Решатели гидрогазодинамики общего назначения

Технология ANSYS CFD открывает доступ к хорошо известным программным продуктам ANSYS FLUENT и ANSYS CFX. Это основные продукты для задач гидрогазодинамики общего назначения, предлагаемые компанией ANSYS, Inc.

Оба решателя разрабатывались в течение десятилетий независимо друг от друга и обладают несколькими существенными отличиями, несмотря на некоторые схожие черты. Оба модуля основаны на методе контрольных объемов, дающем высокую точность, и используют решатель по давлению, что позволяет применять эти продукты для решения широкого круга инженерных задач. Основные отличия состоят в способе интегрирования уравнений течения жидкостей и в стратегиях решения уравнений.

Решатель ANSYS CFX использует сетку конечных элементов (числовые значения в узлах сетки), схожую с теми, что используется в анализе прочности, для дискретизации области. В отличие от ANSYS CFX, решатель  ANSYS FLUENT использует сетку конечных объемов (числовые значения в центрах ячеек). В итоге оба подхода формируют уравнения для конечных объемов, которые обеспечивают сохранение значений потока, что является необходимым условием для точных решений задач гидрогазодинамики. В ANSYS CFX особый упор сделан на решение основных уравнений движения (сопряженная алгебраическая сетка), а ANSYS FLUENT предлагает несколько подходов к решению (метод на основе плотности, расщепленный метод на основе давления, сопряженный метод на основе давления). Оба решателя содержат в себе самые ценные возможности физического моделирования для получения максимально точных результатов.

 

ANSYS CFD-Post предоставляет мощные количественные и графические возможности постобработки и создания отчетов

 

Модуль ANSYS CFD является высокомасштабируемым. Время разработки продукта может быть сокращено благодаря функции высокопроизводительного расчета ANSYS CFD HPC. Она позволяет делать расчеты больших моделей на параллельных расчетных кластерах. Линейная масштабируемость была продемонстрирована на более чем тысяче процессоров.

На создание решателей ANSYS для течений жидкостей и газов потрачено более тысячи человеко-лет исследований и разработок. Эти усилия выгодно отличают программные продукты ANSYS от конкурентов благодаря опыту, надежности, широкому набору продуктов и максимальной аналитической глубине. Решатели для гидрогазодинамики компании ANSYS широко используются компаниями по всему миру.

Специализированные инструменты для анализа жидкостей и газов

Гибкость и общеприменимость решателей важны, но иногда они не требуются для решения конкретных специализированных задач. В дополнение к инструментам для решения задач гидрогазодинамики общего назначения ANSYS предлагает узкоспециализированные решения для анализа жидкостей и газов. Эти решения часто называют вертикальными приложениями из-за способа интеграции всех шагов системы анализа специфического типа в программный модуль. Технологии ANSYS предлагают специфические отраслевые функции и терминологию.

 

Контуры давления на внешних поверхностях вертолета, находящегося в режиме зависания

 

Турбомашиностроение - один из самых удачных примеров вертикально интегрированной задачи анализа жидкостей и газов, поскольку геометрии и физические процессы во всех областях вращающихся машин схожи. Технология ANSYS для турбосистем включает в себя специализированные инструменты для работы с геометрией и сеткой, а также специализированные модели.

В конечном итоге пользователи могут создавать собственные вертикальные приложения в рамках продуктов моделирования жидкостей/газов общего назначения. Модуль ANSYS CFX предлагает настраиваемый мастер установок и язык описания; ANSYS FLUENT - определяемые пользователем функции.

Совместно с инструментами написания сценариев, доступными во всех приложениях ANSYS Workbench, они могут быть использованы для создания специализированных вертикальных приложений. Не редки случаи, когда аналитический отдел создает подобное вертикальное приложение, которое используется и в конструкторском отделе. Основное преимущество такого подхода - повторяемое с высокой точностью управление процессом моделирования и, следовательно, контроль качества любых гидрогазодинамических процессов.

Преимущества решений компании ANSYS для моделирования жидкостей и газов

Технология анализа течений жидкостей и газов компании ANSYS позволяет выполнять глубокий анализ механики жидкости во многих типах изделий и процессов, что дает возможность не только снизить необходимость дорогостоящих прототипов, но и получить исчерпывающие данные, которые не всегда доступны при проведении экспериментальных исследований. Моделирование жидкостей и газов может служить дополнением к физическому эксперименту. Некоторые разработчики используют моделирование для анализа новых систем перед принятием решения о том, какие эксперименты проводить и в каком количестве. Во время поиска неисправностей вызывающие трудности задачи решаются быстрее и точнее, поскольку анализ гидрогазодинамики выделяет не только следствие неисправности, но и ее причину. Во время оптимизации конструкции нового оборудования за короткий промежуток времени можно выполнить много аналитических вычислений типа «что-если». Результатом этого становится лучшее соответствие продукта, увеличенная производительность, надежность. ANSYS продолжит внедрять инновации в свои разработки, чтобы пользователи могли заменить традиционные капиталоемкие процессы разработки на процесс разработки продукта, на основе инженерных расчетов.