当midas NFX遇上CFD

今天是2020年阳历最后一天，这一年我们都经历了太多太多，今天给大家整点轻松愉悦的，今天的整篇推文将以NFX的CFD功能为主，希望为大家的2020画上圆满的句号。

midas NFX作为MIDAS自主开发的一款全中文的有限元分析软件，不仅能够实现结构分析的诸多功能，在CFD分析领域也能实现工程中的绝大多数需求。实际上，NFX的CFD求解功能只是NFX软件的一个模块，并不是独立的软件，NFX将结构求解器和流体求解器很好地集成在一起，所以一体化程度非常高。

目前NFX在CFD领域能够解决的问题包括：一般流体流动、传热、多相流、颗粒流动、组分传输、动网格、流固耦合。

主要是处理一些单相流体的流动的问题，包括气体（如空气）、液体（如水）的流动，可考虑分析过程可以考虑多孔介质，可压缩和不可压缩流体，稳态和瞬态的流动。

管道流量分析

叶轮转动的流场分析（MRF）

CFD传热用于考虑流体流动过程中的热传递，同时支持流体和固体的共轭传热。相比于结构分析中的热传递功能，其优势在于无需人为输入热对流换热系数，通常这个系数也是比较难确定的。

LED灯具自然对流

一般流体流动主要用于分析单相流体的流动，当流体分析域中存在多相的环境时，就需要使用多相流分析，例如当水和空气共存的时候。在CFD中，多相环境一般是指气体和液体，或者不相容的液体和液体（如油和水）。多相流分析在水利工程中应用尤其广泛。

喷嘴喷射

晶圆表面清洁

波浪中的小船

气泡在水中的上升

颗粒流主要用于追踪固体颗粒或液滴在流体当中的运动，NFX中分析颗粒流主要使用DPM（Discrete Phase Model）模型。液滴或固体颗粒称为离散相，流体称为连续相。

物料填充

旋风除尘器

液滴收集

组分传输用于分析气体混合物或者液体混合物的扩散，区别于多相流的是，多相流往往具有非常分明的界面，但是组分传输中的几种物质往往相互交融在一起，例如CO在空气中的扩散，酒精在水中的扩散。

燃气混合

污染物扩散

前面的分析问题中，流体分析域的边界都是固定不变的，但是如果流体边界发生改变呢？比如风扇的旋转过程。此时就需要应用到动网格分析，在NFX中实现动网格分析可借助移动参考系（MRF）、滑移网格、网格变形、移动参考系等多种方式。这四种方式计算量依次增加，但是工程问题的覆盖面也是依次增加的。

旋转机械转动过程（滑移网格）

水箱晃动（网格变形‍‍）

机器人清洁过程（重叠网格）

流固耦合顾名思义就是将流体求解器和结构求解器进行耦合求解的功能。流体求解器求解的流场的结果，如速度、压力、温度、混合物浓度等；而结构求解器求解的结构的应力和变形。在NFX软件中，结构和流体的求解功能是集成在一个界面中，因此能够保持非常高效的可操作性。

流固耦合分为单向流固耦合和双向流固耦合，单向耦合只是将流场的数据（如压力、温度）传递给结构，而双向耦合不仅流场的数据传递给结构，同时结构的变形也会影响流场，此时数据是双向传递的。

桥梁的抗风分析（单向耦合）

太阳能板的抗风分析（双向流固耦合）

以上便是关于midas NFX CFD的总体功能介绍，当然也只是部分的案例展示，希望能给大家带来一些启发，有兴趣的工程师可以联系我们的工作人员。欢迎大家加群 交流。

最后，这里要特别感谢台湾公司的jim老师提供的诸多素材。jim作为MIDAS公司的流体分析专家，具有非常丰富的实际项目经验，大家如果有相关相关需求，可以通过我们找他。

好了，马上就是2021年，祝愿大家在2021年都有一个新的提升，我们也会持之以恒地为大家提供学习资料。

惟愿和顺致祥、幸福美满！