ANSYS流体动力学仿真新功能

ANSYS流体动力学仿真新功能汇报人：AA2024-01-17CATALOGUE目录引言网格划分与优化物理模型与边界条件数值计算方法改进后处理与结果可视化应用案例展示与分析总结与展望引言01目的和背景随着工程领域对流体动力学仿真的需求日益增长，提升仿真效率成为迫切需求。ANSYS新功能旨在通过改进算法和增强计算能力，显著提高仿真速度。拓展应用领域ANSYS流体动力学仿真已广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。新功能将进一步拓展其在生物医学、环境科学和微电子等新兴领域的应用。加强与其他软件的集成为提升用户体验和工作效率，ANSYS新功能将更加注重与其他工程设计软件的集成，实现无缝对接和协同工作。提升仿真效率智能化后处理增强后处理功能，提供丰富的数据可视化选项和自动化报告生成工具。新功能将引入智能化技术，协助用户更高效地分析和理解仿真结果。高级网格划分技术采用最新的网格划分算法，自动生成高质量的计算网格，减少用户手动调整网格的工作量，同时提高仿真精度。并行计算支持利用高性能计算机集群进行并行计算，大幅缩短仿真时间。新功能将提供灵活的并行计算选项，以适应不同规模和复杂度的仿真任务。多物理场耦合分析强化多物理场耦合分析能力，实现在同一仿真环境中对流体、固体、热传导等多种物理现象的联合分析，提高仿真结果的准确性和可靠性。新功能概述网格划分与优化02规则的网格结构，适用于简单几何形状，计算效率高。结构化网格非结构化网格混合网格不规则的网格结构，适用于复杂几何形状，灵活性高。结合结构化网格和非结构化网格的优点，适用于复杂流场模拟。030201网格类型及特点根据几何形状自动生成网格，适用于简单模型。自动网格划分用户自定义网格大小和分布，适用于复杂模型。手动网格划分根据流场变化自动调整网格大小和分布，提高计算精度。自适应网格划分网格划分方法通过比较不同网格密度下的计算结果，确定合适的网格大小。网格无关性验证在关键区域增加网格密度，提高计算精度。局部加密通过算法调整网格节点位置，使网格更加光滑，减少计算误差。网格平滑利用并行计算技术加速网格生成和计算过程，提高计算效率。并行计算网格优化策略物理模型与边界条件03湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型等，用于模拟复杂的湍流流动。多相流模型支持气液、液液等多相流动模拟，可分析混合物中的相分离、相变等现象。热传导模型用于模拟固体和流体之间的热传导过程，可分析温度场分布及热应力等问题。常用物理模型介绍可设置速度入口、压力入口等，定义流动进入域的速度、压力等参数。入口边界条件可设置压力出口、自由出流等，定义流动离开域的压力、速度等参数。出口边界条件可设置无滑移壁面、滑移壁面等，定义壁面对流动的影响。壁面边界条件边界条件设置方法将仿真结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性。实验数据对比通过不同网格密度的仿真结果对比，验证网格对结果的影响。网格无关性验证分析不同参数对仿真结果的影响程度，为模型校准提供依据。参数敏感性分析模型验证与校准数值计算方法改进04将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有一个控制体积。控制体积法对守恒型控制方程在控制体积上作积分，以推导出离散化方程。积分守恒型方程适用于流体动力学、传热学等领域的仿真计算。应用领域有限体积法原理及应用离散化方法包括有限差分法、有限元法和有限体积法等。选择原则根据问题的性质、计算精度和计算资源等因素进行选择。影响不同的离散化方法会对计算精度、稳定性和计算效率等方面产生影响。离散化方法选择及影响残差收敛标准通过监测残差的大小来判断计算是否收敛，当残差小于设定阈值时认为计算收敛。监测点收敛标准在关键位置设置监测点，通过监测点上的物理量变化来判断计算是否收敛。全局收敛标准综合考虑整个计算区域的物理量变化，当全局误差小于设定阈值时认为计算收敛。收敛性判断标准后处理与结果可视化05数据输出格式及转换工具数据输出格式ANSYS支持多种数据输出格式，如Paraview、Ensight、FieldView等，方便用户在不同平台进行后处理和结果可视化。转换工具提供转换工具，可将ANSYS原生格式转换为其他常用格式，如STL、VRML、OBJ等，以满足不同需求。等值面/等值线通过绘制等值面或等值线，可直观展示流体动力学仿真结果中的压力、速度、温度等参数分布。云图采用云图方式展示结果数据，可清晰呈现参数在空间上的变化趋势和梯度分布。流线图流线图可揭示流体运动轨迹和流动特性，有助于分析流场结构和涡旋等现象。结果可视化方法展示03020103动画渲染与导出利用ANSYS内置的渲染工具或第三方软件对动画进行渲染和导出，生成高质量的动画文件，便于分享和展示。01动画参数设置合理设置动画参数，如时间步长、帧率等，以保证动画流畅度和准确性。02关键帧选取根据仿真结果特点，选取关键帧进行动画展示，以突出重点和分析关键过程。动画生成技巧分享应用案例展示与分析06车内气流组织优化针对汽车内部空间，通过仿真分析乘客舱内的气流分布、温度场和舒适度，优化空调出风口位置、风量和温度控制策略。汽车涉水性能分析模拟汽车在不同水深和流速下的行驶过程，分析车辆涉水时的水动力性能及车身结构安全性。汽车外流场分析利用ANSYS流体动力学软件对汽车外部流场进行仿真，分析车身形状、进气口、尾翼等设计对空气阻力和升力的影响。汽车空气动力学仿真案例发动机内流场分析针对航空发动机内部复杂流道，进行精细化网格划分和流场仿真，分析燃烧室、涡轮等关键部件的性能和效率。航空航天器热环境分析考虑高速飞行时气动加热效应，对航空航天器表面温度分布、热防护系统性能等进行仿真评估。飞行器气动布局设计利用ANSYS流体动力学软件对飞行器整体气动布局进行仿真，评估不同设计方案对升力、阻力和稳定性的影响。航空航天领域应用案例通过构建水库大坝及泄洪设施的三维模型，利用ANSYS流体动力学软件模拟不同泄洪方案下的水流运动特性，评估泄洪能力和对下游河道的影响。水库大坝泄洪能力评估基于历史地形数据和河流动力学原理，利用ANSYS流体动力学软件模拟河流长时间尺度的演变过程，预测未来河道形态和变化趋势。河流河道演变预测针对水力发电站引水系统、水轮机、发电机等关键设备，进行流场仿真和性能优化，提高发电效率和经济效益。水力发电站效能优化水利工程领域应用案例总结与展望07多物理场耦合仿真高性能计算支持先进的湍流模型智能化后处理新功能亮点回顾ANSYS流体动力学仿真软件实现了多物理场（如流体、结构、电磁等）之间的耦合仿真，能够更真实地模拟实际工程问题。软件支持大规模并行计算，能够充分利用高性能计算机资源，提高仿真计算效率。引入了多种先进的湍流模型，如大涡模拟（LES）、分离涡模拟（DES）等，能够更准确地模拟复杂流动现象。提供了丰富的后处理工具，支持数据可视化、动画生成、报告自动生成等功能，方便用户进行结果分析和展示。未来发展趋势预测深度学习与流体仿真结合随着深度学习技术的发展，未来有望将深度学习与流体仿真相结合，实现更快速、更准确的仿真计算。