Fluent流體仿真軟件

Fluent是一款廣泛應用于國際范圍內的計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）軟件包。它被認為是目前世界上使用最廣泛的CFD軟件之一，廣受科學領域各行各業(yè)的用戶青睞。Fluent的應用領域非常廣泛，其中包括了航空航天、汽車工程、能源、船舶設計、化工、環(huán)境工程、建筑設計等諸多領域。在航空航天領域，Fluent被廣泛應用于飛行器的氣動性能評估、噴氣發(fā)動機燃燒和冷卻分析，以及飛行器氣動降解等方面。在科學研究領域，Fluent被廣泛應用于研究流體流動、傳熱、傳質以及多相流等問題。Fluent作為一個功能強大的CFD軟件，它可以模擬各種復雜的流體現象，如湍流、懸浮顆粒傳輸、燃燒、等離子體物理等，還提供了豐富的邊界條件、材料庫和數值解算選項，以滿足用戶的具體需求。Fluent還具備高效的求解器和并行計算功能，可以快速地進行大規(guī)模的CFD計算，提高計算效率和準確性。Fluent支持與其他軟件和工具的集成，例如CAD軟件、CAD/CAE軟件、結構分析軟件等，通過這種集成，實現更加全面的產品分析和設計。

fluent功能簡介

fluent系列軟件包括通用的cfd軟件fluent、poly­flow、fidap，工程設計軟件flowizard、fluent for catiav5，tgrid、g/turbo，cfd教學軟件flowlab，面向特定專業(yè)應用的icepak、airpak、mixsim軟件等。

flowizard是高度自動化的流動模擬工具，它允許用戶進行設計及在產品開發(fā)的早期階段迅速而準確地驗證設計。它引導用戶從頭至尾地完成模擬過程，使模擬過程變得非常容易。

fluent for catiav5是專門為catia用戶定制的cfd軟件，將fluent完全集成在catiav5內部，用戶就像使用catia其他分析環(huán)境一樣使用fluent軟件。

g/turbo是專業(yè)的葉輪機械網格生成軟件。

airpak是面向hvac工程師的cfd軟件，并依照iso7730標準提供舒適度、pmv、ppd等衡量室內外空氣質量(iaq)的技術指標。

mixsim是專業(yè)的攪拌槽cfd模擬軟件。

除fluent外，常用的cfd軟件及相關仿真軟件還有專業(yè)三維流場分析軟件——cfx、三維cfd快速求解器——cart3d、流體系統(tǒng)仿真、設計與優(yōu)化平臺——flowmaster、專業(yè)的離散元仿真分析軟件——edem等。

fluent軟件包含基于壓力的分離求解器、基于壓力的耦合求解器、基于密度的隱式求解器、基于密度的顯式求解器，多求解器技術使fluent軟件可以用來模擬從不可壓縮到高超音速范圍內的各種復雜流場。fluent軟件包含非常豐富、經過工程確認的物理模型，可以模擬高超音速流場、轉捩、傳熱與相變、化學反應與燃燒、多相流、旋轉機械、動/變形網格、噪聲、材料加工等復雜機理的流動問題。

fluent軟件的動網格技術處于絕對領先地位，并且包含了專門針對多體分離問題的六自由度模型，以及針對發(fā)動機的兩維半動網格模型。

polyflow是基于有限元法的cfd軟件，專用于粘彈性材料的層流流動模擬。它適用于塑料、樹脂等高分子材料的擠出成型、吹塑成型、拉絲、層流混合、涂層過程中的流動及傳熱和化學反應問題。

fluent軟件特點

fluent軟件采用基于完全非結構化網格的有限體積法，并具有基于網格節(jié)點和網格單元的梯度算法；

正常/非正常流動模擬，并增加快速非正常模擬功能；

fluent軟件中的動態(tài)/變形網格技術主要解決邊界運動的問題。用戶只需指定初始網格和運動壁的邊界條件，其余網格變化完全由解算器自動生成。網格變形有三種方式：彈簧壓縮、動態(tài)鋪設和局部網格重生。其局部網格重生是fluent獨有的，用途廣泛。它可以用于完全由流動產生的力量決定的問題，而不知道非結構網格、重大變形問題和物體的運動規(guī)律；

拉格朗日跟蹤計算離散相；

多孔介質模型(考慮到多孔介質的壓力突變)，非均質滲透性，慣性阻抗，固體熱傳導；

以換熱器為對象的風扇、散熱器、集中參數模型；

慣性或非慣性坐標系，復數基準坐標系和滑動網格；

模型化后動靜翼相互作用的連續(xù)界面；

預測流體噪聲的聲學模型基于精細流場解算；

質量、動量、熱量、化學成分的體積來源；

fluent軟件具有強大的網格支持能力，支持不連續(xù)的網格、混合網格、動態(tài)/變形網格和滑動網格。值得強調的是，fluent軟件還擁有多種基于解的網格自適應、動態(tài)自適應技術，以及動態(tài)網格與網格動態(tài)自適應相結合的技術；

fluent軟件包含三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法、耦合隱式算法，是商業(yè)軟件中最常見的；

fluent軟件包含了豐富而先進的物理模型，使用戶能夠準確地模擬無粘流、層流和湍流。湍流模型包括spalart-allmaras模型，k-ω模型組、k-ε雷諾應力模型模型模型(rsm)組，大渦模擬模型(les)以及最新的分離渦模擬(des)和v2f模型等。此外，用戶還可以定制或添加自己的湍流模型；

適用于牛頓流體，非牛頓流體；

熱傳導包括強制/自然/混合對流、固體/流體的熱傳導和輻射；

混合/反應化學成分；

自由表面流模型，歐拉多相流模型，混合多相流模型，顆粒相模型，空穴兩相流模型，濕蒸汽模型；

融化溶解/凝固；蒸發(fā)/冷凝相變模型；

物理參數豐富的數據庫；

磁性流體模塊主要模擬電磁場與導電流體之間的相互作用；

連續(xù)纖維模塊主要模擬纖維與氣體流動之間的動量、質量和熱交換；

fluent軟件為用戶提供了一個友好的用戶界面，并為用戶提供了二次開發(fā)界面（udf）；

C/c++語言編寫，從而大大提高了計算機內存的利用率。

提供多種自動/手動分區(qū)算法的高效并行計算功能；內置mpi并行機制大大提高了并行效率。此外，fluent還具有獨特的動態(tài)負載平衡功能，以確保全球高效并行計算；

Fluent作為國際上使用最廣泛的CFD軟件包，具有強大的功能和廣泛的應用領域。無論是航空航天、科學研究、工程設計還是其他領域，Fluent都可以為用戶提供準確、可靠的CFD分析和模擬工具。其用戶友好的界面、強大的模型和網格生成能力以及高效的求解器，使得Fluent成為眾多科學領域用戶的首選軟件。