【2017年整理】常用CFD软件

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1、 1 / 10PhoenicsPhoenics 简介 Phoenics 是世界上第一套计算流体与计算传热学商业软件，它是国际计算流体与计算传热的主要创始人、英国皇家工程院院士 D.B.Spalding 教授及 40 多位博士20 多年心血的典范之作。 Phoenics 是 Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 几个字母的缩写，这意味着只要有流动和传热都可以使用 Phoenics 来模拟计算。除了通用计算流体/ 计算传热学软件应该拥有的功能外 Phoenics 有着自己独特的功能。 Phoenics

2、主要特点 1、开放性：Phoenics 最大限度地向用户开放了程序，用户可以根据需要任意修改添加用户程序、用户模型。PLANT 及 INFORM 功能的引入使用户不再需要编写FORTRAN 源程序， GROUND 程序功能使用户修改添加模型更加任意和方便。 In-Form ：用户接口功能，完成用户数学表达式的输入，IF 判断等功能。方便了用户控制自定义的边界条件、初始条件、材料物性等参数的输入。 2、CAD 接口：Phoenics 可以读入任何 CAD 软件的图形文件。 Shapemaker：三维造型功能。 3、MOVOBJ：运动物体功能可以定义物体运动，避免了使用相对运动方法的局限性。 4、

3、大量的模型选择： 20 多种湍流模型，多种多相流模型，多流体模型，燃烧模型，辐射模型。 5、提供了欧拉算法也提供了基于粒子运动轨迹的拉格朗日算法。 6、计算流动与传热时能同时计算浸入流体中的固体的机械和热应力。 7、VR（虚拟现实）用户界面引入了一种崭新的 CFD 建模思路。 8、PARSOL（CUT CELL）：PHOENICS 独特的网格处理技术，特别对于 CAD 图形的导入，网格能自动生成。 9、软件自带 1000 多个例题，附有完整的可读可改的原始输入文件。 10、Phoenics 专用模块：建筑模块（FLAIR） 电站锅炉模块（COFFUS） 11、自动收敛控制：无论输入参数是否充分

4、和一致，都能保证结果具有较好的收敛效果。 12、细网格：适合小范围内网格的精确划分。 13、固体应力计算；前后处理有了较大改进；对所有模型均使用动态内存分配；初始数组的给定勿需再通过 FORTRAN 编译。 14、在 VR 下，增加了新的物体类型（曲面、斜板） ；增加了力的积分功能；监视点参数变化曲线。 Phoenics 应用领域 能源动力 两相、多相流 航空航天 传热传质 化工 燃烧、爆炸 船舶水利 化学反应 建筑、暖通空调 流体机械 冶金 磁流体 环境 材料 FLAIR 新增功能 1 通风机特性曲线，通风机运行工况点计算。 2 舒适度计算：提供了 3 种舒适度计算方法，可以选择一种或多种。

5、 Dry resultant temperature (TRES) (CIBSE Guide) Predicted mean vote (PMV) (ISO 7730) 2 / 10Predicted percentage dissatisfied (PPD)(ISO 7730) 3 空气龄计算。 4 湿度计算。 5 烟气计算：烟气浓度，烟气密度，可视度。 6 灭火喷淋模型。 7 太阳辐射：窗户面积及其投影。 8 散流器类型选择：圆形散流器，矩形散流器。 9 通风机组：单个及多个通风机组合运行。 10 人体形状：坐、站姿选择。 11 用户自定义设备组件功能。 12 LEVEL 湍流模型：PHO

6、ENICS 独特的湍流模型，在实际应用中取得了很大的成功。 13 IMMERSOL 辐射模型：能计算任意形状的固体在流体中的辐射传递。 14 新版本 FLAIR 提供了完整的帮助系统。CFXCFX 是全球第一个通过 ISO9001 质量认证的大型商业 CFD 软件，是英国 AEA Technology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发，诞生在工业应用背景中的 CFX 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。目前，CFX 已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、

7、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域，为其在全球 6000 多个用户解决了大量的实际问题。 CFX 软件的基本结构和功能 CFX 包括前处理系统，求解器和后处理系统。 前处理系统 CFX-BUILD CFX-BUILD 是一种以结构分析软件 MSC/PATRAN 为基础的图形处理系统。CFX-BUILD 将 计算机辅助设计(CAD)过程和计算流体力学(CFD)分析的工作相结合，使得工程师在做产 品的工程设计时(CAD 阶段开发) 即可对过程的特性进行分析。 CFX-BUILD 以下列先进的方法构造非结构化的多块化的网格。 1) 可以直接访问各种 CAD 软件：如 CADDS5，CATI

8、A，Eucllid3 ，Pro/Engineer和 Unigrap hics。 2) 可以从任一 CAD 系统例如 MSC/PATRAN 和 I-DEAS，以 IGES 格式直接读入CAD 图形。 3) 具有很强的操作功能，例如可以自动调整和组合各种曲面，从 CAD 数据读入高质量网 3 / 10格。 4) 具有出色的几何造形能力，例如可向任意曲面扩展。 5) 带有很强的图形处理工具。 6) 具有高度自动的曲面和体网格划分能力，以保证生成高质量的网格。 CFX 4 CFX 4 能用于计算各种流体流动、燃烧和传热过程。适用于直角/柱面/旋转坐标系， 稳态/非稳态流动，瞬态/滑移网格，不可压缩/弱

9、可压缩/ 可压缩流体，浮力流，多相流 ，非牛顿流体，化学反应，燃烧，NOx 生成，辐射，多孔介质及混合传热过程。CFX 4 还 包括辐射换热模块 CFX-RADIATION 和材料数据库模块 CFX-INFOCHEM。 CFX 4 采用有限体法，自动时间步长控制，SIMPLE 算法，代数多网格、ICCG、 Line、 Stone 和 Block Stone 解法。差分格式包括：隐式、上风、高次上分、Quick、CONDIF 、T VD/MUSCL 、CCCT。壁面边界条件包括：线性 /对数/平方，非滑移/ 滑移/混合,静止/ 运动 /旋转，绝热/ 等温/恒热流/ 混合等。 其主要功能包括： 1

10、) 非结构化多模块：CFX 4 有一个非结构化多模块求解器。能有效、精确地表达复杂几 何形状，任意连接模块即可构造所需的几何图形。在每一个模块内，网格的生成可以确 保迅速、可靠地进行，这种多块式网格允许扩展和变形，例如计算气缸中活塞的运动和 自由表面的运动。 滑动网格功能允许网格的各部分可以相对滑动或旋转，这种功能可以用于计算混合容 器中转动的叶片和隔板间的相互作用。 2) 先进的湍流模型：CFX 4 引进了各种公认的湍流模型。例如：k-?模型，低雷诺数 k-? 模型，RNG k-?模型，代数雷诺应力模型，微分雷诺应力模型，微分雷诺通量模型等。 3) 多相流：CFX 4 的多相流模型可用于分析

11、工业生产中出现的各种流动。包括单体颗粒 运动模型，连续相及分散相的多相流模型和自由表面的流动模型。 4) 传热：CFX 4 可以计算对流、传导和辐射。CFX4-RADIATION 采用 Monte Carlo 法和区域 离散法计算辐射。 5) 化学动力学和燃烧模型：反应动力学模型可以用以分析包括几种化学物质和多个化学 4 / 10反应的化学体系。对于每一个反应物类，程序自动设置传递方程，计算速率常数、反应 热和相的变化。燃烧模型可以求解任一燃料的燃烧过程。 CFX 5 CFX 5 是一种强大的新型藕合求解器。其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状 复杂的问题。CFX 5 能同时求解压力和动量

12、方程，求解过程稳定可靠。目前发行的版本中 提供稳态/非稳态流动，不可压缩层流 /湍流，自然对流摸型等，其它物理模型计划将于 今后发行的版本中加入。与大多数 CFD 程序采用的 SIMPLE 算法相比，CFX 5占用机时少， 对于网格节点多的工程问题，这一优点尤其突出。 CFX-TASCflow CFX-TASCflow 在旋转机械 CFD 计算方面具有很强的功能。它可用于不可压缩流体，亚 /临/ 超音速流体的流动，采用具有壁面函数的 k-?模型、2 层模型和 Kato-Launder 模型等 湍流模型，传热包括对流传热、固体导热、表面对表面辐射，Gibbs 辐射模型，多孔介 质传热等。化学反应

13、模型包括旋涡破碎模型、具有动力学控制复杂正/逆反应模型、Fla melet 模型、NOx 和碳黑生成模型、拉格朗日跟踪模型、反应颗粒模型和多组分流体模型 。CFX-TurboGrid 是一个用于快速生成旋转机械 CFD 网格的交互式生成工具，很容易用来 生成有效的和高质量的网格。 CFX-VISUALISE CFX-VISUALISE 应用了国际上知名的 Advanced Visual System Inc.的图形工具。以各变 量的彩色等值图，除去隐蔽线的视图和明暗视图，速度矢量和任一剖面的等值面图；彩 色流线图和动画球粒指示流线图；任意变量的彩色图；表面网格图；探测某一点的场参 数等图形方式

14、使用户充分理解计算结果。 CFX 10 - 1995 年， CFX 收购了旋转机械领域著名的加拿大 ASC 公司，推出了专业的旋转机械设计与分析模块 CFX-Tascflow ， CFX-Tascflow 一直占据着 90% 以上的旋转机械 CFD 市场份额。同年， CFX 成功突破了 CFD 领域的在算法上的又一大技术障碍，推出了全隐式多网格耦合算法，该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度，成为 CFD 技术发展的重要里程碑。 CFX 一直和许多工业和大型研究项目保持 5 / 10着广泛的合作，这种合作确保了 CFX 能够紧密结合工业应用的需要，同时也使得 CFX 可以及时加入最先进的物理

15、模型和数值算法。作为 CFX 的前处理器， ICEM CFD 优质的网格技术进一步确保 CFX 的模拟结果精确而可。 CFX4 是基于分块结构化，控制容积法的通用计算流体软件。它提供了丰富的湍流、燃烧、辐射和多相流模型。CFX4 能模拟多种多相流现象，包括有自由表面的流动、连续相和弥散相的混合、气体喷射、沉降、喷雾等。用户可以通过 User Fortran实现复杂的计算模型。CFX5 有灵活的前后处理能力和先进的求解方法。CFX5 采用基于 CAD 技术的前处理，有强大的几何生成工具和自动非结构化网格生成器。 和大多数 CFD 软件不同的，CFX 除了可以使用有限体积法之外，还采用了基于有限元

16、的有限体积法。基于有限元的有限体积法保证了在有限体积法的守恒特性的基础上，吸收了有限元法的数值精确性。 在 CFX 中，基于有限元的有限体积法，对六面体网格单元采用 24 点插值，而单纯的有限体积法仅仅采用 6 点插值；对四面体网格单元采用 60 点插值，而单纯的有限体积法仅仅采用 4 点插值。在湍流模型的应用上，除了常用的湍流模型外，CFX 最先使用了大涡模拟（LES）和分离涡模拟（DES ）等高级涡流模型。 CFX 是第一个发展和使用全隐式多网格耦合求解技术的商业化软件，这种求解技术避免了传统算法需要“假设压力项求解修正压力项”的反复迭代过程，而同时求解动量方程和连续方程，加上其多网格技术，CFX 的计算速度和稳定性比较传统方法提高了许多。此外，CFX 的求解器在并行环境下获得了极好的可扩展性。 CFX 可运行于 UNIX，LINUX 和 WINDOWS 平台上。 CFX 可计算的物理问题包括可压与不可压流体、耦合传热、热辐射、多相流、粒子输送过程、化学反应和燃烧