Fidelity CFD
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
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Cadence Fidelity Pointwise超強CFD前處理工具
Cadence Fidelity Pointwise超強CFD前處理工具 ——Cadence CFD 極速前處理 適用人群：飛行器/汽車/軌道交通/清潔能源/旋轉機械等行業的流體和結構仿真從業者，高校教師及學生。
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Fidelity CFD的實例教程
Cadence 于 2022 年 4 月發布了新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺 Fidelity CFD（計算流體力學）。
Cadence 于 2021 年收購了計算流體力學軟件公司 NUMECA 以及網格生成軟件 Pointwise 公司。具體內容可回顧以下兩篇文章：
Cadence 收購計算流體力學軟件公司 NUMECA，擴展系統分析能力
Cadence 收購 Pointwise 公司拓展系統分析解決方案
Fidelity CFD 標志著一個全新架構體系的創建，是 Cadence 對收購的這兩家專業 CFD 公司進行技術集成的第一步。其統一的工作流程除去了工具間的數據傳輸，能讓我們以更快的求解速度獲得更高精度的預報結果。Fidelity CFD 是首款同時具有高階數值格式、尺度解析湍流模型和 GPU / CPU 加速功能的商用 CFD 軟件平臺。
Fidelity CFD 解決了計算流體動力學領域里最具挑戰的幾大需求：
1. 精準可靠地預報湍流的分離。現有較高精度的方法耗時過長，通常需要一周甚至更久時間，無法滿足產品開發周期不斷縮短的市場需求；而速度較快的方法則精度又欠佳。
2.
展開 利用 Fidelity CFD，工程師可以解決道路車輛的風噪問題，擴大新一代飛機設計的飛行范圍，優化風力機和燃氣輪機的氣動性能，減少船舶的燃料消耗，能夠在保持高準確度的同時顯著縮短設計周期。尤其值得一提的是，Fidelity CFD 軟件平臺中由 NUMECA 和 Pointwise 提供的統一網格生成技術極大地助力了大型航空航天客戶。
“Fidelity CFD 顯著提高了所有工業領域的流體動力學性能和精確度?！? Cadence 公司高級副總裁兼定制 IC 和 PCB 事業部總經理 Tom Beckley 說，“對于需要精確模擬湍流的高級應用（包括汽車、葉輪機械和航空航天領域），Fidelity CFD 軟件平臺新一代的流體求解器為客戶提供了新的機會，有助于他們迅速了解系統性能，把握工程洞察力?！?Fidelity CFD 包括幾項主要的技術創新，突破了傳統 CFD 求解器技術的局限。Fidelity CFD 新一代高階流體求解器可對流體湍流進行先進的仿真，其預測汽車空氣動力阻力的精確度可比傳統 CFD 求解器高 10 倍。此外，這種高準確度的仿真分析周期可以從數周縮短到一天或更短。
Fidelity CFD 的獨特之處在于它結合了 NUMECA 和 Pointwise 團隊的網格劃分技術。
展開 此外，Fidelity CFD 還可以在現有的和新一代基于 GPU 的高性能計算（HPC）平臺上高效運行。
利用 Fidelity CFD，開發人員可以解決道路車輛的風噪問題，提高新一代飛機航程，優化風力發電機和燃氣輪機的氣動性能，減少船舶的燃料消耗，能夠在保持高準確度的同時顯著縮短設計周期。
在 F1 方程式賽車這一全球頂級競速賽事中，圈速縮短幾分之一秒就意味著巨大的競爭優勢，各大車隊在賽車空氣動力學設計上也因此毫不吝惜投入，展開了激烈的“軍備競賽”，對 CFD 軟件也有著極為“挑剔”的篩選眼光。
Fidelity CFD 甫一推出，就吸引了 F1 老牌車隊邁凱倫的關注，在今年 5 月宣布與 Cadence 結成技術合作伙伴，選用 Fidelity CFD 用于改進其賽車空氣動力學特性。
在另一項全球頂級航海賽事——美洲杯帆船賽中，日前也有包括衛冕冠軍新西蘭酋長隊在內的三支參賽隊伍宣布選擇 Fidelity CFD 用于提升其比賽船只的航行性能，新西蘭酋長隊曾在 2013 年以突破性的水翼技術一舉奪冠，船體下方的水翼由于可以抬升船體，減小浸潤面積，大幅提高水動力效率，業已成為各支隊伍競爭的技術熱點，四冠王新西蘭酋長隊與 Cadence 的攜手，足以反映出后者在 CFD 軟件領域的技術實力。
除了傳統應用領域，近年來新能源產業的蓬勃發展，也為 CFD 軟件開辟出不少全新的應用市場。
展開 Fidelity CFD AutoSeal 的用戶優勢
Fidelity CFD 的預處理解決方案適用于范圍廣泛的 CAD 格式，不會丟失幾何圖形的突出細節并滿足必要的用戶規范。幾何清理可以節省仿真時間，是 CFD 分析中的關鍵步驟，通常需要幾天甚至幾周的時間，具體取決于幾何的復雜性。使用 Fidelity CFD，封閉孔洞和空腔只需幾分鐘或幾小時，從而節省時間和資源。
圖 2. Fidelity AutoSeal 使用 8 核計算機在 50 秒內封閉泰坦尼克號 CAD 模型中的 282 個開放表面或孔。
Fidelity CFD AutoSeal 技術可自動執行幾何清理過程，并支持為實時 CFD 分析準備好高質量的網格劃分。基于連續的八叉樹改進，AutoSeal 可以檢測臟幾何體的單元（包括幾何體內部和外部），允許系統在用戶定義的閾值下逐步識別缺失的表面，并自動關閉那些開放的表面以適應更干凈的幾何體以準確匹配嚙合。
圖 3. AutoSeal 用戶界面，用于為自動化解決方案配置三個設置。
Autoseal 算法需要至少一個內部點和一個外部點來確定要關閉的區域。要研究汽車內部的流動，您可以根據需要定義任意數量的點。用戶擁有完全的控制權。
還有更多！您可以利用 Python 腳本來自動化整個 CAD 準備過程。它可以在工作站上本地啟動，甚至可以使用高性能計算 (HPC) 集群在分布式并行上啟動。
結論
Fidelity CFD AutoSeal 是下一代幾何清理解決方案，有望在更快的網格劃分和仿真速度方面取得突破。雖然清理臟的 CAD 幾何體或填充孔或間隙需要花費大量的 CFD 解決方案時間，但 AutoSeal 可以將其縮短到幾分鐘或幾小時。
文章來源：cadence博客
展開 Fidelity Optimization 采用先進高效的人工神經網絡 + 遺傳算法，內置功能全面的 CFD 循環程序鏈，用戶無需自行編寫繁瑣的腳本文件，從參數化文件的生成、定義、建立代理模型、執行優化、驗證的全流程中僅需人工進行一次干預即加載樣本庫定義優化目標，極為方便易用。可實現多學科、多工況、多目標優化，更為貼近工程實際應用需求。
在 CFD 分會場上，Cadence 還分享了基于 Fidelity CFD 的葉輪機械氣動設計、馬達/發電機冷卻設計解決方案，事實上，這也正符合“小汽油機”產業的轉型升級需求，對于水泵、汽油發電機等集成小汽油機動力和葉輪機械部件的產品，在更高集成級別的設計優化離不開葉輪機械的 CFD 優化工具，在這方面，Fidelity CFD 同樣具備強勁實力。
汽車巨頭福特公司使用 Fidelity CFD 進行離心壓縮機優化，在不降低氣動性能的前提下，成功消除了背板局部的應力集中；
德國通風機廠商 Ruck Ventilatoren GmbH 通過 Fidelity CFD 調整流道和葉型，有效地消除了通風機靜葉尾部存在的流動分離，提高了產品性能，并被稍后的試驗數據所證實；
著名汽車品牌 Renault 通過 Fidelity 平臺優化工具，在明顯提高了設計點水泵效率的同時，也有效地拓寬了其工作范圍；對于非設計點下的性能提升尤為顯著。
隨著 Fidelity CFD 的推出，Cadence 向外界展現了向流體仿真、有限元計算（FEM）等更廣泛系統設計領域拓展布局的意愿和能力。
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Fidelity CFD 顯著提高了所有垂直行業的流體動力學性能和準確性，可實現所有流型下的快速收斂。
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基于Fine系列葉輪機械CFD技術，Cadence 推出Fidelity CFD仿真平臺，其包括一個完整的葉輪機械端到端解決方案：1D 到 3D 設計、網格劃分、計算流體力學和優化功能全部整合在一個環境中。依托我們在旋轉機械領域超過數十年的技術專長，Fidelity CFD 可以提供優異的準確度，同時簡單易用。支持的組件種類多樣，從多級軸向到徑向，再到混流結構：壓縮機、渦輪機、泵、風扇、螺旋槳。
Cadence Fidelity CFD 平臺提供各種針對前緣或鈍邊、自由表面、邊界層、粘性層等的網格劃分技術。這篇博文概述了一些網格劃分策略，以簡化復雜海洋幾何形狀的網格生成。
網格劃分策略
體積比表面積
體到面 (V2S) 是一種強大的并行網格劃分方法，適用于復雜的幾何形狀。它支持不干凈的幾何形狀，例如具有相交或非共形表面的幾何形狀，并且不需要事先進行表面網格劃分。
為了更輕松地劃分網格，Fidelity CFD 平臺具有各種幾何清理工具和功能，可幫助簡化網格生成并增強整體海洋 CFD 模擬。
CFD 模擬的第一步是創建或導入要測試的幾何體。
簡而言之，Fidelity CFD 平臺提供了一種用戶友好且高效的方式來為復雜的幾何形狀創建多種設計選項。在領域上下文中自定義設計選擇并輕松進行更改的能力簡化了流程并節省了時間。該軟件允許設計人員快速創建各種設計選擇，而無需反復更改網格設置或其他 CFD 設置。總的來說，這個集成環境對于尋求優化其設計模型的設計人員來說是一個強大的工具。
虛擬拖車坦克
Cadence Fidelity Marine CFD仿真包含專用的虛擬造船和船舶設計工具，充當虛擬拖曳水箱，提供易于使用、可擴展、高度自動化的優化流程和無與倫比的自由表面建模。通過我們專門的工作流程和團隊，解決并優化您設計中的推進、阻力、耐波性、風研究和操縱。使用 Cadence CFD 解決方案，讓自己獲得最高的準確性和效率。
采用 AMD 3D V-Cache 技術的第四代 AMD EPYC 處理器的速度可實現更快、更完整的優化運行
Cadence 正在利用我們的 Fidelity CFD 軟件系列加速 CFD，而 AMD 3D V-Cache 技術則加速我們的軟件。無論是在工作站還是集群中，我認為 Fidelity CFD 用戶都會對其性能印象深刻。
