ANSYS 14.5功能亮点(2)

2019-04-22 18:41

明显。

子模型已经成为ANSYS Workbench的固有功能,可以缩放设计的关键部分,无需对整个总成进行精细网格化就可以改善局部结果的精度。子模型可用于线性和非线性分析,还提供温度场导入功能。

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image 子模型分析:粗网格(上)和子模型精细网格(下)

高性能计算(HPC)性能的提升包括:使用多个GPU缩短任务求解时间;与使用单GPU相比,实现了更强的可扩展性能。由于超过单GPU内存容量而无法在单GPU上求解的大型模型现在可以使用多GPU的内存,而且可加快求解速度。 热辐射分析的求解速度提升2至4倍。

将多个GPU用于单个仿真,可

加快仿真速度

使用单精度存储,在后处理过程中,结果文件的大小平均可缩小2倍。用于控制存储结果数量的选项有多种。另外还提供多种选项,使得谐波分析和瞬态分析只需在受约束节点上(而非整个模型)存储节点反力。

在Mechanical中对环形结构进行后处理时,动画制作速度可加快60%。您可以使用视图管理面板存储预定义视图,然后利用它们为任何模型创建相似的视图。

流体动力学

一体化的高级网格技术

14.5版将ANSYS TGrid网格功能集成到ANSYS Fluent环境中。这样,无需离开Fluent环境,您就可以使用所有的TGrid功能创建网格,并无缝切换到Fluent的前处理、求解器和后处理模块。和基于文件的传输方式相比,用户可以提高仿真的紧凑度,减少一半的数据传输次数。

View larger image使用嵌入在

ANSYS Fluent图形用户界面中的ANSYS TGrid功能对飞机发动机舱的挂架进行网格剖分 由于Fluent网格剖分结合了Workbench CAD的导入功能以及TGrid功能,因此用户可以在单个环境中使用多种功能:

? 使用单条命令同时读入不同格式的多个CAD模型(含子目录)

? 可单独使用STL文件、表面网格和原有网格,也可将其与CAD几何形状结合使用;借助GUI(图形用户界面)特有的表面覆盖工具,可轻松提取流体域 ? 创建流体域(立方体和圆柱体),用于表达待研究产品周围的流体域

? 使用高级尺寸功能(全局、局部的曲面和临近尺寸,并可控制最大和最小尺寸)和影响体控制功能,生成高质量的面网格(advancing front)和体网格(cut-cell) ? 可以用wrap工具作为几何简化和面网格剖分的综合工具,用于将同一模型中的wrap和非wrap部分结合起来,或者在更加精细的尺寸上进行wrap,以采集全部几何形状详情,然后以较粗的解析度进行网格剖分。使用附加工具进行几何形状清理(闭合几何体之间的间隙),并创建如中面间挡板这样的薄面

? 使用cut-cell网格技术将网格化部件缝合在一起,构成一致的高质量表面网格

? 运用先进的膨胀技术实现高质量的光滑边界层网格。运用先进的四面体和六面体为主的网格技术实现高质量的体网格

形状优化

智能形状优化功能提供能够自动确定最优形状的解决方案,避免繁重的几何参数定义和输入工作。此外,使用网格变形功能,可以在优化过程中跳过几何形状确定和网格重剖分步骤,从而大幅度压缩优化流程。

您可以将改进后的Fluent网格变形器和优化器连接到ANSYS DesignXplorer,同时运用DesignXplorer的设计优化或探索功能以及Fluent的网格变形优势。此外该工具简单易用:重新组织了整个图形用户界面,并且改进了控制区生成流程。

View larger image歧管外形优

化。为减少压降,将红色区域推入,将蓝色区域拉出。

Adjoint求解器的可观察量被扩展为自动可观察量(质量流率、具有不同加权方式的压力和总压积分、流动均匀性)和综合可观察量(和、差、比率、幂的线性组合、方差)。通过支持平移和旋转周期边界,Adjoint求解器的适用范围得到进一步扩大。后处理得到改进后可实现更加优质、快速的评估。

更好的可用性

ANSYS 14.5的仿真监测和控制更加方便。Fluent允许您选择通过任何其他应用来驱动Fluent仿真的执行。这可以将Fluent的功能与其他设计工具相结合,开辟了一条发挥Fluent仿真力量的新途径。新的通信规程使Fluent可以在服务器模式下运行,利用Matlab、Simplorer、Excel或其他程序的用户界面完成仿真设置并启动仿真。定制用户界面可以使用应用术语和

公司专用术语,并可限制特定用户对Fluent设置的访问。

Fluent解监视器(比如升力和阻力监视器)直接显示在Workbench环境中,同时在后台进行计算,这样便于了解收敛状态。

View larger image无需打开

Fluent应用,从ANSYS Workbench窗口就可以监视ANSYS Fluent收敛情况。

监视器(表面、体积、升力、阻力或者力矩监视器)可用作收敛判别标准,以便采用一种以上的因素自动判断收敛情况(监测正残值),或者用监视器取代残值,以确保仿真收敛至用户要求的标准。当监视到的结果无明显变化时,尽管残值仍在下降,仍需要利用基于监视器的收敛指标终止求解过程,避免超时运行,以便节省宝贵的仿真时间。

内燃机

内燃机分析系统可提供完整的进气和排气口气流分析功能,基于最佳实践对仿真的某些环节更加自动化,,降低了不同构型的设置难度并提高网格质量。 采用该应用,从创建初始几何形状到仿真开始这一过程只需几分钟就能完成。该工具通过自动分解发动机几何解构,创建网格,设置冷流仿真(包括动态网格),以及生成采用内燃机专用术语的初步报告,能够统一和简化内燃机仿真的设置和求解过程。用户通过在Workbench中进行参数化研究,可以更加深入地掌握发动机性能。

View larger image内燃机分析系统包括完整的进气和排气口气流分析功能。

针对专门应用的高级物理功能

ANSYS 14.5提供的工具可以更好地进行排放预测,更加准确地预测多相流现象和自由表面流场,并且为气动声学仿真提供重要功能。 在为自由表面建模时,您可以仿真包括椭圆余弦波和孤立波在内的全系列波浪动态,并建立多重波叠加模型。还可以将输入波瞬态轮廓、取决于其他变量(如组分浓度)的表面张力以及可压缩液体等特征包含进来,以便提高自由表面仿真的精度。

View larger image孤立波的传播

在燃烧和反应流领域,污染物模型功能包含适用于超均衡组分(尤其是一氧化碳)的预混合层流小火焰单元模型。在真实气体领域,它们可以与部分预混模型配合使用,并可在亚临界流型中选择液相或者气相。在许多应用中,声学现象具有非常重要的地位。在使用计算声学的时候,需要确定出准确的边界条件才能直接在流体仿真中计算出声波源和传播情况。ANSYS 14.5为基于压力的求解器引入全系列无反射边界条件(NRBC),以实现更高的声学计算精度。这对于开发燃气轮机燃烧系统的企业来说尤为重要,因为只有使用NRBC才能准确预测燃烧动力学。这些条件适用于速度和压力出口以及速度、质量流和压力入口。NRBC完全兼容于压力求解器中的组分传递和燃烧计算。

在为气液系统建模时,可使用排气边界条件建立一个自由表面模型。从这个自由面上,离散气泡可以逃离,但液相不可以。这项功能与常规方法相比周转时间更短,并且可以用于所有气液流体系统。同时还为气液系统提供升力、阻力、壁润滑力、紊流分散、紊流相互作用模型,以便为具体情况选择最合适的模型。这些作用力和相互作用会影响泡罩塔和气体射流混合槽等设备运行时的垂直速度和含气率。引入这些参数有助于更好地预测分散相动力学。 ANSYS 14.5提供一些用于改善气-固和液-固系统颗粒建模的功能,具体包括对单元平均DPM量进行后处理,在用户定义有界平面上采样DPM颗粒,以及特别有利于内燃机应用的椎体喷射扩展功能。对于高浓度固态颗粒的仿真而言,基于微粒统计学的颗粒温度功能可以改善对颗粒温度和碰撞的预测,另外还为DEM和喷射仿真提供更适用于喷射应用的包释放法。

欧拉壁面液膜模型能够与混合模型以及欧拉多相流模型耦合,包括热耦合、冷凝建模和汽化建模。这些扩展功能有助于针对有热传递的飞机组件、航空航天舱内冷凝以及机动车挡风玻璃结雾和除雾进行湿法和回流分析。

View larger image进行机翼湿法

分析:轨迹是水珠在机翼上的流动路线;机翼颜色代表液膜厚度。

涡轮机

采用瞬态叶栅(TRB)模型强化功能后,涡轮机瞬态仿真的计算开销大幅度下降。ANSYS 14.5能显著简化气动弹性阻尼的评估,并大幅提高叶片颤振分析的效率和实用性——可以从对应的结构分析中导入和导出数据。另一项功能是能够将蒸汽作为TBR仿真的工作流体,从而将这些功能强大的模型用于蒸汽轮机应用。

涡轮机设计和分析辅助工具集也得到了强化,包括:

? 可在ANSYS BladeModeler中将新的叶片几何形状与以前的设计或参考设计进行形象化比较

? 改进强大的ATM方法,可在ANSYS TurboGrid中生成最高质量的叶片通道网格 ? 集成Vista CPD,便于在ANSYS Workbench中直接完成离心泵初始设计


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