Fluent软件功能概述
本文摘要：（由ai生成）
Fluent是强大的流体仿真软件，支持非结构化体积网格生成和复杂流动模拟，包括多种流场、网格类型、流体状态和化学组分反应等。它提供三种许可级别（Enterprise、Premium、Pro），控制功能和特性的可用性。Fluent适合复杂几何形状中的流体流动仿真，支持并行求解器。ANSYS还提供其他求解器如CFX、Icepak和Polyflow，以应对不同流动状态和物理模型。
在Meshing模式下，Fluent 能够作为一个强大的非结构化体积网格生成器运行。而在Solution模式下，Fluent 允许模拟以下内容：
二维平面、二维轴对称、二维带旋转的轴对称以及三维流场 四边形、三角形、六面体、四面体、楔形体、金字塔、多面体及混合网格上的流场 稳态或瞬态流场 不可压缩或可压缩流场，涵盖所有速度范围（低速亚音速、跨音速、超音速和高超音速流） 无粘流、层流和湍流流场 牛顿流体或非牛顿流体 理想气体及真实气体 传热，包括强制对流、自然对流及混合对流、共轭（固体/流体）传热及辐射 化学组分混合与反应，包括均相和非均相燃烧模型以及表面沉积/反应模型 气液、气固和液固流的自由表面及多相模型 分散相（颗粒/液滴/气泡）的拉格朗日轨迹计算，包括与连续相的耦合及喷雾建模 空化模型 使用相变模型的熔化/凝固 具有各向异性渗透率、惯性阻力、固体热传导和多孔面压力跃变条件的多孔介质 风扇、泵、散热器和热交换器的集总参数模型 用于预测流动诱导噪声的声学模型 惯性（静止）或非惯性（旋转或加速）参考系 利用多参考系（MRF）和滑移网格选项的多个运动参考系 混合平面模型模拟转子-定子相互作用、扭矩转换器及其他类似涡轮机械应用，并提供质量守恒和旋转守恒选项 具有运动和变形网格区域的动网格模型仿真 质量、动量、热量和化学组分的体积源项 使用材料属性数据库的仿真 利用伴随求解器或网格变形器/优化器对设计进行修改或优化的仿真 用户自定义函数定制的仿真 与 GT-POWER 和 WAVE 的动态（双向）耦合 使用以下附加模块的仿真： 电池模块 连续纤维模块 宏观颗粒模型 (MPM) 模块 燃料电池模块 磁流体力学 (MHD) 模块 群体平衡模型 Fluent 结冰模拟
Fluent 提供了三种不同的许可级别，这些级别能够控制上述功能和特性的可用性。以下是这些许可级别的概述，请参见表1.1获取更多详细信息：
Enterprise—完全访问所有 Fluent 网格生成和 Fluent 求解器功能。此外，此许可级别还提供了对以下软件的访问权限：CFX、Chemkin、Reaction Workbench、Energico、SpaceClaim、Discovery Modeler、ICEM CFD、Meshing、EnSight Enterprise、DesignXplorer、Forte、Polyflow、TurboGrid、FENSAP-ICE、模型燃料库、Fluent Workspace以及 Fluent 本地 GPU 求解器。
Premium—完全访问所有 Fluent Meshing和 Fluent Solution功能。此外，此许可级别还提供了对以下软件的访问权限：CFX、SpaceClaim、Discovery Modeler、ICEM CFD、Meshing、EnSight Enterprise、DesignXplorer、Forte、TurboGrid 和 Polyflow Pro。
Pro—访问 Fluent 网格生成中的watertight网格工作流程以及访问 Fluent Solution的有限功能集 合，允许求解不可压缩和可压缩的稳态和瞬态单相湍流、非反应流以及传热问题。此外，此许可级别还提供了对以下软件的访问权限：Meshing 和 Polyflow Pro（包括用于 Polyflow 后处理的 CFD-Post）。
重要：如果需要在 Pro 许可下指定环境变量，则必须在启动 Fluent 之前在系统上定义环境变量。
”
表1.1 不同授权级别下的Fluent功能
| 功能 | Pro | Premium | Enterprise |
|---|---|---|---|
| CAD导入 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 稳态流动与传热（不包括辐射） | ✓ | ✓ | ✓ |
| 压力基耦合与分离求解器 | ✓* | ✓ | ✓ |
| 基本湍流模型 - inviscid, laminar, k-epsilon, k-omega (standard 和 SST) 以及 Spalart-Allmaras | ✓ | ✓ | ✓ |
| HPC：包含4个HPC核心，可通过HPC授权访问额外核心 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 固体中的共轭传热（CHT） | ✓ | ✓ | ✓ |
| 多孔介质（各向同性、正交各向异性和锥形） | ✓ | ✓ | ✓ |
| 流体状态模型：不可压缩、可压缩（理想气体），Boussinesq 近似，非牛顿流体 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 旋转参考系，多参考系（无周期性界面） | ✓ | ✓ | ✓ |
| Inert 及 Massless 颗粒跟踪 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 2D 风扇模型 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 多流混合（多种不反应的组分） | ✓ | ✓ | ✓ |
| Fluent Meshing：包含多面体、Poly-Hexcore 与 Mosaic 技术、四面体和棱柱的密封网格工作流程 | ✓ | ✓ | ✓ |
| Fluent的设置与后处理，包括报告 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 参数及表达式 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 参数研究的并发设计点更新 | ✓ | ✓ | |
| Workbench 基础 | ✓ | ✓ | |
| Fluent 批处理求解 | ✓ | ✓ | |
| Fluent Meshing：并行网格划分与容错网格划分 | ✓ | ✓ | |
| 物理：瞬态流动 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 物理：高级湍流模型 | ✓ | ✓ | |
| 物理：密度基求解器，伴随求解器，用于流体驱动固体运动的6自由度求解 | ✓ | ✓ | |
| 物理：多相流包括自由表面、空化、相变模型、薄膜模型、向/从颗粒的转变、沸腾模型、表面张力、反应机制、颗粒模型以及稠密颗粒耦合（DDPM） | ✓ | ✓ | |
| 物理学：完整颗粒追踪，包括破碎、聚结、侵蚀、蒸发、薄壁膜、反应及宏观模型 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：燃烧与反应流，包括污染物/烟灰建模、FGM 和有限速率燃烧模型、渗漏冷却模型 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：壳传导传热 | ✓ | ✓ | ✓ |
| 物理学：热辐射模型，换热器模型 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：真实流体特性（例如，蒸汽、低温流体） | ✓ | ✓ | |
| 物理：周期性界面，包括混合平面和螺距变化的涡轮界面 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：涡轮机械叶片颤振分析与叶片膜冷却模型 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：动网格、重叠网格和网格自适应（包括多面体非结构化网格自适应） | ✓ | ✓ | |
| 物理学：声学 | ✓ | ✓ | |
| 物理学：电化学与电池模型 | ✓ | ✓ | |
| 本地GPU求解器 | ✓ |
在Pro级许可下，对于稳态问题，仅支持耦合的压力-速度耦合格式；而对于瞬态情况，则仅支持 SIMPLE 压力-速度耦合格式。
Fluent 非常适合在复杂几何形状中进行不可压缩和可压缩流体流动的仿真。Fluent 的并行求解器能够在同一台计算机或多台网络中的不同计算机上的多个处理器上计算非常大网格的情况。ANSYS 还提供了其他求解器来应对不同的流动状态并结合替代物理模型。ANSYS 的其他计算流体动力学程序包括 CFX、Icepak 和 Polyflow。
注：本文内容取自Fluent Getting Started 1.2节。
