scFlow的案例
MSC氣動噪聲全流程解決方案 | 基于scFLOW2Actran的HVAC管道氣動噪聲案例展示
圖12 文件輸出界面
將fluid session部分輸出的CMB文件拖入scFLOW的求解監控器并執行，監控器將調用流體和聲學的求解器進行相關求解，但求解監控曲線全部在scFLOW的監控器中顯示。
圖13 聲學和流體求解的監控
（3）“scFLOW2Actran”的聲學網格和聲學后處理
“scFLOW2Actran”模塊的核心是將Actran的氣動聲學功能集成在scFLOW的界面中，scFLOW前處理可以為Actran劃分聲學網格，如下圖所示。
圖14 scFLOW為Actran劃分聲學網格
同時，可以用scFLOW的后處理對Actran的結果進行后處理。將(* .H5)格式的數據讀入到scFLOW的后處理器中，展示聲波的傳播過程，如下圖所示。
圖15 scFLOW后處理展示聲波的傳播
5
應用實例
我們將在海克斯康大學的視頻公開課中，以HVAC系統的氣動噪聲解析為例，向大家展示如何在scFLOW界面中，實現全面的氣動聲學分析（聲源和聲輻射）。
展開 案例分享 | BoostHEAT公司使用Cradle scFlow開發更高效鍋爐
我們一直在使用計算流體動力學(CFD)工具-來至于MSC軟件的Cradle scFlow(見圖4)。它已經在我們的設計探索關鍵過程中，在最高效的鍋爐系統中優化熱通量(熱能的轉移)。新的物理模型，新的材料和方法，新的設計，新的制造過程，以及住宅法規的壓力意味著我們必須在最短的時間內獲得盡可能多的洞察力。如果沒有CFD，我們就無法確定新設計的復雜性和性能，我們根本無法獲得所需的細節。用Cradle scFLOW你可以探索;就像我們到處都有熱電偶一樣。
我們使用Cradle scFlow完成了20個關鍵的鍋爐設計迭代，創造了我們的“數字孿生”。然后,我們根據與我們合規需求相關的物理測試，驗證了我們的CFD預測。在每個階段，我們都達到了更高的溫度和壓力，與物理測試的相關性也比以前更強。這種勢頭對我們這樣的初創公司來說很重要。MSC的CFD幫助我們實現了這一點。
未來呢?我們已經成功地發布了我們的初步設計，并且正在接受訂單，然而這并不是終點。我預見會有更多的模擬、更多的多物理場、更多的優化和更多的創新。這對我們公司來說是個激動人心的時刻…
展開 案例分享 | BoostHEAT公司使用Cradle scFlow開發更高效鍋爐
我們一直在使用計算流體動力學(CFD)工具-來至于MSC軟件的Cradle scFlow(見圖4)。它已經在我們的設計探索關鍵過程中，在最高效的鍋爐系統中優化熱通量(熱能的轉移)。新的物理模型，新的材料和方法，新的設計，新的制造過程，以及住宅法規的壓力意味著我們必須在最短的時間內獲得盡可能多的洞察力。如果沒有CFD，我們就無法確定新設計的復雜性和性能，我們根本無法獲得所需的細節。用Cradle scFLOW你可以探索;就像我們到處都有熱電偶一樣。
我們使用Cradle scFlow完成了20個關鍵的鍋爐設計迭代，創造了我們的“數字孿生”。然后,我們根據與我們合規需求相關的物理測試，驗證了我們的CFD預測。在每個階段，我們都達到了更高的溫度和壓力，與物理測試的相關性也比以前更強。這種勢頭對我們這樣的初創公司來說很重要。MSC的CFD幫助我們實現了這一點。
未來呢?我們已經成功地發布了我們的初步設計，并且正在接受訂單，然而這并不是終點。我預見會有更多的模擬、更多的多物理場、更多的優化和更多的創新。這對我們公司來說是個激動人心的時刻…
展開 Cradle scFLOW V14 新功能介紹
例如scFLOW 和 Marc, scFLOW 和 Adams之間的耦合仿真
案例: Marc和scFLOW的耦合分析-FSI 分析
以下是機器人水下運動分析，此案例是與adams耦合分析。
來源：MSC軟件
案例分享 | BoostHEAT公司使用Cradle scFlow開發更高效鍋爐
我們一直在使用計算流體動力學(CFD)工具-來至于MSC軟件的Cradle scFlow(見圖4)。它已經在我們的設計探索關鍵過程中，在最高效的鍋爐系統中優化熱通量(熱能的轉移)。新的物理模型，新的材料和方法，新的設計，新的制造過程，以及住宅法規的壓力意味著我們必須在最短的時間內獲得盡可能多的洞察力。如果沒有CFD，我們就無法確定新設計的復雜性和性能，我們根本無法獲得所需的細節。用Cradle scFLOW你可以探索;就像我們到處都有熱電偶一樣。
我們使用Cradle scFlow完成了20個關鍵的鍋爐設計迭代，創造了我們的“數字孿生”。然后,我們根據與我們合規需求相關的物理測試，驗證了我們的CFD預測。在每個階段，我們都達到了更高的溫度和壓力，與物理測試的相關性也比以前更強。這種勢頭對我們這樣的初創公司來說很重要。MSC的CFD幫助我們實現了這一點。
未來呢?我們已經成功地發布了我們的初步設計，并且正在接受訂單，然而這并不是終點。我預見會有更多的模擬、更多的多物理場、更多的優化和更多的創新。這對我們公司來說是個激動人心的時刻…
展開 MSC氣動噪聲全流程解決方案
“scFLOW2Actran ”氣動聲學包概覽
CFD 分析軟件的界面和聲學分析軟件的界面有些許差異，為了解決流體工程師在氣動聲學部分的使用習慣問題，我們推出“scFLOW2Actran”氣動聲學包，能夠實現聲流耦合分析流程和操作上的無縫銜接。實現了在 CFD 軟件 scFLOW 中進行氣動聲學的全面分析，不僅能夠計算出聲源，還能夠考慮流動噪聲的產生和傳播。也就是說整個氣動聲學的解析流程，全部在 scFLOW 中進行，不必打開 Actran 界面。
“scFLOW2Actran”氣動聲學包的執行機制如下：
（1）通過 scFLOW 計算聲源，為 Actran 計算提供數據支持。
① Actran 讀取 scFLOW 的結果文件（ FPH ）。
② 不僅支持非穩態計算，也支持穩態計算。
（2）Actran 的求解設定，網格劃分可以在 scFLOW 界面中進行。
（3）Actran 的求解可以在 scFLOW 界面中調用。
① 流體計算，數據交互，聲學計算在 scFLOW 求解界面中進行。
（4）Actran 的結果（h5）可以在 scFLOW 后處理中可視化。
“scFLOW2Actran ”氣動聲學包解析流程
（1）“scFLOW2Actran”的氣動聲學解析流程
-在非穩態解析流程中，Actran ICFD 與 scFLOWsolver 同時執行。
-Actran ICFD 從流動解析中提取聲源信息，并傳遞給 Actran。傳遞結束后可自動刪除流體結果以節約硬盤空間。
-在穩態分析中，scFLOWsolver 和 ActranI ICFD 是相繼執行的。
展開 案例分享 | 雅馬哈直升機螺旋槳的聲音設計
在分析 FAZER R 無人機時，雅馬哈使用MSC Nastran和scFLOW進行了結構流體聯合仿真，模擬轉子產生的氣流和轉子變形。然后，進一步使用MSC 的聲學分析軟件工具 Actran 來計算由轉子引起的流體噪聲。
MSC CoSim以多種方式確保了準確性和穩定性。例如，CoSim在源代碼級別針對 MSC Nastran 和 scFLOW 進行了優化，可提供卓越的穩定性。同時，對于 MSC Nastran 和 scFLOW，盡管它們需要不同類型的網格，但高精度的映射技術使它們能夠交換位移和流體力等數據。此外，在 scFLOW 2021 中，用于網格變形速度比早期版本快得多，從而進一步提高了聯合仿真的準確性和速度。
基于MSC CoSim，雅馬哈發動機通過流-固-聲學仿真對工業用無人直升機的性能進行綜合評估，如圖2所示：
圖 2
分析過程
雅馬哈發動機公司使用以下程序做性能驗證（圖 2）：
1. 使用聯合仿真高精度分析氣流以生成氣動聲源。
? 工程師使用流體分析軟件scFLOW 分析了由主旋翼旋轉引起的氣流。
? 結構分析軟件 MSC Nastran分析由旋轉引起的葉片彈性變形
? 通過MSC CoSim，scFLOW 和MSC Nastran 交換葉片變形和氣流變化的信息。
2. 氣動聲源數據實時傳輸到Actran，并對主旋翼進行聲學仿真。
? 使用聲學仿真軟件Actran，從流固聯合仿真獲得的數據中提取氣動聲源。
? 在Actran 中使用有限元方法分析聲波的傳播。
Actran 實時接收流固聯合仿真中計算出的數據，并同時執行聲學仿真。
展開 案例分享 | 利用CFD Cradle分析航天飛機凹面的可行性
解決方案
為了解決列出的一些問題，團隊開始使用 MSC Software 的商用求解器 scFLOW V14.1 來計算分析航天飛機中使用的凹腹面的可行性。
使用 scFLOW 中可用的一流發散控制方法，能夠解決圍繞發散以及求解器高度不穩定性的問題。
此外，借助 MSC Software 靈活的許可系統，能夠同時運行三個仿真，從而節省時間。項目還利用了 scFLOW 卓越的可擴展性功能，被證明有助于更快的解決方案。
圖1: 可重復使用的航天飛機的二維視圖
優勢
使用 scFLOW，能夠獲得許多顯著優勢，詳情如下：
節約時間：
由于具有快速自動網格生成器、強大的求解器功能、有效發散控制方法的速度以及非常強大的后處理等特性，學生們能夠顯著減少整體仿真時間。
此外，scFLOW 在 CFD 仿真的每個階段并行化的能力證明有助于減少仿真時間。
結果
，學生團隊能夠在短短一個月內在如此復雜的
領域進行深入研究，使他們能夠在其中一個享有盛譽的會議——第 46 屆全國流體力學和流體動力會議 (FMFP) 上提交研究論文（于 2019 年 12 月 9 日至 11 日在印度哥印拜陀 PSG 技術學院舉行）。
易于使用：
使用 scFLOW 的學生發現它易于使用，尤其是在涉及離散化或求解器設置方法等過程時。
展開 直播課程 | Cradle CFD 非結構化網格熱流分析基礎培訓（2天）
Cradle CFD提供了兩種不同類型的熱流分析工具：采用結構化網格的scSTREAM和HeatDesigner，以及采用非結構化網格的SC/Tetra 和 scFLOW。scFLOW前身的SC/Tetra具有復雜網格生成功能， 高速計算能力， 且操作界面友好。作為升級版， 發行了scFLOW。scFLOW具有更加穩定的求解器，計算速度最多可以提升3倍。其前處理可以幫助入門級用戶建立復雜的模型以及生成高質量的網格。
1 培訓內容
scFLOW作為新一代的軟件，持續發展更新。此次培訓強調理論和軟件操作相結合，案例豐富多樣，包含內/外單相流分析、穩態/非穩態分析、旋轉機械全三維流場分析、船舶兩相流分析、電子產品熱流分析等。
展開 案例分享 | 利用CFD Cradle分析航天飛機凹面的可行性
解決方案
為了解決列出的一些問題，團隊開始使用 MSC Software 的商用求解器 scFLOW V14.1 來計算分析航天飛機中使用的凹腹面的可行性。
使用 scFLOW 中可用的一流發散控制方法，能夠解決圍繞發散以及求解器高度不穩定性的問題。
此外，借助 MSC Software 靈活的許可系統，能夠同時運行三個仿真，從而節省時間。項目還利用了 scFLOW 卓越的可擴展性功能，被證明有助于更快的解決方案。
圖1: 可重復使用的航天飛機的二維視圖
優勢
使用 scFLOW，能夠獲得許多顯著優勢，詳情如下：
節約時間：
由于具有快速自動網格生成器、強大的求解器功能、有效發散控制方法的速度以及非常強大的后處理等特性，學生們能夠顯著減少整體仿真時間。
此外，scFLOW 在 CFD 仿真的每個階段并行化的能力證明有助于減少仿真時間。
結果
，學生團隊能夠在短短一個月內在如此復雜的
領域進行深入研究，使他們能夠在其中一個享有盛譽的會議——第 46 屆全國流體力學和流體動力會議 (FMFP) 上提交研究論文（于 2019 年 12 月 9 日至 11 日在印度哥印拜陀 PSG 技術學院舉行）。
易于使用：
使用 scFLOW 的學生發現它易于使用，尤其是在涉及離散化或求解器設置方法等過程時。
展開 案例分享 | 雅馬哈直升機螺旋槳的聲音設計
在分析 FAZER R 無人機時，雅馬哈使用MSC Nastran和scFLOW進行了結構流體聯合仿真，模擬轉子產生的氣流和轉子變形。然后，進一步使用MSC 的聲學分析軟件工具 Actran 來計算由轉子引起的流體噪聲。
MSC CoSim以多種方式確保了準確性和穩定性。例如，CoSim在源代碼級別針對 MSC Nastran 和 scFLOW 進行了優化，可提供卓越的穩定性。同時，對于 MSC Nastran 和 scFLOW，盡管它們需要不同類型的網格，但高精度的映射技術使它們能夠交換位移和流體力等數據。此外，在 scFLOW 2021 中，用于網格變形速度比早期版本快得多，從而進一步提高了聯合仿真的準確性和速度。
基于MSC CoSim，雅馬哈發動機通過流-固-聲學仿真對工業用無人直升機的性能進行綜合評估，如圖2所示：
圖 2
分析過程
雅馬哈發動機公司使用以下程序做性能驗證（圖 2）：
1. 使用聯合仿真高精度分析氣流以生成氣動聲源。
? 工程師使用流體分析軟件scFLOW 分析了由主旋翼旋轉引起的氣流。
? 結構分析軟件 MSC Nastran分析由旋轉引起的葉片彈性變形
? 通過MSC CoSim，scFLOW 和MSC Nastran 交換葉片變形和氣流變化的信息。
2. 氣動聲源數據實時傳輸到Actran，并對主旋翼進行聲學仿真。
? 使用聲學仿真軟件Actran，從流固聯合仿真獲得的數據中提取氣動聲源。
? 在Actran 中使用有限元方法分析聲波的傳播。
Actran 實時接收流固聯合仿真中計算出的數據，并同時執行聲學仿真。
展開 
基于Cradle從工程學角度預測血管和氣管的流量并研究生物
這次，我們討論了生物領域獨有的SCFLOW&SCRYU/Tetra案例。將流體工程學應用于醫學和生物學領域正在穩步帶來新的見解。我期待著該領域的未來發展。
設計仿真 | 使用Cradle CFD仿真工具設計最佳實踐
同時Cradle CFD的scFLOW提供氣動聲學分析，試用于自由場氣動噪聲。為了模擬聲波反射、阻尼和吸收等聲學效果，用戶需要與Actran進行協同仿真。
scFLOW2Actran,是scFLOW的流體分析和Actran的聲學分析之間進行氣動-聲學耦合分析用平臺，只需要在scFLOWGUI上進行操作就可以實現流體仿真到聲學仿真，包括自動傳遞數據，自動調用聲學模塊進行聲學分析等功能。協同仿真工具scFLOW2Actran認為是為scFLOW用戶盡可能簡單、流暢地使用，實現氣動聲學仿真目的。
直播預告 | Cradle CFD 新功能與技術介紹
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。
展開 設計仿真 | 利用 Cradle CFD 設計最佳液冷電池組
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最終優化設計
在 Cradle scFLOW 先進數學模型的幫助下，Sienna ECAD 團隊確定乙二醇-水混合物是更好的冷卻劑選擇，冷卻水套的逆流配置在 2 LPM 的最佳流速下提供了更好的冷卻效率。該團隊能夠確定正確的數學模型，以滿足在速度、準確性和所需細節深度方面的要求，這對于電池組仿真至關重要。
利用 Cradle scFLOW 確實改變了我們的工程模擬。該軟件強大的功能和友好的用戶界面使我們的團隊能夠自信地應對復雜的流體動力學挑戰。
- Suresh Nidasesi, 高級項目經理,
Sienna ECAD
