Ansys Fluent
功能
應(yīng)用
案例
Ansys Fluent 流體仿真軟件
Ansys Fluent 是業(yè)界領(lǐng)先的流體仿真軟件，以其先進(jìn)的物理模型和行業(yè)領(lǐng)先的分析精度著稱。
NO.1 軟件概覽
Ansys Fluent 是全球排名領(lǐng)先的通用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）商業(yè)軟件, 它采用 CFD 數(shù)值模擬技術(shù)，為全球范圍內(nèi)各個(gè)行業(yè)的工程師提供流體問(wèn)題的解決方案，是當(dāng)今全球應(yīng)用范圍廣泛、功能強(qiáng)大的商業(yè) CFD 軟件。如今，全球數(shù)以千計(jì)的公司得益于 Ansys Fluent 這一工程設(shè)計(jì)與分析軟件。
Ansys Fluent 讓您有更多時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化產(chǎn)品性能。使用經(jīng)過(guò)廣泛應(yīng)用驗(yàn)證的軟件，您完全可以信賴仿真結(jié)果。借助 Ansys Fluent，您可以創(chuàng)建高級(jí)物理模型并分析各種流體現(xiàn)象——所有工作都在同一個(gè)可定制的直觀空間中完成。
NO.2 適用領(lǐng)域
1.輻射傳導(dǎo)熱分析
2.聲學(xué)與噪聲分析
3.燃燒與化學(xué)反應(yīng)分析
4.流固耦合分析
5.相變、多相流分析
6.用戶自定義
NO.3 主要特征
1.順暢的工作流程
通過(guò)面向網(wǎng)格劃分和應(yīng)用設(shè)置的流程化模板加快前處理和后處理速度。
Fluent 具有可定制的、基于任務(wù)的前處理工作流程，加速生成高質(zhì)量的 CFD 網(wǎng)格。這些工作流程適用于”干凈“ CAD 和”臟“ CAD 模型。簡(jiǎn)化的應(yīng)用工作流程旨在幫助減少用戶所需的點(diǎn)擊次數(shù)和設(shè)置的窗口面板數(shù)量。這些工作流程包括多相流、電池、形狀優(yōu)化、空氣動(dòng)力學(xué)等。
2.電池模型
通過(guò)快速、準(zhǔn)確的仿真提升您的電池設(shè)計(jì)和安全。電化學(xué)可用于老化和壽命預(yù)測(cè)。電池?zé)峁芾砗褪Э胤抡婵纱_保最佳性能和安全性。通過(guò)提取關(guān)鍵熱特性，降階模型（ROM）可以在幾秒鐘內(nèi)來(lái)分析溫度的變化。
3.電機(jī)冷卻
實(shí)現(xiàn)更高功率、更高效率的設(shè)備，電機(jī)冷卻至關(guān)重要。Fluent 可用于確定最合適的電機(jī)冷卻路徑。無(wú)論是自然冷卻、水冷還是噴油冷卻，都可以進(jìn)行優(yōu)化以確保不影響電機(jī)效率，并且不損壞磁鐵。
4.湍流建模
多種湍流模型可供選擇，您可針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景選擇最合適的模型。Fluent 提供了廣泛的湍流模型，包括行業(yè)領(lǐng)先的廣義k-ω (GEKO) 模型。GEKO 是一個(gè)革命性的概念，具有可調(diào)系數(shù)，可以根據(jù)不同的流動(dòng)特性進(jìn)行調(diào)整。
5.多相流
準(zhǔn)確仿真多相流，包括氣-液 、液-液、氣-固、顆粒流甚至 DEM。當(dāng)您從單相流應(yīng)用轉(zhuǎn)向多相流應(yīng)用時(shí)，需要采用不同的建模手段，而 Ansys 能夠充分了解您的需求。為了幫助準(zhǔn)確預(yù)測(cè)這些具有挑戰(zhàn)性的流動(dòng)，我們提供了廣泛的氣體、液體、固體、顆粒流動(dòng)甚至 DEM 模型，以便為您提供最準(zhǔn)確的結(jié)果。
6.燃燒模型
準(zhǔn)確的燃燒模型使您能夠深入了解系統(tǒng)性能和流動(dòng)現(xiàn)象。
準(zhǔn)確的燃燒模型對(duì)于精確混合湍流、化學(xué)組分以及它們之間的相互作用至關(guān)重要。Fluent 可為您的燃燒應(yīng)用提供準(zhǔn)確且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的反應(yīng)流模型。
7.流固耦合
根據(jù)壓力和/或熱載荷準(zhǔn)確預(yù)測(cè)流固耦合。解決您的流固耦合挑戰(zhàn)，確保實(shí)現(xiàn)安全、可靠和經(jīng)過(guò)優(yōu)化的產(chǎn)品。Fluent 既可以獨(dú)立解決 FSI 問(wèn)題，也可以與 Ansys Mechanical 耦合，以進(jìn)行最復(fù)雜的仿真。
聯(lián)系電話：027-87878386
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Ansys Fluent 作為一款強(qiáng)大的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真軟件，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，以下是其主要應(yīng)用領(lǐng)域：
航空航天領(lǐng)域
飛行器設(shè)計(jì)：用于模擬飛機(jī)、衛(wèi)星等飛行器的外流場(chǎng)，分析其空氣動(dòng)力學(xué)性能，如升力、阻力、力矩等，幫助優(yōu)化飛行器的外形設(shè)計(jì)，提高飛行效率和穩(wěn)定性 。例如，在新型飛機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò) Fluent 模擬不同機(jī)翼形狀和機(jī)身結(jié)構(gòu)下的氣流流動(dòng)情況，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案 。
發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)：對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃燒過(guò)程、氣流流動(dòng)以及傳熱傳質(zhì)進(jìn)行仿真，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室結(jié)構(gòu)、噴管設(shè)計(jì)等，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性，降低油耗和噪音。
汽車領(lǐng)域
汽車外形設(shè)計(jì)：模擬汽車在行駛過(guò)程中的外流場(chǎng)，分析車身表面的壓力分布、氣流分離情況等，以降低風(fēng)阻，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和車輛的穩(wěn)定性。比如，通過(guò)優(yōu)化汽車的前臉、后視鏡、車尾等部位的設(shè)計(jì)，減少空氣阻力，提升車輛的動(dòng)力性能和續(xù)航里程 。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的冷卻氣流流動(dòng)和散熱情況進(jìn)行模擬，確保發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部件在合適的溫度范圍內(nèi)工作，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命，同時(shí)也有助于優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的性能 。
能源汽車電池?zé)峁芾恚?/strong>針對(duì)新能源汽車的電池包，模擬電池在充放電過(guò)程中的熱生成和散熱過(guò)程，設(shè)計(jì)合理的冷卻系統(tǒng)，確保電池的溫度均勻性和安全性，延長(zhǎng)電池的使用壽命 。/p>
能源領(lǐng)域
燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)：用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒模擬、流場(chǎng)分析以及葉片冷卻設(shè)計(jì)等，提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率和可靠性，降低維護(hù)成本 。
太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)：模擬太陽(yáng)能電池板表面的氣流流動(dòng)和溫度分布，研究其對(duì)電池板發(fā)電效率的影響，優(yōu)化光伏系統(tǒng)的安裝方式和散熱設(shè)計(jì)，提高太陽(yáng)能的利用效率 。
風(fēng)力發(fā)電：對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片進(jìn)行流場(chǎng)分析，優(yōu)化葉片的形狀和結(jié)構(gòu)，提高風(fēng)能的捕獲效率和發(fā)電功率，同時(shí)降低葉片的疲勞載荷和噪音。
化工領(lǐng)域
化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)：模擬化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，優(yōu)化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)，提高反應(yīng)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
化工管道系統(tǒng)：分析化工管道內(nèi)的流體流動(dòng)特性，如流速分布、壓力損失等，優(yōu)化管道的布局和尺寸，確?；ち黧w的安全、穩(wěn)定輸送，防止堵塞和泄漏等問(wèn)題 。
電子設(shè)備領(lǐng)域
電子元件散熱設(shè)計(jì)：模擬電子元件如芯片、散熱器等的散熱過(guò)程，優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)和材料，提高電子設(shè)備的散熱性能，防止過(guò)熱導(dǎo)致的性能下降和故障，確保電子設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性 。
數(shù)據(jù)中心冷卻：對(duì)數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)和氣流組織進(jìn)行模擬，優(yōu)化冷卻方案，提高冷卻效率，降低能耗，確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務(wù)器等設(shè)備在合適的溫度和濕度環(huán)境下運(yùn)行 。
生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
人體血液循環(huán)系統(tǒng)模擬：通過(guò)建立人體血管的三維模型，模擬血液在血管內(nèi)的流動(dòng)情況，研究心血管疾病的發(fā)病機(jī)制，評(píng)估醫(yī)療器械如血管支架、心臟起搏器等對(duì)血液流動(dòng)的影響，為心血管疾病的診斷和治療提供依據(jù) 。
呼吸過(guò)程模擬：模擬人體呼吸道內(nèi)的氣流流動(dòng)和氣體交換過(guò)程，研究呼吸疾病的病理生理機(jī)制，優(yōu)化呼吸治療設(shè)備的設(shè)計(jì)，如呼吸機(jī)、霧化器等，提高治療效果 。
海洋工程領(lǐng)域
船舶設(shè)計(jì)：分析船舶在水中的航行阻力、興波特性以及螺旋槳的水動(dòng)力性能等，優(yōu)化船舶的外形和推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高船舶的航行速度和燃油經(jīng)濟(jì)性，降低噪音和振動(dòng) 。
海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)：模擬海洋平臺(tái)周圍的水流場(chǎng)和波浪載荷，評(píng)估平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性，優(yōu)化平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保其在惡劣海洋環(huán)境下的可靠運(yùn)行 。
建筑環(huán)境與設(shè)備工程領(lǐng)域
建筑物通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模擬建筑物內(nèi)的氣流組織和溫度分布，優(yōu)化通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的布局和運(yùn)行參數(shù)，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適性，降低能耗 。
火災(zāi)與煙霧模擬：在建筑火災(zāi)安全研究中，模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙霧流動(dòng)和擴(kuò)散情況，評(píng)估建筑物的防火性能和疏散通道的安全性，為火災(zāi)預(yù)防和應(yīng)急救援提供科學(xué)依據(jù) 。
作為光伏發(fā)電最為重要的設(shè)備，光伏面板及組件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。光伏面板在實(shí)際使用過(guò)程中，不同的地區(qū)所受的太陽(yáng)照射強(qiáng)度不一、常年的季風(fēng)風(fēng)向和角度不一，導(dǎo)致光伏面板及組件需要在應(yīng)對(duì)不同地區(qū)的工作條件時(shí)確?？煽啃院头€(wěn)定性。Ansys 流固耦合方案可以完美地滿足該產(chǎn)品研發(fā)的仿真需求。
客戶簡(jiǎn)介
通威太陽(yáng)能是中國(guó) 500 強(qiáng)企業(yè)通威集團(tuán)有限公司旗下品牌，深度切入太陽(yáng)能發(fā)電核心產(chǎn)品的研發(fā)、制造和推廣。目前電池年產(chǎn)能超過(guò) 90GW，連續(xù) 7 年成為全球產(chǎn)能規(guī)模和出貨量最大，盈利能力最強(qiáng)的太陽(yáng)能電池企業(yè)。產(chǎn)業(yè)包括高純晶硅、太陽(yáng)能電池、高效組件和漁光一體等。組件形成了五大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有更低的工作溫度、優(yōu)越的載荷能力、更高的轉(zhuǎn)換效率、優(yōu)異的弱光性能、卓越的抗 PID 能力。目前借助 Ansys 繼續(xù)擴(kuò)大組件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保證市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。
挑戰(zhàn)和需求
通威太陽(yáng)能在光伏組件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，光伏面板在不同地區(qū)收到的太陽(yáng)輻射不同，導(dǎo)致了面板溫度的不確定。
由于光伏項(xiàng)目通常在光照較好的空曠地區(qū)，所以面板組件通常受到較強(qiáng)的風(fēng)力影響，這對(duì)組件支撐結(jié)構(gòu)的受力變形提出了較高要求。
通過(guò)仿真模擬手段對(duì)不同材料、不同組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，獲得滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度要求的產(chǎn)品方案。
解決方案
通威太陽(yáng)能組件部門通過(guò) Ansys Fluent 對(duì)光伏面板及組件進(jìn)行流場(chǎng)模擬，得到某地區(qū)光照和風(fēng)力條件下的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)分布，獲得了面板組件的溫度分布、風(fēng)壓載荷。
在 Ansys Workbench 仿真平臺(tái)中，通過(guò) Ansys Mechanical 與 Fluent 耦合，分析了在光照、風(fēng)載、自重等多重影響下的光伏組件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，得到了不同方案對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形等。
通過(guò)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，減少實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，加速開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。
相關(guān)Ansys軟件
·Ansys Mechanical
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最終成果
利用 Ansys 結(jié)構(gòu)流體仿真軟件，我們?cè)诮M件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中對(duì)新產(chǎn)品的不同材料和不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案的評(píng)估和虛擬測(cè)試，篩選出最優(yōu)方案。通過(guò)模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，確定了我們內(nèi)部的仿真流程和標(biāo)準(zhǔn)，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中利用模擬替代實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)成本數(shù)十萬(wàn)，縮短 20%的產(chǎn)品研發(fā)周期。
