仿真領域，加速打造涵蓋結構、電磁、流體在內的中望多學科多物理場仿真解決方案。
▲中望軟件董事長杜玉林（左5）與CHAM英國部分團隊
01
PHOENICS
世界第一款計算流體力學與計算傳熱學商業仿真軟件
CHAM由全球計算流體力學與計算傳熱學（簡稱“CFD”）學科奠基人D.B.Spalding教授于1974年創立，主要從事商業CFD軟件開發與技術咨詢服務。1981年，CHAM發布了世界上第一款通用的計算流體力學與計算傳熱學商業仿真軟件PHOENICS。自此，CFD開始在各個工業領域發揮越來越多的助力作用。
展開 【新聞】AICFD — 智能熱流體仿真軟件，正式發布！
AICFD是由南京天洑軟件有限公司自主研發的一套通用的智能熱流體仿真軟件，它實現對流動及傳熱的快速智能仿真。其功能可分為模型導入、網格自動快速生成、快速仿真、結果可視化和后處理、智能加速五大部分，涵蓋了從幾何模型到仿真結果的完整仿真分析流程。通過現代化的圖形界面結合數值仿真和智能加速算法，AICFD向用戶提供了易用的智能熱流體仿真功能。AICFD作為一款通用的熱流體仿真軟件，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，較大程度地提高產品的開發效率。
功能特色
（1） 一鍵式仿真
市場上已有的商用仿真軟件絕大多數操作復雜、學習時間長，主要面向仿真人員，而對設計人員并不友好。AICFD提供了圖形化和一體化的仿真流程，用戶只需通過對必要參數的基本設置即可自動完成網格生成、計算、后處理等復雜的一體化仿真流程，對設計人員非常友好。
圖1 一鍵式仿真計算流程
（2）面向工業設計的流體仿真功能
AICFD提供了工業設計中常用的流體仿真功能，流動類型包括單相不可壓縮流動、單相可壓縮流動（支持亞音速、跨音速和超音速流動）、傳熱、多相流等，它支持多區域的流動和傳熱模擬，使得其可應用于復雜工業流動如葉輪機械和換熱器內的流動和傳熱仿真。AICFD提供多種穩健的數值格式和邊界條件以及常用的物理模型，它為能源動力、船舶海洋、航空航天和汽車等領域的設計人員提供了一個通用的熱流體仿真手段。
圖2 豐富的流體仿真功能
（3）快速智能仿真和實時仿真
目前商用仿真軟件的仿真時間較長，通常需要幾小時，幾天甚至幾周的時間。AICFD采用人工智能技術等方法加速仿真計算，可以實現秒級仿真，大大提高了仿真效率。對于特定模型的仿真，通過仿真技術和人工智能技術的深度結合實現實時仿真。
展開 國產流體仿真一體機：VirtualFlow智算終端，軟硬協同的工業仿真
流體仿真技術正在各個行業深度滲透，從航空航天全機氣動布局的減阻優化，到核工業反應堆蒸汽發生器的流動換熱分析；從石油化工管道的水合物生成預測，到水利水務領域的洪水四預模擬，精準的流體計算已成為高端制造研發的核心驅動力。
然而，傳統 "通用軟件 + 分散硬件" 的仿真模式正面臨著現實困境：
部署復雜性高：傳統模式需分別采購軟件授權、服務器主機、GPU 加速卡等多類設備，僅軟硬件集成調試環節就需耗費較長時間。
性能瓶頸突出：通用硬件難以匹配流體仿真對內存帶寬、并行計算效率及散熱穩定性的需求，常導致 30% 以上的算力資源閑置。
安全隱患顯著：海外仿真軟件的數據導出限制與后門風險；硬件供應鏈受制于國際環境，關鍵芯片與部件存在斷供風險，無法滿足國家關鍵行業領域的數據安全要求。
VirtualFlow流體仿真一體機
VirtualFlow流體仿真一體機由上海積鼎信息科技聯合國產高性能計算平臺深度定制，集成自主可控的 VirtualFlow 通用流體仿真軟件與企業級高性能算力資源，打造“開箱即用”的工業級仿真解決方案。面向航空航天、核電能源、石油化工、水利水務、汽車制造等行業的大規模流體仿真需求，提供全流程國產化替代能力。全面突破傳統仿真工作站性能瓶頸，實現仿真效率的跨越式躍升。
硬件層面
搭載 “拯救者創世” 系列頂級配置，包括英特爾 Ultra 9 275HX 處理器、英偉達 RTX 5090 24GB 獨顯、192GB 四通道 DDR5 內存及 2TB PCIe 5.0 固態硬盤，配合乾坤創世散熱系統 2.0，為流體仿真提供極致算力支撐。
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FLUENT：流體工程仿真計算機實例與應用-- 教程下載
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展開 【仿真課堂】遠算科技與浙江大學攜手開展流體仿真課程，聯合培育數值仿真新生代人才
2023年12月10日，浙江遠算科技有限公司前往浙江大學，開展流體仿真課程教學，將理論講解與案例操作分享結合，為浙大學子展開流體仿真課程案例講解。國產工業仿真公司進行校園科普講授，多措并舉加快復合型人才培養。
01工業數字化發展行業背景
課程開始，遠算科技基于當下工業仿真現狀及市場需求要求學科交叉融合的復合型人才為背景展開，強調了工業仿真軟件對工業數字化發展的重要性以及數字孿生技術廣泛的應用前景，并闡述了遠算國產化、場景化和云端化的工業仿真軟件發展新思路，結合行業標準規范，開發專業工業軟件，打造本土化可控替代方案，滿足國內行業實際場景應用需求。
仿真技術是新型交叉復合型技術，其交叉、融合的特征符合現代科技發展趨勢，目前仿真技術已延伸到很多領域，涉及物理學、 水利、材料學等多學科。遠算也號召同學們應積極提高自己的綜合能力，順應數字化時代的發展。
02國產工業仿真軟件介紹
遠算科技的技術人員為大家展開講解了遠算科技旗下的自主研發的國產可控仿真云平臺——格物云CAE水動力仿真，格物云CAE是一套由遠算研發，以結構、流體、水動力仿真軟件為核心，國產可控的云原生仿真平臺。
其中流體仿真軟件基于國產仿真內核研發，其中包含不可壓縮流體仿真、流體傳熱、渦輪機械等多個流體仿真模塊，從零開始完成建模和計算流程，其功能和性能都可以對標國外商業軟件，且支持大規模并行計算，兼容商業網格類型。
03實際案例操作加深理解
在流體案例中，此次培訓內容結合平臺進行了兩個案例講解內容，以離心泵和燃料棒組件理論為切入點，就基礎案例進行理論學習后結合格物云CAE軟件進行實操演示，達到了理論學習與仿真軟件實際操作結合的目的。
展開 通用流體仿真軟件VirtualFlow 2023：高效易用的多相流仿真平臺（免費試用）
</span></blockquote><blockquote>公司具備10余年CFD仿真技術開發應用積累及沉淀，自主研發的通用型及行業專用型流體仿真軟件在前處理、流體分析、后處理等方面均具備領先優勢，打破國外同類產品的壟斷地位，為航空、航天、船舶、兵器、核工業、石油化工、水務水利、汽車、電子等領域用戶提供專業的流體仿真解決方案。</blockquote><p><br></p>
3D打印與流體仿真優化技術的結合助力螺線管設計制造
本期的增材.專欄文章完整地展示了安世亞太基于流體優化仿真技術進行螺線管優化設計的分析流程及方法（如圖1所示）。
圖1 螺線管的優化設計流程
在本文的案例中，先是基于螺線管原始設計對螺線管進行幾何建模并參數化，然后通過流體仿真軟件獲得氣流在螺線管內的流動情況，并利用參數優化軟件完成對螺線管的設計參數優化，最后通過增材制造技術生產得到優化后的螺線管。
研究對象及目標
本文以某種規格螺線管作為分析對象，其原始設計結構如圖2所示，通過流體仿真分析，獲得空氣通過螺線管后的射流速度，并通過優化螺線管的幾何結構，提高空氣入流速度以及吸沫口內外壓力差，進而提高螺線管的吸沫能力。
圖2 某規格螺線管原始設計
參數化建模
按照螺線管的原始結構所建立的流體仿真用計算域如圖3所示，并對關注的幾何特征參數進行參數化，詳情可見表3.1。幾何特征的建模及參數化可通過ANSYS DesignModeler進入到后續仿真流程中。
圖3 流體仿真所用計算域
表3.1 可進行參數化的幾何特征參數
流場分析
利用流體仿真軟件ANSYS Fluent對螺線管進行流場分析，獲得在特定邊界與材料屬性下空氣在螺線管道內的流動情況，得出管道入口的空氣進氣量和吸沫口內外壓力差，并對管道入口的空氣進氣量和吸沫口內外壓力差進行參數化，用于后續optiSLang的參數優化。
空氣在原設計螺線管內的流動情況，如圖4所示。從圖中可以看出，螺線管入口的空氣流速為485m/s，而吸沫口內外壓力差為5.255KPa。
展開 積鼎CFD發動機燃燒仿真，實現航空航天發動機內部燃燒過程的流體仿真
積鼎科技CFDPro，可滿足航空、航天、船舶、兵器、能源等領域的流體仿真分析。
發動機燃燒模擬的難點
多物理場耦合：發動機的工作過程中涉及到多個物理場的耦合，如流動、傳熱、燃燒等。這些物理場之間相互影響，需要同時考慮多個因素。非線性行為：發動機內部的流動、燃燒等過程存在非線性行為，如湍流、化學反應等。這些非線性行為使得模型的建立和求解變得更為復雜。邊界條件和初始條件：在仿真模擬中，需要為模型設置合理的邊界條件和初始條件，需要根據實際發動機的工作環境和狀態設定，有時難以準確獲取和模擬。模型參數的不確定性：模型參數的不確定性會對模擬結果產生影響。如何減小這些不確定性對模擬結果的影響，提高模擬的準確性和可靠性是一個挑戰。
國產自主流體仿真軟件CFDPro
CFDPro為基于有限體積法求解單相流/多相流NS方程的計算流體動力學仿真軟件，采用Level Set界面追蹤方法、具備領先的湍流模型、豐富的相變模型，配置燃燒模型和反應機理接口，更加適用于工程計算模擬，滿足航空、航天、船舶、兵器、能源等領域的流體仿真分析。
專業的發動機燃燒模塊
CFDPro涵蓋了9大專業模塊。其中，CombustionPro為專業的發動機燃燒模擬模塊,可用于航空發動機、液體及固體發動機內部過程全流程模擬，可分析噴注器內流動、霧化特性、燃燒室燃燒、液膜冷卻與固體燃料燃面退移等問題，幫助客戶理解整個發動機內部過程。CombustionPro是基于實際發動機設計邏輯而集成，降低了工程師使用門檔,提升了仿真效率。
功能特點
燃燒模型:提供包括反應動力學、氣相湍流燃燒模型、EDC/EDM模型在內的多種燃燒模型,兼具仿真精度與工程適用性:燃燒模型預留接口，便于新模型的植入。液膜模塊:具備壁面液膜流動換熱模塊,可分析燃料射流對燃燒室高溫壁面的冷卻效果。
展開 SOLIDWORKS Flow Simulation隔離病房暖通效果流體仿真實踐
圖2
圖3
流體仿真
流體仿真
下圖中可以看到其他人體舒適度相關的參數。
智能熱流體仿真軟件AICFD 2023R2新版本功能介紹
AICFD是由天洑軟件自主研發的一款通用的智能熱流體仿真軟件，輔助工程師使用數值模型，快速、準確地模擬流體流動特征及其熱力學特性，大幅減少對物理樣機的需求，更深入地評估流體流動和散熱性能。
一、AICFD功能特色
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一體化仿真流程：軟件具備完善的前處理、仿真求解、后處理功能，可實現從幾何導入、網格劃分、求解設定、結果后處理一體化操作流程。
● 全面的流體和傳熱求解能力：軟件的核心是具有完整知識產權、國產自主可控的通用流體仿真求解器，求解能力覆蓋單相流、共軛傳熱、多相流、氣動噪聲、燃燒、旋轉機械、熱輻射等，求解精度高，計算效率高。
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快速智能仿真和實時仿真：軟件深度融合AI技術，亮點功能包括通過跳躍式迭代求解、大幅提升仿真效率的AI求解加速功能，以及基于歷史樣本、秒級預測三維流場的AI預測功能。
● 旋轉機械專用模塊：軟件面向旋轉機械，提供專用前處理向導、專用求解算法、專用后處理，方便用戶快速進行仿真設定和分析，并擁有多相流等深度擴展功能，可模擬空化現象。
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電子散熱專用模塊：模塊針對電子散熱計算域多、材料多、邊界多、交界面多等設置繁瑣的問題，提供簡單快捷的前處理設置向導，并內置豐富的散熱模型，滿足封裝元件、PCB 板、系統設備和數據中心等電子產品散熱仿真設計和優化的需求。
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fluent流體工程仿真計算實例與應用
分享一本剛下的韓占忠的fluent教材，有需要的可以看看
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part1.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part2.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part3.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part4.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part5.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part6.rar
FLUENT流體工程仿真計算實例與應用（掃描版）.part7.rar
展開 流體仿真在開放式無人機3D打印領域的應用
—作者—
李菁
安世亞太流體咨詢專家，航天工程專業，碩士學位，4年數值仿真經驗，涉及高超聲速、多相流、顆粒物、燃燒、傳熱分析等多個領域，目前主要參與多個增材設備流體仿真分析項目，積累了大量3D打印設備流體優化經驗。
來源：安世亞太
積鼎科技兩款國產流體仿真軟件入選《上海市工業軟件推廣目錄》！
由此，積鼎科技的兩款核心產品，通用流體仿真軟件和多介質多相流分析軟件都已入選《上海市工業軟件推薦目錄》。
入選《上海市工業軟件目錄》的產品需經過行業專家嚴謹的技術評估、市場前景分析以及用戶反饋考察等多重環節，充分體現了產品的創新性、實用性和可靠性。
通用流體仿真軟件是一款基于領先的IST網格技術，具備豐富多相流模型和相變模型的國產CFD軟件，在多相流動、傳熱數值計算、相變等方面有突出優勢，可廣泛應用于國防軍工、核電能源、石油化工、環境市政、水務水利、汽車等諸多國家戰略核心領域。
多介質多相流分析軟件是一款行業專用型計算流體力學軟件，采用Level Set界面追蹤方法，豐富的湍流模型、相變模型、疊加可配置的燃燒模型和反應機理接口，使其更加適用于定制化需求較高的行業，諸如航空、航天、船舶、兵器等，進行工程計算模擬。
積鼎科技，作為國產流體仿真領域的先行者，始終堅持“創新”為核心驅動力，不斷推動技術和產品的革新升級。在場景應用中，針對行業痛點難點提供“引領性”的解決方案，成功解決了一系列流體仿真領域的突出問題。同時，積鼎科技在積極推動產學研用的深度“融合”，實現科研成果與產業實踐的對接，通過跨學科合作與資源共享，進一步鞏固其專業性。
此次入選目錄，對積鼎而言既是榮譽也是責任。未來，積鼎科技將繼續秉持務實創新的精神，積極響應國家創新驅動發展戰略，深化產學研用一體化合作，加快突破關鍵技術難題，持續拓展國產CFD軟件的應用場景，力求在國內外市場上樹立國產流體仿真軟件標桿。
展開 流體仿真中SCDM軟件的基本工作流程
也可先提取流體區域，再對流體區域（實體幾何模型）進行簡化，這種情況通常用于仿真中只包含流體的問題（不算結構換熱）。
需要注意的事，以上的情況只是針對單一使用流體仿真計算（Fluent或CFX）的問題。多物理場耦合的問題，反而不需要流體與結構幾何完全一致，因為場間的數據耦合是采用插值的方式處理的。
（三）流體區域
通常我們按照上面的兩步操作，可以得到簡化后的實體模型（大多為固體區域）。接下來我們需要通過固體區域來獲取流體區域，這樣才能完成流體仿真工作。
流體區域的獲取，本質上就是實體間的布爾運算操作， 一個大的的空間減掉固體的區域，剩下的就是流體的區域。
當然，單純的使用布爾運算進行流體區域的獲取可能也沒那么容易。受限于形狀等因素，內流場的獲取通常要在布爾運算結束以后進行一些切割；外流場的區域獲取可能工作效率較低。
SCDM為了解決這些CFD仿真相關的問題，提供了流體區域獲取的簡便方法，分別的是外殼工具和體積抽取工具，對應的功能是外流場以及內流場。
1. 外流場
在外流場獲取的過程中，我們需要注意以下幾個方面的問題。
● 外流場的形狀
常見的外流場形狀有以下幾種：
★ 長方體
★ 圓柱
★ 球
★ 其他自定義的形狀
原則上，外流場只要選取的足夠大，其形狀是不會影響求解結果的。
● 對稱面（壁面）的選取
當仿真的區域存在對稱面的時候，外流場也應該保持對稱面的特性（即只能在對稱面的一側存在流體計算區域）。
同對稱面，如當仿真區域中存在壁面時，也應該對外流場區域產生影響（即此部分的形狀應該是確定的）。
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