ANSYSFLUENT14.0新功能及应用

蕴含了一系列先进功能的ANSYS 14.0，凭借高可信度的仿真结果，帮助客户更快速、便捷和低成本地开发新产品，在三大领域体现了全新价值：

1）更高精度和保真度：由于工程要求和设计复杂性的增加，仿真软件必须提供更精确的结果，能够真实反映随时间变化的运行条件。

2）更高生产力：ANSYS 14.0软件版本包含的几十种功能特性，最大限度地减少产品开发团队在仿真过程中所需投入的时间和精力。

3）更高计算能力：ANSYS 14.0软件解决一些工程仿真问题的速度是先前版本的5～10倍。即使是复杂的多物理场仿真，也能更迅速和有效地完成，加快产品开发和市场投放。

基于ANSYS先前的版本，ANSYS 14.0软件继续发展智能工程仿真技术引领产品开发迈向新的阶段。通过压缩设计周期，优化产品多物理场性能，最大限度提高仿真模型精度和自动化仿真过程的效率。图2-1所示为ANSYS软件的启动界面。

（1）湍流模型

ANSYS 14.0软件增加了多种新的改进湍流模型，能够更精确的捕捉物理现象。

1）嵌入式大涡模拟功能允许在部分流体域使用大涡模拟，而其他部分使用雷诺平均的湍流模型。因为大涡模拟消耗资源大，而基于雷诺平均的湍流模型计算快速。这两种技术的融合，可只在关心的局部区域使用大涡模拟，在保证计算速度的前提下提高计算精度。

图2-1 ANSYS软件的启动界面

2）在ANSYS FLUENT软件中增加了适用于多相流的k-omega模型。这项功能扩展了两方程湍流模型的应用范围。

3）ANSYS FLUENT软件增加了自适应尺度湍流模型（SAS），这是一种非稳态的雷诺平均方法，能快速精确地模拟分离流动现象。

（2）网格替换和重划分

这个功能可提高网格质量，提升计算精度。

1）关键帧的网格替换技术允许在一系列预先划分好的网格上求解。在每个替换步，当前的求解结果插值到新的网格上。要替换的网格必须是相同的拓扑域，网格在替换时可以光顺。可以用动网格事件来定义网格替换的时间和文件名。ANSYS FLUENT中的关键帧网格替换技术是瞬态动网格求解时的内嵌选项。(www.xing528.com)

2）ANSYS 14.0软件中新增的直角笛卡儿网格重划分功能可以增加精度。直角笛卡儿网格重划分功能在重划分整个区域时不考虑相邻区域的一致性连接关系。允许不借助前处理，能方便地从四面体网格替换到直角笛卡儿网格。

（3）多相流

ANSYS 14.0软件增加了一些多相流模型，能满足用户更多的需求，并提供了更高的可信度和精度。

1）新的欧拉成核沸腾模型，可以模拟壁面的过冷沸腾，包括非平衡过冷沸腾和过热蒸发。

2）增加了可压缩的离散格式，可更快速的进行瞬态分析，其结果和标准的VOF格式类似。

3）对拉格朗日多相流，DDPM模型中增加了堆积极限选项，避免出现超过极限的堆积。这个选项可以模拟悬浮、流化床，也可以模拟多尺度颗粒系统。

4）ANSYS FLUENT软件中的喷雾破碎模型中增加了Kelvin-Helmholt-Rayleigh-Taylor（KHRT）破碎模型。这是一种高韦伯数下模拟一次破碎和二次破碎的高级模型。

5）新的耦合多级方法是可替代VOF方法模拟界面的技术。它在计算梯度和曲率方面有改进，并且能更好地预测界面张力。

（4）固体运动和固体温度

ANSYS 14.0软件增加了几种提高可信度和精度的方法。在ANSYS FLUENT软件中，参考坐标系和动网格方法是相互独立的，可以同时设置。这样，可以在一个运动坐标系（MRF）中设置另一个MRF。这样的例子包括转动的风扇同时带有振动；转弯的汽车同时带有轮子转动。

（5）优化设计

参数化研究能帮助公司设计出更好的产品，或对产品性能有更深入的理解。在ANSYS FLUENT软件求解器中，集成了流体动力学的自动形状优化，使用梯度信息、网格变形技术和优化算法。例如，指定一个管道出口的流速达到最均匀，管道形状就可以自动确定。原始的设计采用直边，出口流动不均匀，ANSYS FLUENT软件自动形状优化技术可以给出曲线的形状，以得到更均匀的出口速度分布，如图2-2所示。

图2-2 自动形状优化