計算流體力學（CFD）
關注創建者：上海安世亞太 創建時間：2021-01-26
計算流體力學（CFD）的視頻教程
Creo Flow - 面向設計師的快速、準確、易用的CFD解決方案
課程大綱： 1.產品研發中計算流體力學（CFD）的挑戰 2. PTC Creo Flow 解決方案 3. 方案演示 4. Creo Flow方案典型能力 5. 為什么選擇Creo Flow 6. Creo Flow成功案例 7. 總結
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如何優化熱管理策略，提高電動汽車座艙舒適性
相較之下，計算流體力學 (CFD) 仿真可提供十分詳細的組件級別的分析。在孤立的方法中，以上任一種仿真都可用于評估系統不同水平的保真度。但是，同時采用這兩種仿真可幫助加速和進一步保護設計流程。 要想填補可將這兩者完美結合的缺失環節，敬請觀看這場由弗雷德·羅斯 (Fred Ross) 和托馬斯·德斯巴拉茨 (Thomas Desbarat) 主講的網絡研討會。
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計算流體力學（CFD）的實例教程
CFD（計算流體力學）技術的發展源于核武器、航空航天等一些高科技領域。過去由于CFD技術涉及復雜的流體力學理論讓人望而卻步。如今，隨著計算機以及相關技術的迅速發展，特別是一些CFD商業軟件的出現，CFD技術已不再是停留在“象牙塔”中的高深學問，它已在各個工業領域中發揮出越來越大的作用。知網的數據顯示，CFD相關文獻在各行業內的分布較均衡且數量較多，說明目前CFD在國內的影響非常廣泛。
CFD相關文獻在各行業中的分布情況（來源于知網2022年2月）
CFD在各行業的一些應用如下。
1. 航空航天
就航空航天工程應用而言，CFD的貢獻與成就是舉世矚目的，從低速、高速、跨聲速、超聲速到高超聲速，CFD數值技術在不斷地拓展其應用范圍。在工程應用方面，CFD經歷了從平板/翼型到機翼/全機的復雜構型數值模擬，從簡單的簡諧運動到六自由度多體分離、投放，螺旋槳、直升機滑流，這些無不凝聚著CFD研究人員與工程師們的智慧與付出。從單一流場的數值模擬到氣動噪聲、考慮結構變形、電磁計算、等離子控制和飛行力學等學科的耦合，CFD技術在氣動設計、氣動彈性、等離子主動控制、多物理場耦合、數字化飛行、控制律驗證等領域發揮著越來越重要的作用。CFD不再僅僅是一個計算平臺，而且開始成為飛行器設計過程中不可缺少的工具。
2. 化工
化工工程是CFD重要的應用與發展領域，著名的CFD商業軟件Fluent就誕生于化工領域，CFD能夠準確地描述化工過程中的流體流動、混合、傳熱規律，近年來逐漸開始耦合到化學反應中應用于化學工程領域，并表現出巨大潛力。
展開 基于 OpenFOAM 的計算流體力學（CFD）設計優化
課程定位：從流動仿真到自動化外形與拓撲結構設計
學習收獲
借助簡單流動案例，理解基于 CFD 的設計優化，以及靈敏度優化、外形優化和拓撲優化的相關概念。
無需掌握伴隨理論前置知識，即可在 OpenFOAM v2412 中搭建基于伴隨方法的靈敏度分析流程。
通過控制點與幾何約束條件，完成二維方柱繞流的外形優化。
針對單入口、雙出口的三維內流問題，配置基于孔隙率的拓撲優化方案。
合理設置源項耦合，實現孔隙率場與動量方程的關聯。
創建并管理單元集與單元區域，以此限定優化的有效范圍。
利用目標函數變化歷程、靈敏度數據及孔隙率演變規律，分析優化的收斂性。
通過 ParaView 閾值分析與等值面功能，實現優化后外形及拓撲結構的可視化。
識別并解決 CFD 優化流程中常見的設置錯誤與收斂性問題。
修改課程提供的演示案例，探索不同目標函數與約束條件下的優化效果。
課程介紹
發布時間：2026 年
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本課程是一門側重實操的基于 OpenFOAM 的 CFD 設計優化入門課，旨在幫助學習者突破單純的流動可視化局限，掌握系統化、仿真驅動的設計改進方法。課程核心重點是講解 CFD 優化問題的搭建思路，以及各項配置選擇的內在邏輯，而非針對大規模工業級問題的求解。
本課程專為無伴隨方法前置知識的學習者設計。所有優化相關概念均從設計與工程應用的角度切入講解，清晰界定優化對象，以及 CFD 技術如何指導設計方案的優化升級。課程最大限度簡化了數學推導的復雜度，全程側重實操實現的細節要點。
展開 使用船舶計算流體力學 (CFD) 軟件的主要優勢
使用船舶 CFD 軟件，意味著設計師可以在真實工作條件下檢查船舶性能的每個方面。我們的多物理場 CFD 求解器不斷得以開發，只為提供以下所需的每一種船舶仿真解決方案：
船體阻力預測
螺旋槳性能，包括空化的預測
由螺旋槳或虛擬碟盤組成的自推進系統仿真
預測船舶運動、對海浪的響應和相互作用
空氣動力學和流體動力學組合仿真
流體力學和抗壓力組合仿真
與一維系統仿真工具的協同仿真
通過此概述視頻了解更多信息。
為何對船舶應用全尺寸 CFD 仿真？
以比例模型測試船舶設計給預測增加了不確定性。得到的結果必須放大，才能預測實際性能；而為此采用的經驗關系可能會導致不準確性。可以按全尺寸進行 CFD 建模，而不再需要放大結果。此外，全尺寸仿真可以確保邊界層效應得以正確捕獲，同樣，螺旋槳性能可以準確預測。通過此白皮書詳細了解船舶全尺寸 CFD 仿真的優勢。
使用船舶 CFD 軟件，讓船舶設計師和工程師可以在真實的運行條件下以全尺寸檢測船舶性能。自動化方面的最新進展意味著可以在幾個小時內完成設計測試，便于探索各種不同選項、執行設計優化以及將最高效的設計投入市場。
船舶設計流程各個階段的解決方案
我們的解決方案可以助力創建船舶數字化雙胞胎，從最早的概念階段開始，直到最終的生產設計和運作。我們的解決方案產品組合可以幫助您更快實現設計目標，提供包括以下功能在內的性能預測：
多物理場 CFD 仿真
空氣動力學和流體動力學仿真
一維系統分析
結構完整性和聲學預測
自動化探索和設計優化
智能報告和數據分析
我們的解決方案中包括軟件、物理測試和工程服務，可幫助您滿足甚至超越效率要求。將這些解決方案作為完整產品生命周期管理系統的一部分。
展開 什么是 CFD 建模與仿真
計算流體力學（CFD）使用納維-斯托克斯方程（包括五個偏微分方程）來模擬流體的流動。這些方程利用計算機資源在虛擬環境中對流體運動進行近似計算。CFD 仿真能夠使用特定的模型來補充應用的物理屬性，進而預測現實場景。CFD 建模和仿真結果通常使用實驗或文獻值進行驗證。
CFD 建模和仿真適用于汽車、航空航天、制造業、電子、醫療保健和環境工程等領域。簡而言之，所有涉及流體的應用都可以使用 CFD 工具進行建模和仿真。CFD 建模和仿真廣泛使用的部分原因是出現了多學科的建模、分析和優化要求。
為什么 CFD 建模和仿真很重要
CFD 建模和仿真從根本上改變了設計和制造過程。CFD 仿真有以下優點：
1.降低制造成本
CFD 仿真的一個重要應用領域是制造業。CFD 建模和仿真可以讓您在實際制造之前全面了解設計模型在極端工作條件下的表現。
2.避免昂貴的測試
在航空航天和許多其他領域，要通過風洞測試或試驗來確定部件的性能。CFD 建模和仿真工具通過模擬計算機的設計，極大地簡化了這一過程。
展開 我們喜歡將所有工具整合在 Fidelity CFD 中，我們也期待看到更多創新功能。”
Fidelity CFD 航空航天領域的表現同樣優異，如 Lockheed-Martin、NASA 和 ArianeGroup 都是 Fidelity CFD 的忠實用戶。
最炫酷的是，使用 Fidelity CFD 設計的帆船還在美洲杯帆船賽上拔得頭籌。Cadence CFD 解決方案提供了多學科技術，幫助帆船設計團隊分析和模擬真實場景，使他們能夠在樣船首次下水之前就能確定最佳設計方案，最大程度提升其性能。幫助參賽的船只在比賽中占據領先地位。
Cadence 致力于通過長期在計算軟件方面的核心競爭力來推動系統創新。我們的計算流體力學解決方案是履行這一承諾的重要一環。具備業界領先的網格劃分方法，以及強大的求解器和后處理能力，用戶很快就會發現，計算流體力學就是“Cadence 流體力學”。
隨著 Fidelity CFD 的推出，并依托幾十年來在智能系統設計（Intelligent System Design?）技術方面積累的經驗，Cadence 已經準備好開發和實現廣泛的流體仿真技術，以滿足客戶未來幾年特定的計算需求。
Damen Shipyards designed with Cadence
關于 Cadence
Cadence 在計算系統領域擁有超過 30 年的專業經驗，是電子系統設計產業的關鍵領導者。基于公司的智能系統設計戰略，Cadence 致力于提供軟件、硬件和 IP 產品，助力電子設計概念成為現實。
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“熱島效應” 圖源網絡
海南省《綠色建筑設計規程》文件，要求建筑群體布局長度超30米時，需設置通風過街樓，并應運用計算流體力學（CFD）手段對場地風環境進行模擬預測，完成模擬報告，據此完成規劃設計。[3]
可見，CAE風環境仿真技術可在設計階段精準預測建筑群風場分布，為規劃布局與結構安全提供科學依據。
計算流體力學基礎課程-中文字幕24天前
課程描述
計算流體力學（CFD）是工程領域最強大的工具之一，用于模擬流體流動、傳熱、混合、空氣動力學、燃燒以及許多真實世界的過程。然而，許多學生和專業人士試圖直接通過軟件學習CFD，而沒有首先理解其背后的控制方程。
本課程旨在通過清晰、可視化和直觀的方式從基本原理教授CFD來解決這個問題。
計算流體力學（CFD）領域有一句話：“仿真上限看算法，下限看網格。”
仿真工程師的成長史，是一部與網格的相愛相殺史。整個仿真，最耗精力的往往不是對物理現象的思考，也不是對算法的優化，而是瑣碎重復的網格調整。
要理解網格為什么重要，先回到CFD的本質。
CFD可以看作一個“虛擬實驗室”，在計算機中復刻真實的物理世界。
Ansys計算流體力學（CFD）產品憑借經過廣泛驗證的求解器能力和高精度結果，正在幫助工程師在更短時間內完成復雜的設計驗證，實現性能與安全性的雙重提升。
ParaView中完成組分、溫度、速度及反應區域分析
- 理解XiFoam等燃燒求解器的算法與源碼結構
- 掌握基于B-Xi火焰傳播模型的預混燃燒建模方法
- 在OpenFOAM中配置層流火焰速度模型與火焰褶皺模型
- 理解湍流燃燒中的點火建模與火焰傳播規律
前置要求
- 掌握流體力學與傳熱學基礎知識
- 熟悉計算流體力學
過程中，工程師會使用結構、運動學、計算流體力學（CFD）和熱仿真軟件包，例如Ansys Mechanical結構有限元分析軟件，該軟件利用有限元分析（FEA）方法對機械設計的各個方面進行仿真。他們施加力、加速度、沖擊、振動和溫度變化等環境載荷，并計算裝配體的響應情況。
Ansys Icepak可提供強大的電子冷卻解決方案，利用行業領先的Ansys Fluent計算流體力學（CFD）求解器對集成電路（IC）、封裝、印刷電路板（PCB）和電子設備進行熱分析和流體流動分析。
Ansys Mechanical是業界領先的有限元求解器，具有結構、熱學、聲學、瞬態和非線性功能，可幫助改進建模。
Ansys FreeFlow?軟件通過強大的無網格計算流體力學（CFD）方法實現了功能擴展。該方法無需傳統網格劃分，即可對復雜自由表面流動、噴霧行為以及動態液體相互作用等問題實現快速且穩健的仿真計算。
STK中的一項新功能Antenna Wizard，提供早期試用，可通過快速、自動化設置簡化天線建模。
基于OpenFOAM 的計算流體力學-pitzDaily算例
OpenFOAM 的計算流體力學：pitzDaily 算例最后更新：2025 年 9 月視頻格式：MP4 | 視頻編碼：h264，分辨率 1920×1080 | 音頻編碼：AAC，采樣率 44.1 千赫，雙聲道授課語言：英語 | 課程時長：58 分鐘 | 文件大小：306 兆字節
課程核心：通過經典 OpenFOAM
計算流體力學（CFD）分析還可用于在設計過程中預測和驗證DAC單元內的氣流和蒸汽的流動型態。Barasa認為，在制造和實施之前，CFD分析對于驗證初創公司的定制熱概念至關重要。
她說：“這使我們能夠準確設計并確定風扇、鼓風機和蒸汽輸送系統的尺寸。此外，它還可以根據CFD結果為蒸汽調節設備的實施提供決策支持。”
