Fluid Dynamics Engineer

在現今競爭激烈的市場中,企業面臨著縮短開發週期與降低成本的雙重挑戰。傳統「先設計、後分析」的孤島式流程,往往導致產品在後期實體測試時才發現問題,造成可觀的重工成本。

Fluid Dynamics Engineer (FMK) 是 3DEXPERIENCE 平台上專為設計師與工程師打造的計算流體力學 (CFD) 角色。它將流體與共軛熱傳 (CHT) 模擬無縫整合於 CAD 與 PLM 工作流程中。透過直覺的引導式介面與自動化網格技術,讓即便是沒有深厚 CFD 背景的工程師,也能在原生 3D 環境中快速驗證設計、探索最佳化方案。結合強大的雲端高效能運算 (Cloud HPC),FMK 能幫助您的團隊從容應對複雜的多物理場挑戰,確保產品品質並搶佔市場先機。

優勢

模擬驅動設計,加速產品上市

讓模擬評估提前至設計初期,透過軟體內建的最佳化工具快速篩選數百種設計替代方案,大幅減少反覆修改次數與昂貴的實體打樣成本。

零斷點的 CAD 與 PLM 協同整合

完全相容 SOLIDWORKS 與 CATIA 原生幾何。在單一整合環境內,任何 3D 模型的修改都會自動觸發模擬設定與網格的同步更新,徹底免除轉檔失真與重工困擾。

彈性雲端運算,大幅降低 IT 成本

突破本地端硬體設備的限制。平台支援彈性擴充的雲端運算服務,企業無須投入巨資建置與維護高階 IT 基礎設施,即可在短時間內解算高複雜度的大型模型。

單一授權,無縫串聯多重物理場

支援 SIMULIA ULM (Unified Licensing Model) 統一授權模式,隨需調配運算資源。不僅能計算流場,流體分析結果更可直接與結構、電磁角色串聯,實現一體化的多物理場與多尺度協同模擬。

特點

引導式操作與幾何理想化(Guided UI & Geometry Idealization)

內建直覺的「助理面板」一步步引導模擬流程,並提供強大的幾何修復工具。能自動萃取複雜的內部管路或外部空氣動力學流體域(Fluid Volume Extraction),大幅減少前處理時間。

高效自動化網格生成(Automated Hex-Dominant Meshing)

採用領先的「貼體六面體主導網格」技術,自動捕捉幾何特徵並生成邊界層。即便是包含數百萬網格的大型複雜組件,也能在幾分鐘內完成高品質劃分,兼顧求解精度與速度。

參數化設計與自動探索(Parametric Design Study)

運用實驗設計(DOE)框架,工程師可自動評估各種幾何尺寸與邊界條件組合。系統能快速找出流量分佈最均勻、熱管理最佳、壓降最小的最佳化設計。

強大的物理結果後處理(Physics Results Explorer)

提供高效能視覺化引擎,即時產出 3D 流線圖、等溫面圖及 XY 歷程曲線。支援「並排對比(Side-by-side comparison)」功能,讓您直覺比較不同設計方案間的關鍵效能指標(KPI)差異。

求解技術與分析能力

FMK 核心搭載經過業界廣泛驗證的 3DSFlow 求解器,基於有限體積法(Finite Volume Method)與 RANS/URANS 架構,提供廣泛且深度的物理覆蓋範圍。

 
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流場模擬

流動狀態

穩態(Steady)與暫態/非穩態(Transient)、層流與亂流,具備智能近壁面處理模型。

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流體特性

流體特性

不可壓縮與可壓縮流(次音速、穿音速、超音速),支援牛頓與非牛頓流體。

🌡️
熱傳遞

進階熱傳遞(Conjugate Heat Transfer)

精確模擬固/流耦合散熱、固體熱傳導,並支援太陽輻射及表面對表面輻射效應。

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複雜流體

複雜流體物理量

涵蓋多相流(VOF)、多成分混合流(Multi-species)以及粒子追蹤技術。

⚙️
工程模型

特殊工程模型

支援旋轉參考座標系(風扇/MRF)、多孔介質(Porous media)以及剛體運動(輕微變形)。

🚀
運算效能

運算效能擴展

軟體授權內含高達 16 核心的本機端平行運算能力,並可無縫切換至雲端 HPC 節點。

常見應用

高科技電子產業(電子散熱管理)

應用情境:攜帶式投影機、伺服器、PCB 模組散熱

預測封裝晶片與散熱片的極端溫度,評估內部風扇冷卻策略,透過模擬優化氣流走向,避免過熱當機或提早失效風險。

醫療器材與生命科學

應用情境:氣喘吸入器(Inhaler)的藥物傳遞效率

運用多成分流(Multi-species)分析,精確捕捉藥劑粉末與空氣的混合互動。透過觀察流線中的迴流與停滯區,優化結構以降低壓降並提升藥物質量分率。

工業設備與通用機械

應用情境:殼管式熱交換器(Heat Exchanger)的內部擋板設計

測試不同螺旋擋板圈數的配置,在最大化整體熱傳遞效率與最小化冷/熱側壓力損失之間找到最佳平衡點。

交通運輸與航太

汽車外部風阻係數(空氣動力學)評估、車廂內部 HVAC 空調舒適度分析、機車排氣管流場與溫度分佈分析。

常見問題

01
我的工程師團隊熟悉 CAD,但沒有深厚的 CFD 分析經驗,能夠輕易上手嗎?

完全可以。FMK 專為設計師與非流力專業的工程師打造。其特有的「引導式介面(Assistant)」會按部就班地引導使用者完成材料設定、邊界條件套用到網格劃分等流程,大幅縮短了軟體的學習曲線。

02
這套軟體能直接與我們現有的 CAD 系統連動嗎?

FMK 完美建構於 3DEXPERIENCE 平台之上,不僅能輕鬆匯入第三方 CAD 幾何,更針對 SOLIDWORKS 與 CATIA 提供無縫雙向連動。一旦設計端發生變更,模擬設定與網格即可自動對應更新,無需重新設定模型。

03
針對千萬級網格別的複雜散熱模型,本地端運算資源不夠該如何解決?

FMK 內建高達 16 核心的本機計算能力。當面臨更龐大的模型解算需求時,您可直接調用 3DEXPERIENCE 平台強大的雲端運算(Cloud HPC)資源,以「隨需擴充」的方式解決算力瓶頸,免除採購高階伺服器的龐大預算。

04
流體分析的結果可以作為後續結構應力分析的依據嗎?

這是 3DEXPERIENCE 平台的絕佳優勢。FMK 運算出的溫度場或壓力分佈結果,可直接無縫映射(Mapping)至平台上的結構分析角色中,進行精確的熱應力、熱變形與耐久性分析,真正落實多物理場的協同研發。