SIMULIA XFlow

新一代計算流體力學軟體

傳統的流體力學軟體需藉由網格離散化後進行計算,而模擬結果非常的倚賴網格的品質,因此工程師需要花多數的時間於調整網格品質。如今,XFlow不再需要進行網格切割,他使用粒子佈點的方式進行離散化,並且具有自動適性調整離散的尺度,提高了靠近壁面的佈點數量以及動態的適應強梯度的存在,並隨著流動的發展改善尾流佈點。這些突破使得XFlow能夠在工程、設計、科學和建築領域簡單的處理傳統的複雜CFD問題,並具有模擬氣體和液體流動、熱量和品質轉移、移動體、多相物理學、聲學和流體結構作用的能力。
XFlow無網格流體力學分析

軟體環境

XFlow為用戶提供了獨特而新穎的界面和工作環境。從前處理器、求解器到最後的後處理器皆在相同的UI環境中。UI佈局完全可配置,可移動工作區窗口和選項可使用預設顯示設置。

前處理

基於粒子離散方式,只要XFlow定義了連貫的流體空間,移動的體積以及複雜的幾何不再是XFlow的計算限制。因此可保留完整的幾何樣貌不需再做簡化。
XFlow無網格流體力學分析 XFlow無網格流體力學分析

後處理

XFlow提供用戶於分析階段也可以觀察模擬狀況,並且提供導出到ParaView和EnSight Gold等第三方應用程序進行額外處理的工具。

過程時間:2500萬個佈點計算示例

XFlow大大減少了前處理的處理時間以及初始的離散化時間。並提供用戶優化工程和計算時間成本的平衡。

XFlow無網格流體力學分析

 

行業應用

汽車工業

XFlow_automotive
空氣動力模擬
XFlow能夠計算複雜幾何的氣動負載,包括轉動的車輪以及其他運動部件。通過與外部多體動力(MBD)軟件的聯合仿真,可以分析超車或動態系統。

噪音模擬
降低空氣動力的噪音式汽車行業面臨的主要挑戰之一。XFlow能夠直接進行噪音模擬並計算壓力播傳播。

空氣動力模擬
XFlow的自由液面求解器允許用戶執行水流管理分析,例如雨室內的水流動、加油過程、裝水箱的晃動以及汽車涉水的模擬。XFlow也可透過co-simulation與Abaqus模擬流固耦合。

內流場
通過簡單的工作流程,使用XFlow可以輕鬆模擬汽車駕駛室內的空氣流動或內部空氣循環。 基於粒子的離散方法避免了耗時的傳統網格劃分過程,並且能夠執行許多複雜的、任意移動的幾何形狀和多孔介質的分析。

動力系統流場模擬
使用者可以透過XFlow進行動力系統的潤滑應用模擬分析,也可進行通過旋轉軸模擬質量流量的分配,以及通過多相求解器精確求解任何兩種不混溶流體之間的相互作用,從而預測齒輪扭矩。

溫度場模擬
透過XFlow可進行車輛內部加熱模擬、空調模擬以及通風模擬。

航空航太

XFlow_Aeronautics
空氣動力與流體狀態模擬
XFlow可以進行飛機的跨音速或是超音速模擬,並進行襟翼展開動力學模擬、起落架展開模擬、渦輪風扇或直升機槳葉旋轉模擬以及其他飛行操縱甚至是失速情況的模擬。XFlow也可透過co-simulation與Abaqus模擬流固耦合。

溫度場模擬
XFlow內建的熱模型可以用來模擬飛機機艙中的加熱,通風和空調系統。

製造工業

XFlow_Manufacturing
風扇與混合器模擬
XFlow可以輕鬆模擬化工行業的攪拌器和混合器,水處理廠甚至家用設備。 它解決了包括表面張力在內的不相溶流體的單相和雙相流動。針對風扇的部分,XFlow可以用於模擬食寄旋轉的風扇或簡化的風扇邊界條件來進行建模。

噴嘴模擬
XFlow模擬流體將流體粒子化以追蹤液滴飛濺的軌跡以及區域。

閥門和泵模擬
XFlow能夠指定一個法則來模擬施加在閥門上的彈簧力。離心泵或排量泵的設置和仿真非常簡單,適用於工程師希望詳細分析系統瞬間動態特性的完整週期或意外事件。

溫度場控制模擬
XFlow的共軛傳熱模型解決固體內部的傳導問題,並模擬例如外部熱流動如何影響固體內部的溫度分佈。對於電子元件靠近熱源放置的製造應用,輻射的貢獻是非常重要的。XFlow提供了一個表面到表面的輻射模型,其中可以指定每個表面的輻射係數,以便解決全局熱分析中每個表面的貢獻。

多項流模擬
XFlow使用戶能夠在不同的密度和粘度比率下解決兩種流體在不同尺度下的相互作用,並應用在氣泡生成、流體混合、潤滑以及流體霧化。

非牛頓流體模擬
高度粘稠的非牛頓流體(例如熔融塑料,模製品,化學混合物,牙膏)在許多工業應用中是常見的。這些流體的複雜流變特性可以於XFlow中進行設定。

能源發電

XFlow_Energy
風力發電模擬
在XFlow的虛擬風洞中,可以很容易地分析風力渦輪機的非穩態氣動特性。葉扇可以自由旋轉,或是由於風力的作用使風扇強制運動。XFlow可以評估渦輪機的效率,預測葉片上的載荷,尾流紊流強度或風電場中的干擾效應。

水力發電模擬
多體動力學可以耦合到自由液面分析。例如,從海浪中提取能量的裝置是被允許運動的。

太陽能模擬
太陽能集熱器上的負載可以很容易地模擬。 XFlow可以提供平均壓力分佈和最大和最小峰值負載的瞬態數據。

船舶工業

XFlow_Marine
流體動態模擬
XFlow為自由液面模擬提供了一個虛擬水流模塊。它可以用來分析船體周圍的流動,預測它們的阻力,耐波性,構件上的載荷以及水面和水下船隻的動態物件。對於帆船,XFlow的多相求解器允許船上的水動力分析和帆上的空氣動力學分析同時進行。

建築土木

XFlow_Civil
外流場模擬
XFlow模擬建築物、橋樑和其他土木結構的風荷載,分析它們周圍的空氣流動以及其外牆上的壓力分佈。

內流場模擬
XFlow可以用來模擬室內空間的采暖,通風和空調系統。由於XFlow的粒子佈點離散方式,XFlow非常適合模擬室內空間中的灰塵顆粒的輸送。

水流控制模擬
XFlow能夠模擬真實的水道、大壩破壞、海嘯災難、在橋樑樑柱周圍的水流以及道路基礎設施中的情況。水中的污染物擴散也可以用XFlow來分析。