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点评:主流CFD流体动力学分析软件

摘要: CFD(计算流体动力学)作为 CAE 的重要分支,是通过数值方法来描述流体的运动状态, 包含流动、传热、化学反应以及流体和固体之间的相互作用等。CFD 描述质量传输、动量传 输和能量传输三种过程,并通过数值方法在一 ...

CFD(计算流体动力学)作为 CAE 的重要分支,是通过数值方法来描述流体的运动状态, 包含流动、传热、化学反应以及流体和固体之间的相互作用等。CFD 描述质量传输、动量传 输和能量传输三种过程,并通过数值方法在一个控制体内将这三种守恒的数学方程通过数值 方法来进行求解,获取丰富的流场信息。

接下来将介绍一些主流的CAE流体动力学分析软件

1、Abaqus

公司介绍:

达索系统作为一家为全球客户提供3DEXPERIENCE解决方案的领导者,为企业和客户提供虚拟空间以模拟可持续创新。其全球领先的解决方案改变了产品在设计、生产和技术支持上的方式。达索系统的协作解决方案更是推动了社会创新,扩大了通过虚拟世界来改善真实世界的可能性。达索系统为140多个国家超过20万个不同行业、不同规模的客户带来价值。

产品介绍:

Abaqus 统一FEA产品套件为涵盖大范围工业应用程序的常规和复杂工程问题提供强大且完整的解决方案。在自动化行业中,工程工作团队能够通过常见模型数据结构和集成式解决技术考虑车辆满载、动态振动、多体系统、影响/碰撞、非线性静态、热耦合和声振耦合。Abaqus 统一 FEA 整合期流程和工具可以降低成本、提高效率并获得竞争优势。

评价:

就中国市场而言,为后起之秀。其在非线性问题的求解方面比较占优势,计算和收敛的速度也快。

2、 ANSYS Fluent

公司介绍:

ANSYS公司成立于1970年,目前雇员人数近3000人,其中大部分是有限元分析、计算流体动力学、电子、半导体、嵌入式软件和设计优化等领域的专家硕士和博士工程师。ANSYS的杰出员工热衷于推进世界一流的仿真技术,让客户能够将他们的设计理念以更低成本、更快地转化为成功的创新产品。

产品介绍:

Fluent是计算流体动力学(CFD)软件工具,能够更深入更快速地优化自己的产品性能。Fluent内含经充分验证过的物理建模功能,能为广泛的CFD和多物理场应用提供快速、精确的结果。

评价:

Fluent 通用性最强,湍流模型、辐射模型全面,欧拉多相流模型也具备优势。可以解决各种复杂边界问题,在计算一些简单的流动问题的时候速度也比较快。

3、ANSYS CFX

公司介绍:

ANSYS作为全球工程仿真领域的领先企业,在众多产品的创造过程中都扮演着至关重要的角色。无论是火箭发射、飞机翱翔长空、汽车高速驰骋、电脑和移动设备的便捷使用、桥梁虹跨江河还是可穿戴产品的贴心使用,ANSYS技术都尽显卓越。帮助全球最具创新性的企业推出投其客户所好的出色产品,通过业界性能最佳、最丰富的工程仿真软件产品组合帮助客户解决最复杂的仿真难题。

产品介绍:

ANSYS CFX是一款高性能计算流体动力学(CFD)软件工具,可快速稳健地为各种CFD和多物理场应用提供可靠精确的解决方案。CFX一直因其出色的精确度、稳健性和高速度而被业界认可,可满足泵、风扇、压缩机、燃气涡轮和水力涡轮等旋转机械应用的需求。

评价:

CFX 中规中矩,良好的前后处理接口是其卖点。虽然通用 CFD 软件方兴未艾,但由于 CFD 技术在数值理论(N-S 方程不封闭、非线性偏 微分方程求解算法待完善)、物理模型(湍流模型、转捩模型、燃烧模型等)、网格效应、验 证确认等方面的疑难,通用 CFD 软件的应用仍存在局限性与较高的使用门槛,CFD 仿真结果 的精度与工程师的水平具备明显的关联关系。

4、STAR-CCM+

公司介绍:

西门子自动化与驱动集团(A&D)旗下机构Siemens PLM Software是全球领先的产品生命周期管理(PLM)软件与服务提供商,在全世界有51,000个客户,装机量460万套,总部位于美国德克萨斯州的普莱诺市。Siemens PLM Software的开放式企业解决方案可以助力企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行协作,以提供世界级的产品和服务。

产品介绍:

STAR-CCM+(Computational Continuum Mechanics)是CD-adapco集团推出的新一代CFD软件。采用最先进的连续介质力学数值技术(computational continuum mechanics algorithms),并和卓越的现代软件工程技术结合在一起,拥有出色的性能和高可靠性,是热流体分析工程师强有力的工具。

评价:

STAR-CCM+的燃烧 模型、拉氏多相流模型更擅胜场,并且具备 Trim 网格,处理结构复杂模型有一定优势

5、STAR-CD

公司介绍:

Siemens PLM Software的开放式企业解决方案可以助力企业及其合作伙伴通过全球化创新网络进行协作,以提供世界级的产品和服务。其典型客户有:海尔、海信、步步高、长虹、西安西开、北汽福田、黎明发动机、东安发动机、西航发动机、一汽、二汽、奇瑞、大众等

产品介绍:

STAR-CD是目前世界上使用最广泛的专业计算流体力学(CFD)分析软件之一。集团不断将分布于世界各地的代表处的开发成果以及广大合作研究单位的研究成果融入到软件的最新版本当中,使得STAR-CD保持在热流解析领域的领先地位。

STAR-CD的解析对象涵盖基础热流解析,导热、对流、辐射(包含太阳辐射)热问题,多相流问题,化学反应/燃烧问题,旋转机械问题,流动噪音问题等。

评价:

在国内,其实很多人都不了解star,是一款很好的软件,精度也比较好,但学起来比较困难。

6、ADINA

公司介绍:

ADINA研发公司,以促进ADINA系统的发展。其任务主要为结构,传热,流体,电磁学,流体结构相互作用和多物理场的综合有限元分析提供统一的软件系统。

在全球的客户群包括航空航天,汽车,生物医药,建筑,国防,成型,高科技,机械,核能,石油天然气等行业的大型公司,以及许多大学和研究机构。

产品介绍:

可以进行结构,流体,传热,电磁学和多物理场的综合有限元分析。

评价:

优势在汽车领域,强项是解决流固耦合问题。有源代码,可以对程序进行改造,还有很多独特的解法。

7、CFD-ACE+

公司介绍:

ESI Group公司是世界领先的,充分考虑材料物理特性的虚拟样机解决方案供应商。以一套内部连贯、工业导向的应用集成套件为基础,ESI集团掌握虚拟产品工程领域的专门技术。面向制造工业,虚拟产品工程致力于:通过在测试中模拟产品的实际性能来取代物理样机、根据产品的期望性能校准生产和组装流程、评估产品在正常或意外条件下使用时所受的影响。

产品介绍:

CFD-ACE+是由美国CFDRC公司开发的最先进的CFD及多物理场软件。它采用最先进的数值计算方法并融入多年工程咨询的经验,结合各个专业的特点,是最全面、最丰富、最强大的多物理场耦合分析软件。它能够模拟流体、热、化学、生物学、电学、力学现象。

评价:ACE +中的模块可以单独使用,也可以耦合使用,也可以跟其他互补的产品进行耦合使用,比较灵活。

8、OpenFOAM

公司介绍:

ESI GroupESI集团的解决方案适合在某一协作和开放的环境下进行端对端的虚拟样机实验。这些解决方案通过使用最新的技术(包括沉浸式虚拟现实技术)使产品以3D方式真实展现;帮助客户在产品开发的全过程中做出正确决策。

产品介绍:

OpenFOAM是一款C++工具箱定制数值求解器的开发和连续介质力学问题的前/后处理实用程序,包括流体计算力学。该代码是自由和开放源码软件的GNU通用公共许可证下发布,OpenFOAM这个名字在2007年被OpenCFD公司注册并在2011年非独家授权给OpenFOAM基金会公司。

评价:使用OpenFOAM的高级语法编写的应用程序的自动并行化。具备强大的求解器。

9、FLoEFD

公司介绍:

明导国际(Mentor Graphics) Mentor是全球著名的EDA工具厂商,提供芯片与系统开发所需的各种设计、仿真与制造工具,与Synopsys和Cadence并称全球三大EDA公司。Mentor 除EDA工具外,还具备非常多助力汽车电子厂商的产品,包括嵌入式软件等。

产品介绍:

FloEFD是无缝集成于主流三维CAD软件中的高度工程化的通用流体传热分析软件,它基于当今主流CFD软件都广泛采用的有限体积法(FVM)开发,FloEFD完全支持直接导入Pro/E、Catia、Solidworks、 Siemens-NX、 Inventor等所有主流三维CAD模型,并可以导入Parasolid、 IGES、 STEP、ASIC、VDAFS、WRML、STL、IDF、DXF、DWG等格式的模型文件。

评价:FloEFD具有丰富的边界条件,开口: 质量流,体积流,速度,压力,温度,化学组分,湍流性,湿度,其模拟能力强大。

10、AcuSolve

公司介绍:

Altair 不仅仅是一家软件开发商,产品开发咨询服务在我们业务中也独树一帜。

都对产品开发实践具备精湛的专业知识,并且对生产工艺和约束条件不乏深刻的理解。凭借在全球 PLM 软件开发领域的独特优势,Altair 已发展成为拥有 700 名设计师、工程师、科学家和创意思想家的全球性跨学科产品开发咨询公司。

产品介绍:

Altair 的 AcuSolve 可为您提供所需的工具,助您消除 CFD 预处理瓶颈,从而专注于 CFD 仿真结果。AcuSolve 采用功能强大的求解器技术,可为您提供 CFD 市场中最为可靠的解决方案。

评价:无需调整复杂的求解器设置,以及 CFL 的稳定性限制,也不用担心因求解器选择不当出现仿真偏离的情况。


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本文作者
2017-12-12 12:20
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