Ansys Fluent
功能
应用
案例
Ansys Fluent 流体仿真软件
Ansys Fluent 是业界领先的流体仿真软件,以其先进的物理模型和行业领先的分析精度著称。
NO.1 软件概览
Ansys Fluent 是全球排名领先的通用计算流体动力学(CFD)商业软件, 它采用 CFD 数值模拟技术,为全球范围内各个行业的工程师提供流体问题的解决方案,是当今全球应用范围广泛、功能强大的商业 CFD 软件。如今,全球数以千计的公司得益于 Ansys Fluent 这一工程设计与分析软件。
Ansys Fluent 让您有更多时间进行创新和优化产品性能。使用经过广泛应用验证的软件,您完全可以信赖仿真结果。借助 Ansys Fluent,您可以创建高级物理模型并分析各种流体现象——所有工作都在同一个可定制的直观空间中完成。
NO.2 适用领域
1.辐射传导热分析
2.声学与噪声分析
3.燃烧与化学反应分析
4.流固耦合分析
5.相变、多相流分析
6.用户自定义
NO.3 主要特征
1.顺畅的工作流程
通过面向网格划分和应用设置的流程化模板加快前处理和后处理速度。
Fluent 具有可定制的、基于任务的前处理工作流程,加速生成高质量的 CFD 网格。这些工作流程适用于”干净“ CAD 和”脏“ CAD 模型。简化的应用工作流程旨在帮助减少用户所需的点击次数和设置的窗口面板数量。这些工作流程包括多相流、电池、形状优化、空气动力学等。
2.电池模型
通过快速、准确的仿真提升您的电池设计和安全。电化学可用于老化和寿命预测。电池热管理和失控仿真可确保最佳性能和安全性。通过提取关键热特性,降阶模型(ROM)可以在几秒钟内来分析温度的变化。
3.电机冷却
实现更高功率、更高效率的设备,电机冷却至关重要。Fluent 可用于确定最合适的电机冷却路径。无论是自然冷却、水冷还是喷油冷却,都可以进行优化以确保不影响电机效率,并且不损坏磁铁。
4.湍流建模
多种湍流模型可供选择,您可针对应用场景选择最合适的模型。Fluent 提供了广泛的湍流模型,包括行业领先的广义k-ω (GEKO) 模型。GEKO 是一个革命性的概念,具有可调系数,可以根据不同的流动特性进行调整。
5.多相流
准确仿真多相流,包括气-液 、液-液、气-固、颗粒流甚至 DEM。当您从单相流应用转向多相流应用时,需要采用不同的建模手段,而 Ansys 能够充分了解您的需求。为了帮助准确预测这些具有挑战性的流动,我们提供了广泛的气体、液体、固体、颗粒流动甚至 DEM 模型,以便为您提供最准确的结果。
6.燃烧模型
准确的燃烧模型使您能够深入了解系统性能和流动现象。
准确的燃烧模型对于精确混合湍流、化学组分以及它们之间的相互作用至关重要。Fluent 可为您的燃烧应用提供准确且经过验证的反应流模型。
7.流固耦合
根据压力和/或热载荷准确预测流固耦合。解决您的流固耦合挑战,确保实现安全、可靠和经过优化的产品。Fluent 既可以独立解决 FSI 问题,也可以与 Ansys Mechanical 耦合,以进行最复杂的仿真。
联系电话:027-87878386
邮箱:market@ueotek.com
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Ansys Fluent 作为一款强大的计算流体动力学(CFD)仿真软件,应用领域十分广泛,以下是其主要应用领域:
航空航天领域
飞行器设计:用于模拟飞机、卫星等飞行器的外流场,分析其空气动力学性能,如升力、阻力、力矩等,帮助优化飞行器的外形设计,提高飞行效率和稳定性 。例如,在新型飞机的设计过程中,通过 Fluent 模拟不同机翼形状和机身结构下的气流流动情况,选择最优设计方案 。
发动机设计:对航空发动机内部的燃烧过程、气流流动以及传热传质进行仿真,优化发动机的燃烧室结构、喷管设计等,提升发动机的性能和可靠性,降低油耗和噪音。
汽车领域
汽车外形设计:模拟汽车在行驶过程中的外流场,分析车身表面的压力分布、气流分离情况等,以降低风阻,提高燃油经济性和车辆的稳定性。比如,通过优化汽车的前脸、后视镜、车尾等部位的设计,减少空气阻力,提升车辆的动力性能和续航里程 。
发动机舱热管理:对发动机舱内的冷却气流流动和散热情况进行模拟,确保发动机等关键部件在合适的温度范围内工作,提高发动机的性能和寿命,同时也有助于优化空调系统的性能 。
能源汽车电池热管理:针对新能源汽车的电池包,模拟电池在充放电过程中的热生成和散热过程,设计合理的冷却系统,确保电池的温度均匀性和安全性,延长电池的使用寿命 。/p>
能源领域
燃气轮机设计:用于燃气轮机的燃烧模拟、流场分析以及叶片冷却设计等,提高燃气轮机的效率和可靠性,降低维护成本 。
太阳能光伏系统:模拟太阳能电池板表面的气流流动和温度分布,研究其对电池板发电效率的影响,优化光伏系统的安装方式和散热设计,提高太阳能的利用效率 。
风力发电:对风力发电机的叶片进行流场分析,优化叶片的形状和结构,提高风能的捕获效率和发电功率,同时降低叶片的疲劳载荷和噪音。
化工领域
化学反应器设计:模拟化学反应器内的流体流动、传热和化学反应过程,优化反应器的结构和操作参数,提高反应效率和产品质量,降低生产成本。
化工管道系统:分析化工管道内的流体流动特性,如流速分布、压力损失等,优化管道的布局和尺寸,确保化工流体的安全、稳定输送,防止堵塞和泄漏等问题 。
电子设备领域
电子元件散热设计:模拟电子元件如芯片、散热器等的散热过程,优化散热结构和材料,提高电子设备的散热性能,防止过热导致的性能下降和故障,确保电子设备的可靠性和稳定性 。
数据中心冷却:对数据中心的空调系统和气流组织进行模拟,优化冷却方案,提高冷却效率,降低能耗,确保数据中心内的服务器等设备在合适的温度和湿度环境下运行 。
生物医学领域
人体血液循环系统模拟:通过建立人体血管的三维模型,模拟血液在血管内的流动情况,研究心血管疾病的发病机制,评估医疗器械如血管支架、心脏起搏器等对血液流动的影响,为心血管疾病的诊断和治疗提供依据 。
呼吸过程模拟:模拟人体呼吸道内的气流流动和气体交换过程,研究呼吸疾病的病理生理机制,优化呼吸治疗设备的设计,如呼吸机、雾化器等,提高治疗效果 。
海洋工程领域
船舶设计:分析船舶在水中的航行阻力、兴波特性以及螺旋桨的水动力性能等,优化船舶的外形和推进系统设计,提高船舶的航行速度和燃油经济性,降低噪音和振动 。
海洋平台设计:模拟海洋平台周围的水流场和波浪载荷,评估平台的稳定性和安全性,优化平台的结构设计,确保其在恶劣海洋环境下的可靠运行 。
建筑环境与设备工程领域
建筑物通风与空调系统设计:模拟建筑物内的气流组织和温度分布,优化通风和空调系统的布局和运行参数,提高室内空气质量和热舒适性,降低能耗 。
火灾与烟雾模拟:在建筑火灾安全研究中,模拟火灾发生时的烟雾流动和扩散情况,评估建筑物的防火性能和疏散通道的安全性,为火灾预防和应急救援提供科学依据 。
作为光伏发电最为重要的设备,光伏面板及组件的市场竞争越来越激烈。光伏面板在实际使用过程中,不同的地区所受的太阳照射强度不一、常年的季风风向和角度不一,导致光伏面板及组件需要在应对不同地区的工作条件时确保可靠性和稳定性。Ansys 流固耦合方案可以完美地满足该产品研发的仿真需求。
客户简介
通威太阳能是中国 500 强企业通威集团有限公司旗下品牌,深度切入太阳能发电核心产品的研发、制造和推广。目前电池年产能超过 90GW,连续 7 年成为全球产能规模和出货量最大,盈利能力最强的太阳能电池企业。产业包括高纯晶硅、太阳能电池、高效组件和渔光一体等。组件形成了五大技术优势,具有更低的工作温度、优越的载荷能力、更高的转换效率、优异的弱光性能、卓越的抗 PID 能力。目前借助 Ansys 继续扩大组件的技术优势,保证市场的领先地位。
挑战和需求
通威太阳能在光伏组件产品开发过程中,光伏面板在不同地区收到的太阳辐射不同,导致了面板温度的不确定。
由于光伏项目通常在光照较好的空旷地区,所以面板组件通常受到较强的风力影响,这对组件支撑结构的受力变形提出了较高要求。
通过仿真模拟手段对不同材料、不同组件结构进行虚拟实验,获得满足标准强度要求的产品方案。
解决方案
通威太阳能组件部门通过 Ansys Fluent 对光伏面板及组件进行流场模拟,得到某地区光照和风力条件下的温度场、速度场分布,获得了面板组件的温度分布、风压载荷。
在 Ansys Workbench 仿真平台中,通过 Ansys Mechanical 与 Fluent 耦合,分析了在光照、风载、自重等多重影响下的光伏组件结构强度,得到了不同方案对应的结构应力、变形等。
通过模拟结果与实验对比,减少实际产品开发中的实验次数,加速开发周期,节约开发成本。
相关Ansys软件
·Ansys Mechanical
·Ansys Fluent
·HPC
最终成果
利用 Ansys 结构流体仿真软件,我们在组件产品开发中对新产品的不同材料和不同结构进行方案的评估和虚拟测试,筛选出最优方案。通过模拟与实验对比结果,确定了我们内部的仿真流程和标准,在新产品开发中利用模拟替代实验,节约了风洞实验成本数十万,缩短 20%的产品研发周期。