Учебные курсы ANSYS/CFX, ANSYS/ICEM CFD: О системах ANSYS/CFX, ANSYS/ICEM CFD

 О системах ANSYS/CFX, ANSYS/ICEM CFD     Список курсов ANSYS/CFX, ANSYS/ICEM CFD     Отзывы слушателей    

О программной системе ANSYS CFX

Программная система ANSYS CFX разрабатывается американской компанией ANSYS Inc., которая в течение последних нескольких лет входит в список наиболее быстро растущих и динамично развивающихся компаний США. Крупнейшие компании во всем мире более 20 лет успешно используют в проектировании программную систему CFX по вычислительной гидродинамике.

Программная система, сочетает возможности анализа гидрогазодинамических процессов, многофазных потоков, химической кинетики, горения, радиационного теплообмена.
Возможность работы под единой средой Workbenchпозволяет обмениваться данными и результатами напрямую с другими модулям среды, позволяя проводить сопряженный жидкостно- структурный анализ.

В дополнение к этому, ANSYS CFX представляет открытую архитектуру и специальные средства для изменения всех возможностей. Входные данные и результаты могут сохраняться в различных форматах, что обеспечивает легкую интеграцию с существующими программными средствами.

Основой программной системы ANSYS CFX является решатель Algebraic Coupled Multigrid. Используя неявную связанную схему решения линеаризованной системы уравнений, решатель обеспечивает быструю и устойчивую сходимость во всех типах задач. При этом время решения задачи находится в линейной зависимости от объема расчетной сетки. Преимущество ANSYS CFX особенно проявляется при решении больших моделей с многокомпонентными течениями и сложной структурой. Решатель ANSYS CFX мало чувствителен к отношениям размеров элементов, временным шагам и релаксационным факторам. Точность решения достигается как за счет высокой точности на узел, так и схемой дискретизации второго порядка устанавливаемой по умолчанию. Эти же свойства сохраняются при параллельных расчетах, обеспечивая отличные параметры ускорения на многопроцессорных системах и кластерах рабочих станций.

Точность моделирования непосредственно связана с физическими моделями, используемыми в расчете. ANSYS CFX содержит большое количество физических моделей для обеспечения точных результатов в широком диапазоне промышленных задач. Все физические модели могут взаимодействовать друг с другом, на любой топологии сетки, с применением всех типов интерфейсов областей расчета, используя связанный многосеточный решатель, в том числе и при параллельном расчете.

Многофазные потоки. Более чем 20-летний опыт в моделировании многофазных потоков позволил развить множество физических моделей, позволяющих рассчитывать потоки из нескольких фаз, их взаимодействие, свободные поверхности и учитывать эффект поверхностного натяжения. Модель движения твердых частиц (Lagrangian Particle Transport) позволяет учесть одну или несколько дискретных примесей в однородном потоке. Модель межфазного тепло- и массообмена позволяет рассчитывать кипение, испарение и кавитацию.

Вращающиеся машины. ANSYS CFX является признанным лидером CFD-технологии моделирования для вращающихся машин. Несколько типов интерфейсов между расчетными областями облегчают моделирование взаимодействия ротор—статор. Пре- и постпроцессор содержит специальный режим работы для анализа турбомашин.

Турбулентность. Большинство промышленных потоков являются турбулентными, и ANSYS CFX содержит более 16 моделей турбулентности, позволяющих учесть все нюансы течения. В качестве хорошо зарекомендовавших себя моделей используются модели k-e и SST с автоматической функцией стенки. Для более сложных течений, с большой степенью анизотропности турбулентности, применяются модели напряжений Рейнольдса (RSM). Среди зональных моделей турбулентности, помимо LES-и DES-формулировок, есть модель DES-SST, более корректно учитывающая пристенные эффекты. Уникальной опцией является переходная модель турбулентности на основе SST-модели турбулентности, созданная специально для турбомашиностроения и авиакосмической промышленности.

Теплообмен. Оптимизация теплообмена между потоком и твердым телом является типичной задачей во многих отраслях промышленности. Возможности ANSYS CFX позволяют решать подобные задачи в 3-мерной постановке с учетом сопряженного теплообмена и теплопроводности твердого материала.

Радиационный теплообмен. Широкий выбор моделей радиационного теплообмена позволяет учесть такие эффекты, как преломление, отражение, частичное отражение и поглощение. Эти эффекты крайне важны при анализе горения, теплообмена и вентиляции.

Горение. Взаимодействие всех компонентов химических реакций решается одновременно, что улучшает сходимость решения в сложных реакциях. Представлены модели горения как EDM-, так FCR- и Flamelet-типа, позволяющие рассчитывать горение как полностью, так и частично перемешанных смесей.

Жидкостно-структурное взаимодействие. ANSYS, Inc. используя специализированные решения как в структурном анализе, так и в гидрогазодинамике позволяет моделировать связанные задачи аэроупругости, сопряженного теплообмена. Подобный подход дает возможность добиваться беспрецедентных результатов как в каждой отдельной области, так и в интерфейсе между ними.

Движущаяся сетка. В тех случаях, когда геометрия расчетной области изменяется в процессе работы, например в винтовых компрессорах, шестеренчатых и мембранных насосах, поршневых компрессорах и двигателях, корректное моделирование возможно только с учетом данного эффекта. ANSYS CFX позволяет работать с подобными расчетными моделями, в том числе совместно с ANSYS Mechanical/Multiphysics.

В постпроцессоре ANSYSCFX в интуитивно понятном интерфейсе содержатся мощные средства постпроцессинга, в том числе анализ качественных и количественных результатов. Cредства отображения графической информации дают возможность проанализировать структуру потока с помощью изоповерхностей, сечений, векторов, траекторий и других методов. Анализ количественных результатов с помощью встроенных функций позволяет получить более точное представление о характеристиках изделия.

О программной системе ANSYS ICEM CFD

Комплексное решение для задач генерации расчетных сеток, от структурированной многоблочной до неструктурированной гекса- или тетраэдрической или гибридной. Инструменты генерации сетки ANSYS ICEM CFD работают на основе информации, взятой из геометрической модели. Поддерживаются внешние форматы ACIS, Capri, DWG, DXF, IDI, IGES, STEP, STL, VRML.

Начиная с версии ANSYS 9.0 , ICEM CFD 5.1 полностью интегрирован в средуWorkbench. Это позволяет более полно использовать возможности пре- и постпроцессинга предоставляемые ICEM CFD.

Еще на этапе создания CAD модели пользователь может определить и задать граничные условия, которые затем автоматически будут переданы в расчетный пакет. Сохранение параметрической связи, расчетной сетки с CAD моделью, на всем этапе ее создания, позволяет значительно уменьшить время генерации сетки.

Модуль ICEM CFD Tetra

Это генератор неструктурированных объемных тетраэдрических сеток. Технология "octree", реализованная во всех модулях, позволяет избавиться от предварительной генерации поверхностной сетки, преодолевать различные дефекты исходной геометрии, например нестыковки или перекрытие поверхностей и т.д.

Пользователю не требуется определять параметры сетки на всех объектах модели, достаточно определить базовый размер элемента, а программа автоматически скорректирует размер элемента в необходимых местах. Пользователь может также задавать размеры элементов на отдельных участках модели, как на поверхностях, кривых, так и в отдельно взятом объеме.

Полностью автоматическое создание призматического подслоя существенно упрощает моделирование пограничного слоя. Поддерживается линейный и экспоненциальный закон роста размеров призм, создание призм на отдельных поверхностях, экструзия призм внутрь и наружу модели.

Встроенные высокоэффективные средства диагностики и редактирования позволяют оптимизировать сетку автоматически или вручную, по многочисленным критериям.

Выбор линейных или квадратичных элементов осуществляется переключением соответствующей опции.

Конвертация типов элементов позволяет преобразовывать одни типы элементов в другие, например, получить гексаэдрическую сетку из тетраэдрической.

Инструменты ICEM CFD позволяют объединять различные сетки, в том числе из разных типов элементов.

Модуль ICEM CFD HEXA

Этот модуль позволяет создавать гексаэдрические сетки в полуавтоматическом. Автоматическое создание сеток О-типа облегчает управление элементами в пограничном слое.
В этом модуле также возможна оптимизация гексаэдрической расчетной сетки, например эллиптическими методами Thomas-Middlesoft, Sorenson или Лапласа.

За счет параметризации блочной структуры, можно изменять геометрию и гексаэдрическая сетка будет тут же перестроена исходя из новой геометрии.

Все эти возможности, включая модуль ICEM CFD HEXA теперь объединены в новом интуитивно понятном графическом интерфейсе, с поддержкой script файлов.