Fluent 2024R2新功能｜03 Workspace 应用

Ansys Fluent 2024R2 Workspace 应用程序中提供的新功能如下：

1 Fluent结冰模拟

Fluent结冰模拟功能能够在专门的Fluent应用客户端环境中进行飞行中的结冰仿真。本次更新增加了以下额外功能：

• 撞击冰密度模型（impact ice density model）

撞击冰密度模型能够根据局部液滴撞击角度和冻结比例估算冰的密度。该模型现已升级发布，引入了三个可用于调整模型的参数。这些参数包括最大和最小霜状冰密度以及控制基于撞击角度在两者之间过渡的混合函数系数。此外还特别处理了在撞击极限之后形成的回流冰（即撞击角度为0时的情况）。

• 使用粒径分布时的绝热壁边界条件结冰模拟

采用绝热壁面时，需在计算结冰过程前先运行EID和蒸汽模拟。早期版本中，由于无法获取结合了粒径分布的蒸汽解文件，绝热壁面选项仅限于单分散液滴多发次结冰模拟。现在通过提供结合的蒸汽解数据以及液滴和结晶求解场来解除这一限制。为了便于将不同分组与蒸汽组合，现将蒸汽场保存于液滴和晶体文件中，并与这些文件中的其他数据合并。作为此次更新的一部分，如果使用连续（DROP3D）颗粒求解器，项目视图中将不再显示蒸汽解文件。结冰步骤将直接从液滴或结晶解文件中提取蒸汽场域信息。只有在单独运行蒸汽模拟时才会输出蒸汽文件。此更新允许在利用粒径分布进行模拟时应用绝热壁面条件，因为绝热壁需要EID支持，而EID又依赖于蒸汽求解。

• 除冰功能增强

• 非定常除冰功能现在能够展示瞬态的积冰形态变化；
• 内部求解器迭代次数增加，以更好地收敛除冰时变热传导时间步长的边界条件，同步空气侧和冰侧的温度及热流。
• 除冰测试现在可以使用重启式冰层求解，以便模拟长时间关闭加热系统积聚冰层的情况，随后利用这些积冰作为重启条件来检验不同的除冰方案。

• 防冰更新。防冰工作流程现在将从干燥空气求解开始，以提取HTC和表面恢复温度。EID将用于HTC计算。

• CFX导入（测试版）。可以使用New Simulation按钮导入CFX .res文件，类似于导入.cas文件。将导入网格、流动求解及有限数量的设置，用于颗粒和结冰计算的空气解析。通常以CSV文件形式提供给CFX的材料属性（如Cp等）也可被导入。此功能目前处于测试阶段。

2 Fluent Aero

Fluent Aero允许在一个专门的Fluent应用程序客户端环境中探索飞机在从亚音速到高超音速等各种飞行条件下的气动性能。一个简化的工作流程引导用户创建一系列飞行条件或设计点的矩阵，其中单个和多个飞行参数（如攻角、马赫数、高度等）可以变化。Fluent中最常见的模型、求解器和收敛设置都采用了最新的最佳实践来调整外部气动问题，并在Fluent Aero的用户界面中可用。这样，模拟可以在一个快速且用户友好的环境中进行。

• 参数化后处理

• 参数化后处理功能在2024 R1版本中首次作为Beta功能引入，现已于2024 R2升级为正式发布。它目前是处理Fluent Aero结果的默认方法，并可在大纲视图的结果节点中访问。此次升级带来多项改进，旨在提升用户体验和分析CFD结果的效率。这些改进包括更简便的视图管理系统、可定制的图像保存选项以及一键保存所有设计点的图形结果并创建动画的能力。

• 气动提取工具(AET)

• 气动提取工具(AET)是一个自动化工作流程，旨在提取旋翼叶片性能特征并生成可用于定义Fluent虚拟叶片模型(VBM)中旋翼性能的翼型性能定义文件。该工具已得到改进，更好地支持具有大扭转角度的叶片截面。

• 自定义启动脚本

• 现在，您可以通过自定义启动脚本启动连接到Fluent Aero模拟的Fluent求解器。这种方式提供了高度的灵活性，允许根据特定计算机的需求或在更复杂的计算环境中（如集群、求解器等）指定任何启动选项。

• 雷诺数准则

• 用户现在可以在Airflow物理面板中将粘性模型设置为基于雷诺数。此选项允许指定两个雷诺数阈值，从而定义三种不同的流动状态：层流、转捩和完全湍流。层流模型将用于求解处于层流状态的任何设计点。对于落在转捩和完全湍流状态的设计点，可以指定两种不同的粘性模型。通过这种方式，可以根据远场或风洞入口的雷诺数在每个设计点指定适当的粘性模型。

• 湍流模型

• Spalart-Allmaras湍流模型已作为可选择的粘性模型添加到Fluent Aero中。
• Corner Flow Correction（角流修正）已作为可选选项添加到支持此功能的Fluent Aero所有可用粘性模型中。

• 气动系数：参数搜索：失速迎角（Beta）

• 参数搜索功能已扩展，现支持在特定几何形状和飞行条件下搜索失速迎角。该功能采用混合方法，在一定迎角范围内识别最大升力系数。具体步骤为：首先应用黄金分割法缩小搜索区间，随后使用二次插值法在该缩小区间内加速寻找局部最大值。找到的失速迎角可作为输入数据，用于STK Aviator中定义特定飞机的性能。

• 网格自适应（Beta）

• Fluent Aero的大纲视图中Solution下新增了Adaption节点。该功能采用多面体非结构化网格自适应（PUMA）技术，结合Combination Hessian Indicator，自动优化模拟的基础网格。通过多次自适应循环逐步细化基础网格，以揭示模拟中的关键流动特征、冲击波和尾流等，从而提升CFD计算的精度。Fluent Aero的自适应网格支持多个设计点，每个设计点均从相同的基础网格出发，并根据各自的设计条件和解决方案进行后续调整。这一功能有助于用户获得精确且与网格无关的解算结果，捕捉到仅凭基础网格局限条件下可能无法观察到的详细流动现象。

（完）