仿真学习 | Fluent版本迭代一览及选择指南

    在计算机辅助工程（CAE）领域，软件版本的更新迭代，影响了工程师的工作效率、工作习惯和仿真精度，“如何选择软件版本”也永远是摆在每个初学者面前的第一个难题。

    计算流体动力学（CFD）领域的领军软件Fluent，在过去五年中进行了多次更新，每个版本都各有侧重地进行了性能、功能、界面等不同纬度的优化。本文将系统地探讨Fluent近五年的重大版本变迁，重点解读每次升级带来的技术创新、功能差异、性能优化，及这些变化对用户的实际使用体验产生的影响，以帮助同行们在选择和使用CFD工具时，按需做出更明智的决策。

∙ 新的开始页面提供对用户最近使用文件的快速访问及链接；

∙ 允许使用表达式指定边界条件和源项；

∙ 计算过程中有新状态栏；

∙ 支持各种操作的拖放；

∙ 对象定义可导入 / 导出；

∙ 可编辑表面定义；

∙ 文本命令自动完成；

∙ 用户界面可使用日语。

    基于 CFL 条件的自适应时间步进、LES 模拟的 NITA 加速、变密度流动优化、混合湍流 Rans 更新、基于流动时间间隔的监测。

    流体域与固体域之间默认映射方法改为隐式映射。

    改进扩大蒙特卡罗辐射法在照明和光学系统中的应用，提高计算效率，可在内部半透明耦合壁面上指定非零扩散分数，太阳荷载模型可与蒙特卡罗模型一起使用，允许计算网格中包含完全重叠的映射非保形网格 interface。

    用户可以在ANSYS Fluent与Funcitonal Mock-up Unit（FMU）文件之间实现联合仿真。

     注：FMU 是 FMI 建模的文件类型，常用于系统仿真建模中

∙ 用户可以通过选择图形窗框中的边界快速设置边界条件；

∙ 重新设计了创建平面的 Plane Surface 对话框，使其更易于使用；

∙ 改进了 Point Tool 对话框，允许用户快速且容易地在图形窗口中识别所需的目标点的位置；

∙ 改进了 Fluent 启动界面；

∙ 用于设置残差标准的 Residual Monitors 对话框进行了简化；

∙ 用户可以选择指定一个空闲超时，当空闲时间达到设定值时，ANSYS ∙ FLUENT 会话将关闭；

∙ ANSYS Fluent 界面目前已包含中文版与韩文版；

∙ 模型树中某些操作的慢 / 不响应问题已经修复，现在用户可以在图形窗口中利用 shift + 拖动鼠标左键来框选多个对象。

∙ Workbench 中的 Fluent 在新版本中默认使用通用流体格式（CFF），新文件格式拥有比旧版更好的性能；

∙ 导出为Common Fluid Format-Post的与单元相关的数量时，仅导出单元中心的值；

∙ 默认情况下 CGNS 导出 HDF5 格式的求解数据，可在 Windows 计算机上导出单文件容量大于 2GB 的文件；

∙ 无论是 HDF5 还是 ADF 格式，导出 CGNS 结果数据都要快得多；

∙ 以 CDAT for CFD-Post 和 EnSight 格式导出的结果数据将始终包括传统 (.cas) 格式的 case 文件；

∙ 在图形用户界面 (GUI) 中运行 Fluent 时，具有多个区域的 case 文件的读取和写入速度更快；

∙ 默认通用流体格式 (CFF) 的数据文件读取速度更快。

∙ 可以在单个图形窗口中嵌入一个或多个图形窗口，以创建用于监控求解进度的图表；

∙ 深色主题为Fluent提供了一种现代的外观；

∙ ANSYS Fluent支持在4K监视器上渲染；

∙ Fluent 智能处理图形窗口。

∙ 新版本对图形窗口工具栏进行了重新组织；

∙ 直接在图形窗口中显示剪切平面，并同时显示剪切平面的空间坐标轴，用户可以直接在图形窗口中操纵剪切平面；

∙ 网格划分和网格更新过程中，在 Fluent 窗框底部会显示相关消息与进度条；

∙ 新版本中可以读取和写入通用流体格式（.msh.h5）的网格文件；

∙ 新版本中可以使用 +/- 图标来显示 / 隐藏高级选项；

∙ 几何区域将不再使用 “geom-” 前缀，转而使用 “origin-” 前缀；

∙ 几何标签将不再使用 “object” 前缀。

    前处理性能提升，针对含有大量计算域的问题，在各种命令执行、图形显示以及读写方面都有全面改进，对于含有 10000 个以上计算域或边界的问题，速度可提升 5-6 倍。

    容错几何网格流程中增加部件替换选项，可增加、移除或替换模型中的几何对象，无需对整个模型重划网格，功能支持所有类型网格，能在面网格和体网格两个级别实现部件替换。

    添加边界层任务增加后处理方法，当相邻计算域之间边界层分辨率不同时，可选择 Continuous 非一致连接，改善边界层区域厚度一致性。

    表达式功能增强，可使用 Reduction Function 获取自定义面上的数据，若模型中包含多孔介质域，同样适用。

∙ 在其经过验证的求解器基础上改进工作流程，同时不会影响准确度，实现了全新的 ANSYS Fluent 用户体验。ANSYS Fluent 的完整单窗口解决方案可加速和简化每个仿真步骤；

∙ 基于任务的并行处理工作流程现在可用于生成支持 Mosaic 的 Poly-Hexcore 网格，最高可实现 10 倍提速，这样用户就能在更短的时间内完成更多仿真；

∙ 可缩短仿真求解时间，应对氢价值链中的可持续性挑战，并构建自定义工作流程。fluent multi - gpu 求解器可减少仿真求解时间、硬件成本和功耗。

∙ 支持额外的求解设置和物理特性，在 PyFluent 的扩展方面取得进展，实现更深度的自动化和整合，针对 Fluent 2023 R1 引入的参数化设计优化和形变能力，性能和报告方面都进行了改进；

∙ License Pro 版本中现在可以进行瞬态模拟。Aero 模块目前只能在Enterprise 版本中使用。

Fluent Launcher改进：

∙ 选项卡总是可见；

∙ 工作目录指定移到 Home 选项卡；

∙ Recent Files 列表功能增强；

∙ 鼠标悬停在工作区名称上可看到描述；

∙ learn resource 移到 Help 按钮下；

∙ 双击 Modified Settings Summary 表中的设置可打开相应对话框或任务页；

∙ 现在可以通过图形窗口中的右键单击关联菜单创建报告定义；

∙ 嵌入式窗口仪表板可存为对象；

∙ 点创建可通过启用 TUI 命令使点捕捉到域中最近的有效位置。

自动保存 ：

∙ Autosave功能保存的 case 和 data 文件现在默认保存到工作目录中。