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FloEFD

                                                         —同步CFD仿真软件

   FloEFD为全功能通用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)分析软件,完全嵌入通用MCAD系统(SolidWorks、Siemens NX(原UG)、PTC Creo Parametric(原Pro/Engineer)、Catia V5等)中,并集成所有仿真步骤,包括直接使用MCAD软件中的3D模型完成建模、网格生成、求解及可视化后处理。因此,它属于CFD软件新分支—同步CFD(Concurrent CFD)。

        与传统CFD相比,同步CFD显著降低了仿真时间,这样用户有更多精力聚焦于方案本身,达到以下目的:

    blob.png规避与流动及传热相关的潜在风险

    blob.png减少样机数量,降低产品成本

    blob.png增强产品性能、提高产品可靠性,获得最优方案

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1.应用对象

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2.与传统CFD对比 

        传统CFD软件进行分析工作时,产品开发各阶段需要经历多个由CAD到CFD,再从CFD返回CAD的循环过程,如图1所示。这种隔离式多重循环分析法不仅延长了产品开发周期,增加时间成本,而且CFD分析过程很难融合到主开发流程中,不符合产品生命周期管理(PLM)理念。与之对应的是FloEFD分析模块则完全嵌入MCAD系统中,结构建模及流动分析工作均在同一界面操作,模型调整或优化信息将完全同步,如图2所示。

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      从整个仿真分析的时间轴进行对比,传统CFD在模型转移、创建腔体及网格划分方面花费较多时间,而作为同步CFD的FloEFD直接去掉前两步。网格划分依然存在,但由于采用向导式设置,数分钟或数小时即可生成高质量网格,而传统CFD软件往往需数小时甚至几天反复尝试,整个过程看使用FloEFD平均节约时间达70%,如图3及图4所示。

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3.求解问题

        与传统CFD软件相同,在FloEFD中求解Navier-Stokes控制方程,该方程用于描述粘性流体流动,包括质量、动量及能量守恒,求解过程所需的流体物性通过状态方程计算,特别地针对密度、粘性系数及导热系数由经验公式得出。软件对模型中层流、湍流及过渡态流动同时进行考虑,无需用户专门设置流态模型。基于上述原理,FloEFD可求解如下流动与传热问题:

    blob.png外部及内部流动

    blob.png稳态和瞬态流动

    blob.png层流、湍流及过渡态流动

    blob.png可压缩气体与不可压缩流体流动

    blob.png亚音速、近音速、超音速及高超音速气体流动

    blob.png非牛顿流体流动

    blob.png多孔介质内的流动与传热

    blob.png多种流体混合流动

    blob.png两相(流体+颗粒)流动

    blob.png电子设备相关的流动与传热(含导热、对流及辐射)

    blob.png含边界层流动,包括考虑壁面粗糙度影响

    blob.png周期性边界条件

4.关键特性

    blob.pngDC3(Direct CAD-to-CFD Conception),FloEFD作为MCAD软件的流动分析选项(Flow Analysis),直接使用原CAD模型而无需中转与简化,同时自动识别并添加流体流动区域,大大缩短建模时间

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    blob.png 矩形自适应网格技术(RAM,Rectangular Adaptive Meshing),根据几何结构或求解结果自动完成网格精细加密,同时支持手动控制网格加密

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   blob.png 修正的壁面函数(MWF,Modified Wall Function),部分网格技术使近壁面仿真独立于网格

   blob.png自动判定并考虑系统中层流、湍流及过渡流等流动形态,用户无需特别指定

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    blob.png健壮的自动收敛控制策略(ACC,Automatic Convergence Control),确保一次求解即可获得稳定结果

    blob.pngWhat-if分析方法及目标导向的优化策略实现参数化研究功能,快速完成多场景多配置分析,获得最优方案

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   blob.png工程化用户界面(EUI,Engineering User Interface),贴合工程师思维更加易学易用,计算结果直接生成MS Office报告

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5.软件配置

    blob.pngFloEFD Standalone

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    blob.pngFloEFD for Creo Parametric

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   blob.pngFloEFD for CATIA V5

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   blob.pngFloEFD for Siemens NX

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6.应用实例

        由于其优良的应用特性,FloEFD在诸多与流体流动及传热相关的领域得到广泛应用,如国防航空航天、汽车交通、电子设备、工厂及其他制造行业等。

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