常用的商用CFD软件推荐

自1981年以来，出现了一系列的CFD通用软件，如PHOENICS、FLUENT、STAR^- CD、CFX-TASCflow与NUMECA等。PHOENICS软件是最早推出的CFD通用软件，FLUENT、STAR-CD与CFX-TASCflow是目前国际市场上的主流软件，而NUMECA使CFD通用软件的应用普及更上一层楼。这些软件通常具有的显著特点如下：

●应用范围广，适用性强，几乎可以处理工程界各种复杂的问题。

●前后处理系统以及与其他CAD、CFD软件的接口能力比较简单易用，便于用户快速完成造型、网络划分等工作。同时，用户还可以根据个人需要扩展自己的开发模块。

●具有较完善的容错机制和操作界面，稳定性较高。

●可在多种计算机操作系统以及并行环境下运行。

1.PHOENICS软件

PHOENICS（Parabolic Hyperbolic or Elliptic Numerical Integration Code Series）软件是世界上第一套计算流体动力学与传热学的商用软件。由CFD著名学者D.B.Spalding和S.V. Patankar等提出，以低速热流输运现象为主要模拟对象，目前主要由Concentration Heat and Momentum Limited（CHAM）公司开发。除了CFD软件的基本特征之外，PHOENICS软件还具有自己独特的功能：

●开放性。这个软件附带了从简到繁的大量计算实例，一般的工程应用问题几乎都可以从中找到相近的范例，再作一些修改就可计算用户的课题，所以能给用户带来极大方便。

●多种模型选择。PHOENICS包含的湍流模型、多相流模型、燃烧与化学反应模型等相当丰富，其中有不少原创性的成分，如将湍流与层流成分假设为两种流体的双流体湍流模型MFM、专为组件杂陈的狭小空间（如计算机箱体）内的流动和传热计算而设计的代数湍流模型LVEL等。

●多种模块选择。PHOENICS提供了多种专用模块，用于特定领域的分析计算。例如，暖通空调计算模块FLAIR被广泛应用在小区规划设计以及高大空间建筑的设计模拟；英国集成环境公司（IES）的虚拟环境软件，就用它来模拟局部空间的热流现象。

●双重算法选择。可采用欧拉算法和基于粒子运动轨迹的拉格朗日算法。

●直角形网格（笛卡儿网格）。PHOENICS提供了网格局部加密功能与网格被边界切割的补偿功能。

●优良性价比。软件的价格比其他CFD通用软件低得多，其高性价比使之成为国内用户最多的软件。

2.CFX软件

CFX软件是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，由英国AEA Technology公司开发，2003年被ANSYS公司收购。目前，CFX软件已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域，为其在全球的用户解决了大量的实际问题。

诞生在工业应用背景中的CFX软件一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求，并以其在这些方面的卓越成就，引领着CFD技术的不断发展。与一些CFD软件不同的是：

●除了使用有限体积法外，CFX软件还采用了基于有限元的有限体积法。(www.xing528.com)

●可以直接访问各种CAD软件，如CADDS5、CATIA、Eucllid3、Pro/ENGINEER和Unigraphics，并从任意CAD系统如MSC/PATRAN和I-DEAS中，以IGES格式直接读入CAD图形。

●采用ICEM CFD前处理模块，在生成网络时，可实现边界层网格自动加密、流场变化剧烈域网格局部加密、分离流模拟等。

●可计算的问题包括大批复杂现象的实用模型，并在其湍流模型中纳入了k-ε模型、低雷诺数k-ε模型、代数雷诺应力模型、大涡模型等多种模型。

3.STAR-CD软件

STAR-CD软件最初是由流体力学鼻祖——英国帝国理工大学计算流体力学领域的专家开发的，他们根据传统传热基础理论，合作开发了基于有限体积算法的非结构化网格计算程序。在完全不连续网格、滑移网格和网格修复等关键技术上，STAR-CD又经过来自全球10多个国家，超过200名知名学者的不断补充与完善，成为同类软件中网格适应性、计算稳定性和收敛性最好的软件之一。最新湍流模型的推出使得其在计算的稳定性、收敛性和结果的可靠性等方面又得到了显著提高。其基本特征如下：

●前处理器有较强的CAD建模功能，与当前流行的CAD/CAE软件有良好的接口，可有效地进行数据转换。

●具有多种网格划分技术（如Extrusion、Multi-block、Data Import等）和网格局部加密技术，能够很好地适应复杂计算区域，处理滑移网格的问题。

●多种高级湍流模型，具有低阶和高阶的差分格式。

●后处理器具有动态和静态显示计算结果的功能。能用速度矢量图来显示流动特性，用等值线图或颜色来表示各个物理量的计算结果。

4.FIDAP软件

FIDAP软件是由英国Fluid Dynamics International（FDI）公司开发的计算流体力学与数值传热学的软件。它是一种基于有限元方法和完全非结构化网络的通用CFD软件，可解决从不压缩到可压缩范围内的复杂流动问题。FIDAP软件具有强大的流固耦合功能，可以分析由流动引起的结构响应问题，还适合模拟动边界、自由表面、相变、电磁效应等复杂流动问题。FIDAP软件的典型应用领域包括汽车、化工、玻璃应用、半导体、生物医学、冶金、环境工程、食品等行业。其独特之处在于：

●完全基于有限元方法，不但可以模拟广泛的物理模型，而且对于质量源项、化学反应等其他复杂现象都可以精确模拟。

●具有自由表面模型功能，可同时使用变形网格和固定网格。也可以导入I-DEAS、PATRAN、ANSYS、ICEM CFD等软件生成的网格模型。

●具有流固耦合分析功能，可同时使用固体结构中的变形和应力，从而模拟液气界面的蒸发与冷凝相变、材料填充、流面晃动等现象。

5.FLUENT软件

本书着重介绍了该软件，其详细内容可参考以下章节。