ANSYS基本模塊介紹

1、ANSYS簡(jiǎn)介開放、靈活的仿真軟件，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每一階段提供解決方案 通用仿真 電磁分析 流體力學(xué) 行業(yè)化分析 模型建造 設(shè)計(jì)分析 多目標(biāo)優(yōu)化 客戶化 結(jié)構(gòu)分析解決方案 結(jié)構(gòu)非線性強(qiáng)大分析模塊 Mechanical 顯式瞬態(tài)動(dòng)力分析工具 LS-DYNA 新一代動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng) AI NASTRAN 電磁場(chǎng)分析解決方案 流體動(dòng)力學(xué)分析 行業(yè)化分析工具 設(shè)計(jì)人員快捷分析工具 仿真模型建造系統(tǒng) 多目標(biāo)快速優(yōu)化工具 CAE客戶化及協(xié)同分析環(huán)境開發(fā)平臺(tái) ANSYS StructureANSYS Structure 是ANSYS產(chǎn)品家族中的結(jié)構(gòu)分析模塊，她秉承了ANSYS家族產(chǎn)品的整體優(yōu)勢(shì)，更專注于結(jié)構(gòu)分析

2、技術(shù)的深入開發(fā)。除了提供常規(guī)結(jié)構(gòu)分析功能外，強(qiáng)勁穩(wěn)健的非線性、獨(dú)具特色的梁?jiǎn)卧⒏咝Э煽康牟⑿星蠼?、充滿現(xiàn)代氣息的前后處理是她的四大特色。ANSYS Structure產(chǎn)品功能 非線性分析 · 幾何非線性· 材料非線性· 接觸非線性· 單元非線性動(dòng)力學(xué)分析 ·模態(tài)分析- 自然模態(tài)- 預(yù)應(yīng)力模態(tài)- 阻尼復(fù)模態(tài)- 循環(huán)模態(tài)· 瞬態(tài)分析- 非線性全瞬態(tài)- 線性模態(tài)疊加法·響應(yīng)譜分析- 單點(diǎn)譜- 模態(tài) - 諧相應(yīng) - 單點(diǎn)譜 - 多點(diǎn)譜·諧響應(yīng)分析·隨機(jī)振動(dòng)疊層復(fù)合材料 ·非線性疊層殼單元·高

3、階疊層實(shí)體單元·特征- 初應(yīng)力- 層間剪應(yīng)力- 溫度相關(guān)的材料屬性- 應(yīng)力梯度跟蹤- 中面偏置·圖形化- 圖形化定義材料截面- 3D方式察看板殼結(jié)果- 逐層查看纖維排布- 逐層查看分析結(jié)果·Tsai-Wu失效準(zhǔn)則求解器 ·迭代求解器- 預(yù)條件共軛梯度(PCG)- 雅可比共軛梯度 (JCG)- 非完全共軛梯度(ICCG)自然模態(tài)· 直接求解器- 稀疏矩陣- 波前求解器·特征值- 分塊 Lanczos法- 子空間法- 凝聚法- QR阻尼法(阻尼特征值)并行求解器 ·分布式并行求解器-DDS-自動(dòng)將大型問(wèn)題拆分為多個(gè)子域，分發(fā)給分

4、布式結(jié)構(gòu)并行機(jī)群不同的CPU（或節(jié)點(diǎn)）求解- 支持不限CPU數(shù)量的共享式并行機(jī)或機(jī)群- 求解效率與CPU個(gè)數(shù)呈線性提高· 代數(shù)多重網(wǎng)格求解器-AMG- 支持多達(dá)8個(gè)CPU的共享式并行機(jī)- CPU每增加一倍，求解速度提高80- 對(duì)病態(tài)矩陣的處理性能優(yōu)越, , 屈曲分析· 線性屈曲分析· 非線性屈曲分析· 熱循環(huán)對(duì)稱屈曲分析斷裂力學(xué)分析· 應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算· J積分計(jì)算· 裂紋尖端能量釋放率計(jì)算大題化小·P單元技術(shù)·子結(jié)構(gòu)分析技術(shù)·子模型分析技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化·優(yōu)化算法- 子空間迭代法- 一階法

5、·多種輔助工具- 隨機(jī)搜索法- 等步長(zhǎng)搜索法- 乘子計(jì)算法- 最優(yōu)梯度法- 設(shè)計(jì)靈敏度分析·拓?fù)鋬?yōu)化二次開發(fā)特征 · ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(APDL)· 用戶可編程特性（UPF） · 用戶界面設(shè)計(jì)語(yǔ)言(UIDL)· 專用界面開發(fā)工具（TCL/TK）· 外部命令概率設(shè)計(jì)系統(tǒng)(PDS) ·十種概率輸入?yún)?shù)·參數(shù)的相關(guān)性·兩種概率計(jì)算方法- 蒙特卡羅法*直接抽樣* Latin Hypercube抽樣- 響應(yīng)面法*中心合成*Box-Behnken設(shè)計(jì)·支持分布式并行計(jì)算·可視化概

6、率設(shè)計(jì)結(jié)果- 輸出響應(yīng)參數(shù)的離散程度*Statistics* LHistogram* Sample Diagram- 輸出參數(shù)的失效概率* Cumulative Function* Probabilities- 離散性靈敏度*Sensitivities* Scatter Diagram* Response Surface前后處理(AWE) · 雙向參數(shù)互動(dòng)的CAD接口· 智能網(wǎng)格生成器· 各種結(jié)果的數(shù)據(jù)處理· 各種結(jié)果的圖形及動(dòng)畫顯示· 全自動(dòng)生成計(jì)算報(bào)告支持的硬軟件平臺(tái) · Compaq Tru64 UNIX · Hewl

7、ett-Packard HP-UX · IBM RS/6000 AIX · Silicon Graphics IRIX · Sun Solaris · Windows: 2000,NT,XP· LinuxANSYS MultiphysicsTM Multiphysics ANSYS MultiphysicsTM集結(jié)構(gòu)、熱、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、高/低頻電磁仿真于一體，在統(tǒng)一的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)及多物理場(chǎng)耦合的仿真分析；精確、可靠的仿真功能可用于航空航天、汽車、電子電氣、國(guó)防軍工、鐵路、造船、石油化工、能源電力、核工業(yè)、土木工程、冶金與成形、生物醫(yī)學(xué)等

8、各個(gè)領(lǐng)域，功能強(qiáng)大的各類求解器可求解從冷卻系統(tǒng)到發(fā)電系統(tǒng)、從生物力學(xué)到MEMS等各類工程結(jié)構(gòu)。ANSYS MultiphysicsTM的圖形用戶界面以方便仿真流程而設(shè)計(jì)，例如“函數(shù)編輯器”可方便地輸入各類函數(shù)載荷，材料定義圖形界面可大大簡(jiǎn)化各類非線性材料的輸入，對(duì)象相關(guān)的結(jié)果查看器大大方便了后處理過(guò)程。 ANSYS MultiphysicsTM產(chǎn)品功能 結(jié)構(gòu)分析功能 ·線性·非線性幾何非線性 材料非線性 單元非線性 接觸非線性 ·靜力分析·動(dòng)力分析瞬態(tài)動(dòng)力模態(tài) 諧相應(yīng) 譜 隨機(jī)振動(dòng)·屈曲分析·拓?fù)鋬?yōu)化 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) ·穩(wěn)態(tài)

9、/瞬態(tài) ·可壓縮/不可壓縮·層流/湍流·牛頓流/非牛頓流·自由/強(qiáng)迫/混合對(duì)流·共軛固體/流體傳熱·面-面輻射傳熱·多組分輸運(yùn)·自由表面·風(fēng)扇模型與分布阻尼·固定/旋轉(zhuǎn)參考系電磁分析 ·靜電場(chǎng)·靜磁場(chǎng)·低頻電磁諧波分析 瞬態(tài)分析 ·高頻電磁諧波分析 模式分析 ·電路分析·電磁耦合分析圖形及后處理 ·求解過(guò)程中自動(dòng)繪制收斂曲線熱分析· 穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱分析· 熱傳導(dǎo)· 熱對(duì)流· 熱輻射

10、3; 熱焓相變聲學(xué)· 全耦合液固分析· 近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)· 諧波分析、瞬態(tài)分析、模態(tài)分析 耦合場(chǎng)分析·熱/結(jié)構(gòu)耦合·液/固耦合·靜電/結(jié)構(gòu)耦合·靜磁/結(jié)構(gòu)耦合·聲/固耦合·熱/電耦合·熱/磁耦合·流體/熱耦合·流體/電磁耦合·壓電分析·機(jī)械電路仿真·MEMS求解器·迭代求解器預(yù)條件共軛梯度（PCG） 雅可比共軛梯度求解器 (JCG) 非完全Cholesky共軛梯度求解器(ICCG) ·直接求解器系數(shù)矩陣求解器 波前求解器(wavef

11、ront) ·特征值求解器分塊Lanczos法 子空間法 凝聚法 QR阻尼法（阻尼特征值） ·CFD專用求解器預(yù)條件共軛殘差(PCCR) 預(yù)條件廣義最小殘差(PGMR) 預(yù)條件雙共軛梯度(PBCG) 三對(duì)角矩陣算法（TDMA） ·云圖、等值線圖、矢量圖、切片圖、粒子軌跡圖和動(dòng)畫·流體計(jì)算結(jié)果的自動(dòng)壓力和剪應(yīng)力積分·結(jié)果查詢和拾取，3D注釋·軸對(duì)稱、周期對(duì)稱等計(jì)算結(jié)果的3D結(jié)果擴(kuò)展·透明圖、表面紋理·支持BMP、 EPS、 TIFF、 JPEG、 VRML、 WMF、EMF等標(biāo)準(zhǔn)圖形格式 硬件平臺(tái)·Comp

12、aq Tru64 UNIX·Hewlett-Packard HP-UX·IBM RS/6000 AIX·Silicon Graphics IRIX·Sun Solaris·Intel workstations (Windows2000/NT 4.0/XP Linux) ANSYS LS_DYNA LS_DYNA LS-DYNA 是世界上最著名的通用顯式動(dòng)力分析程序，能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問(wèn)題，特別適合求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動(dòng)力沖擊問(wèn)題，同時(shí)可以求解傳熱、流體及流固耦合問(wèn)題。在工程應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可為最

13、佳的分析軟件包。與實(shí)驗(yàn)的無(wú)數(shù)次對(duì)比證實(shí)了其計(jì)算的可靠性。 由J.O.Hallquist主持開發(fā)完成的DYNA程序系列被公認(rèn)為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導(dǎo)，是目前所有顯式求解程序(包括顯式板成型程序)的基礎(chǔ)代碼。1988年J.O.Hallquist創(chuàng)建LSTC公司，推出LS-DYNA程序系列，并于1997年將LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一個(gè)軟件包，稱為L(zhǎng)S-DYNA,其最新版本970版。PC版的前后處理采用ETA公司的FEMB，新開發(fā)的后處理為L(zhǎng)S-POST。LS-DYNA功能特點(diǎn)LS-DYNA程序版是功能齊全的幾何非線性（大位

14、移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大應(yīng)變）、材料非線性（140多種材料動(dòng)態(tài)模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動(dòng)力分析為主，兼有靜力分析功能（如動(dòng)力分析前的預(yù)應(yīng)力計(jì)算和薄板沖壓成型后的回彈計(jì)算）;軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序。·分析能力 ·材料模式庫(kù)(140多種)·單元庫(kù)·接觸方式50多種·汽車行業(yè)的專門功能·初始條件、載荷和約束功能·自適應(yīng)網(wǎng)格剖分功能·ALE和Euler

15、列式·SPH算法·邊界元法 ·隱式求解 ·不可壓縮流場(chǎng)分析 ·多功能控制選項(xiàng) ·前后處理功能 ·支持的硬件平臺(tái) ·熱分析LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域 ·汽車工業(yè) ·航空航天 ·國(guó)防工業(yè) ·電子領(lǐng)域 ·制造業(yè) ·建筑業(yè) ·石油工業(yè) ·其它應(yīng)用LS-DYNA行業(yè)應(yīng)用實(shí)例 LS-DYNA的全球用戶1000多家，遍布世界發(fā)達(dá)國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和世界各地的工業(yè)部門，在航空航天、汽車、國(guó)防工業(yè)、石油工業(yè)、核工業(yè)、電子工業(yè)、船舶工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用深入廣泛，

16、解決了許多理論和實(shí)驗(yàn)分析所不能解決的問(wèn)題，有力的促進(jìn)了各行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。 AI*NASTRAN大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的新選擇 ANSYS公司成立新的開發(fā)部門，摒棄舊Nastran體系的弊病，在ANSYS先進(jìn)構(gòu)架下重新建立新一代動(dòng)力分析系統(tǒng)AI Nastran。AI Nastran 除了完全兼容其他Nastran的數(shù)據(jù)文件外，由于采用新的程序架構(gòu)，在求解效率方面有明顯優(yōu)勢(shì)。由于采用世界頂級(jí)的前后處理器AI Environment，在功能性方面和易用方面較其他Nastran軟件也有巨大提高。其強(qiáng)大的動(dòng)力學(xué)分析功能和ANSYS Mechanical強(qiáng)大的非線性分析功能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成世界最強(qiáng)的

17、結(jié)構(gòu)分析軟件。AI*NASTRAN產(chǎn)品特性分析類型·靜力分析 - 有慣性釋放的靜力- 微分剛度- 分段線性- 循環(huán)對(duì)稱- 線性屈曲·換熱 - 穩(wěn)態(tài)（線性和非線性）- 瞬態(tài)（線性和非線性）- 角系數(shù)的計(jì)算·結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)- 一般模態(tài)- 頻率響應(yīng)（直接和模態(tài)）- 瞬時(shí)響應(yīng)（直接和模態(tài)）- 復(fù)雜特征解（直接和模態(tài)）- 般微分剛度模態(tài)- 一般循環(huán)對(duì)稱模態(tài)·子結(jié)構(gòu)分析- 部件綜合模態(tài)材料類型 ·各向同性·正交各向異性·各向異性·復(fù)合材料單元類型·一維ROD, BEAM, BAR, ELBOW, BEND, CONROD

18、 ·二維 QUAD4、 TRIA3、SHEAR, QUAD8, TRIA6·三維 HEXA, HEX8, PENTA, TETRA ·軸對(duì)稱 TRIARG, TRAPRG, TORDRG, TRIAAX, TRAPAX ·彈簧 ELAS1, ELAS2, ELAS3, ELAS4 ·剛性 RROD, RBAR, RBE1, RBE2, RBE3, RSPLINE, RTEPLT ·專用 oMASSi, CONM1, CONM2, GENEL, DMI, VISC 加載和邊界類型·靜力分析- 加載 o 點(diǎn) o 壓力 o 重力

19、o 溫度 o 分布 - 邊界條件 o 單點(diǎn) o 多點(diǎn) o 強(qiáng)迫位移 ·動(dòng)力學(xué)分析- 加載 o 時(shí)域 o 頻域 - 邊界條件 o 單點(diǎn)o 多點(diǎn) o 強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng) ·靜態(tài)加載類型傳統(tǒng)NASTRAN特性·廣范圍分析類型 ·通用的方程求解器·強(qiáng)大的單元庫(kù)·NASTRAN結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)格式·模塊程序結(jié)構(gòu) ·DMAP求解器·波音計(jì)算機(jī)服務(wù)（BCS） 庫(kù) - Sparse對(duì)稱求解器 - 非對(duì)稱求解器 - Lanczos（實(shí)和復(fù)特征） ·標(biāo)準(zhǔn)NASTRAN求解器 - Symmetric DECOMP - Inverse

20、 Powers with Shifts - Givens - Modified Givens - Householder - FEER前/后處理器 - AI*Environment - FEMAP - I-DEAS - HyperMesh電磁場(chǎng)分析解決方案* 低頻電磁分析模塊EMAG：采用有限元、邊界元等方法對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械（電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)）、傳感器和執(zhí)行器、換能器和變壓器系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，并可以與ANSYS其他模塊一起進(jìn)行多能量領(lǐng)域的耦合仿真，全面滿足用戶需要。* 高頻電磁FEM法專用軟件EMAX：采用有限元法的高頻電磁分析模塊，具有直觀、流程化的用戶界面，工程化的界面

21、語(yǔ)言，采用有限元法全波求解技術(shù)，可分析諧振、傳播、輻射和散射等問(wèn)題。在高頻電磁器件分析方面獨(dú)具特色。* 高頻電磁MOM/PO/UTD混合法專用軟件FEKO：以全波分析技術(shù)矩量法（MOM）為基礎(chǔ)，結(jié)合物理光學(xué)法（PO）、一致性幾何繞射理論（UTD）和快速多極子法（FMMA），尤其適用于電大尺度問(wèn)題的電磁計(jì)算。在天線設(shè)計(jì)與布局、RCS、EMC分析方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。 ANSYS EMAG 在電子、電氣工程中，電磁場(chǎng)仿真具有重要意義。ANSYS/Emag采用有限元、邊界元等方法對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械（電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)）、傳感器和執(zhí)行器、換能器和變壓器系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，并可以與ANSYS其他模

22、塊一起進(jìn)行多能量領(lǐng)域的耦合仿真，全面滿足用戶需要。ANSYS EMAG產(chǎn)品功能 靜電場(chǎng) - 高階H單元和自適應(yīng)P單元 - H單元和P單元 - Trefftz區(qū)域遠(yuǎn)場(chǎng) - 開放邊界 - 電容計(jì)算和提取 - 電場(chǎng)力計(jì)算 - 網(wǎng)格隨移和重劃 H單元主要通過(guò)增加網(wǎng)格密度來(lái)提高計(jì)算精度，P方法通過(guò)自動(dòng)改變單元的階次來(lái)滿足設(shè)定的計(jì)算精度要求。對(duì)于具有大縱橫比的結(jié)構(gòu)（典型應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榫哂卸啾拥腎C和MEMS結(jié)構(gòu)），使用混合有限元邊界元技術(shù)的Trefftz方法，可以實(shí)現(xiàn)用較少網(wǎng)格精確仿真靜電場(chǎng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電容的提取。ANSYS具備先進(jìn)的靜電結(jié)構(gòu)耦合功能，從而可直接耦合計(jì)算電場(chǎng)力結(jié)構(gòu)變形。同時(shí)，結(jié)構(gòu)變形尤

23、其是大變形后會(huì)引起電場(chǎng)計(jì)算模型的尺度變化，ANSYS的網(wǎng)格隨移和重劃功能為這種耦合計(jì)算的精確性提供了技術(shù)上的保障。靜電場(chǎng)分析功能可以在高壓開關(guān)、高壓輸電設(shè)備、電子產(chǎn)品防擊穿、電子產(chǎn)品電容提取等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 電流傳導(dǎo)分析 - 復(fù)雜導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的電流分布 - 焦耳熱生成 - 將計(jì)算出的分布電流作為磁場(chǎng)分析的激勵(lì)條件 在微電子封裝領(lǐng)域，不同的封裝工藝要求對(duì)各種IC引腳的焊接方式、焊點(diǎn)形狀、材料進(jìn)行電流傳導(dǎo)模擬，并分析其周圍的磁場(chǎng)分布情況。 用電磁方法進(jìn)行含雜質(zhì)金屬冶煉、分解、攪拌等過(guò)程中，大電流的具體分布、周圍感應(yīng)場(chǎng)的分析、能源損耗等需要進(jìn)行電流傳導(dǎo)和焦耳熱生成的計(jì)算分析。 靜磁場(chǎng)和低頻交流、瞬

24、態(tài)磁場(chǎng)分析 - 基于節(jié)點(diǎn)解的二維和三維矢量位方法 - 基于棱邊元的三維矢量位方法 - 針對(duì)不同連通域和材料組成的三維標(biāo)量位方法（DSP、RSP、GSP方法） - 線性材料和非線性材料（程序自帶/用戶輸入）- 諧波分析和時(shí)變瞬態(tài)激勵(lì)分析 - 絞線圈和塊導(dǎo)體 - 速度效應(yīng) - 電流和電壓激勵(lì) - 麥克斯韋方法與虛功方法計(jì)算電磁力和力矩 - 線圈電阻、電感和磁鏈 - 儲(chǔ)能及共能 - 感生電流分布、渦流，啟動(dòng)電流- 功耗（銅損、鐵損） 在高電壓、大電流等操作人員難以到達(dá)的控制平臺(tái)中，以及自動(dòng)控制發(fā)展的需要，往往采用電磁鐵等繼電設(shè)備開關(guān)，需要進(jìn)行電磁力等分析。在電機(jī)領(lǐng)域，需要根據(jù)永磁體、靜態(tài)、交流等不同

25、加載分析電機(jī)的力矩特性、材料飽和、極齒形狀等對(duì)電機(jī)性能的影響，也需要根據(jù)控制電路，對(duì)電機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，并給出靜止、啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)下的各種指標(biāo)。 ANSYS磁場(chǎng)分析功能和控制電路功能可以進(jìn)行上述各種分析。在分析中，充分考慮到磁性材料的復(fù)雜性，ANSYS材料庫(kù)在提供部分標(biāo)準(zhǔn)材料特性的基礎(chǔ)上，允許用戶輸入特殊非線性材料曲線，并保存供下次分析調(diào)用。在三維矢量問(wèn)題中，針對(duì)鐵磁材料和永磁材料的連通情況，提供了基于不同簡(jiǎn)化方法的差分標(biāo)量位方法（DSP）、減縮標(biāo)量位方法（RSP）和通用標(biāo)量位方法（GSP），在相同分析精度的情況下，提高了分析速度。對(duì)于需要更高精度的分析計(jì)算時(shí)，除了采用基于節(jié)點(diǎn)的方法以外，還

26、提供基于棱邊元的方法，可以更為準(zhǔn)確地處理諸如復(fù)雜形狀電流加載等問(wèn)題。對(duì)采用絞線圈的加載情況，還提供絞線圈單元，通過(guò)說(shuō)明實(shí)常數(shù)來(lái)描述不同的線圈形式。對(duì)于電機(jī)等分析對(duì)象中含用導(dǎo)條等塊導(dǎo)體的情況，采用塊導(dǎo)體單元進(jìn)行模擬。對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件切割磁力線產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)，可以通過(guò)設(shè)置單元的速度效應(yīng)屬性來(lái)進(jìn)行控制。根據(jù)分析和工程實(shí)際的要求，提供基于電流和電壓的加載方式，還可以根據(jù)復(fù)雜的控制電路，耦合加載點(diǎn)到二維或三維有限元區(qū)域，進(jìn)行多相、多電路單元的控制電路加載。 磁場(chǎng)求解后，可以在后處理中得到使用麥克斯韋方法和虛功方法計(jì)算的電磁力和力矩；可以計(jì)算絞線圈等部件的線圈電阻、電感和磁鏈，可以得到不同部件的儲(chǔ)能及共能（非

27、線性材料飽和會(huì)導(dǎo)致共能幾倍于儲(chǔ)能）；可以生成直接耦合到結(jié)構(gòu)和溫度場(chǎng)分析的力和焦耳熱；并得到感生電流的分布和渦流損耗、線圈損耗等。 電路分析和"電磁場(chǎng)電路耦合（場(chǎng)路耦合）"分析 - 類似SPICE模式的電路單元- 電阻、電容、電感、二極管等各種元器件- 電壓和電流源（含受控源）- 機(jī)電耦合單元- 鼠標(biāo)點(diǎn)擊的電路創(chuàng)建工具- 任意復(fù)雜放置模擬電路- 與有限元區(qū)域的絞線圈和塊導(dǎo)體耦合- 靜態(tài)、諧波和瞬態(tài)分析 通常，諸如電機(jī)、變壓器、電磁開關(guān)等分析對(duì)象的場(chǎng)特性是與其外部連接電路相關(guān)的，有限元分析時(shí)需要考慮電路的一體化建模和分析。ANSYS提供類似SPICE模式的電路建模方式，模擬包括

28、電阻、電容、電感、獨(dú)立源、受控源在內(nèi)的線性電路和包含二極管、齊納二極管在內(nèi)的非線性電路。ANSYS自帶的電路創(chuàng)建工具可以通過(guò)圖形化的電路示意圖，協(xié)助用戶方便的建立電路分析模型，直接對(duì)有限元場(chǎng)分析區(qū)域施加電壓、電流等激勵(lì)載荷，真正實(shí)現(xiàn)電路和有限元區(qū)電磁場(chǎng)分析的耦合。 由于基于計(jì)算機(jī)仿真，因此各個(gè)元器件可以任意放置，計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別其串連、并聯(lián)形式，并通過(guò)計(jì)算得到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓、電流值。在ANSYS中通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合，可以實(shí)現(xiàn)電路與包含了非線性材料在內(nèi)的絞線圈和塊導(dǎo)體有限元區(qū)域的耦合。 粒子跟蹤和其他 - 電場(chǎng)和磁場(chǎng)分析中的帶電粒子軌跡- 用戶自定義單元、文件、宏命令、子程序- ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言

29、(APDL)- 并行處理- 優(yōu)化設(shè)計(jì)和靈敏度分析- 隨機(jī)有限元分析（概率設(shè)計(jì)）- 在進(jìn)行電場(chǎng)和磁場(chǎng)分析后，ANSYS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有一定電荷、質(zhì)量和初速度的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤。 綜上，ANSYS提供了一整套用于靜態(tài)、交流、瞬態(tài)低頻電磁場(chǎng)分析的完整工具，可以用于靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、電路、電流傳導(dǎo)等各種分析領(lǐng)域，可以計(jì)算各種電磁結(jié)構(gòu)的電磁力、力矩、電感、電阻、電容和焦耳熱、場(chǎng)泄漏、飽和、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等各種關(guān)心的參數(shù)。并可以方便的和ANSYS的結(jié)構(gòu)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流體場(chǎng)等分析模塊進(jìn)行無(wú)縫耦合。 ANSYS EMAX ANSYS Emax是ANSYS公司的高頻電磁場(chǎng)分析產(chǎn)品。應(yīng)用領(lǐng)域

30、包括：射頻/微波無(wú)源器件，射頻/微波電路，電磁干擾與電磁兼容(EMI/EMC)，天線設(shè)計(jì)和目標(biāo)識(shí)別。ANSYS/Emax支持有限元計(jì)算區(qū)域所有結(jié)果的靜態(tài)和動(dòng)畫顯示。包含：電磁場(chǎng)強(qiáng)度、品質(zhì)因素、S參數(shù)、電壓、特征阻抗、雷達(dá)截面積（RCS）、模型區(qū)域的遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)、天線方向圖、焦耳熱損耗。在ANSYS Emax7.0開始，提供快速掃頻的方法?，F(xiàn)最新版本為ANYSYS EMAX 7.1。用戶界面 - 合乎思維習(xí)慣的分析流程- 幾何體、設(shè)置項(xiàng)分層分級(jí)樹狀顯示- 幾何建模中的“UNDO”功能- 菜單驅(qū)動(dòng)式界面幾何建模- 多種實(shí)體原型- 高級(jí)幾何原型多種預(yù)設(shè)波導(dǎo)模式- 參數(shù)化實(shí)體模型- 默認(rèn)附帶IGES格式

31、和ICEM CFD的TETIN格式輸入- 各種CAD軟件接口·CATIA 4（and STL）·SDRC I-DEAS·Pro/Engineer·Unigraphics ·Solidworks·CAADS-5- 復(fù)雜模型六面體、四面體自動(dòng)劃分單元 - 切向矢量單元- 一階和二階單元- 三維六面體、金字塔、四面體單元- 支持并行處理的單元（共享內(nèi)存式并行處理，SMP）激勵(lì) - 矩形波導(dǎo)、圓形波導(dǎo)、同軸線、平行板波導(dǎo)激勵(lì)- 平面波激勵(lì)- 磁場(chǎng)面源- 電場(chǎng)面源- 線電壓源- 電流源：點(diǎn)源、線源、面源、體源材料 - 有耗/無(wú)耗材料- 各向同性

32、和正交各向異性材料- 復(fù)數(shù)形式的介電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù)- 帶頻率響的材料屬性邊界條件 - 理想導(dǎo)電體（PEC）- 理想導(dǎo)磁體（PMC）- 阻抗邊界條件（IBC）- 自動(dòng)生成的理想匹配層（PMA）仿真類型 - 模式分析：腔體- 時(shí)諧分析：電磁波傳播、輻射、散射- S參數(shù)提取的快速掃頻分析后處理功能 - 電磁場(chǎng)矢量圖、云圖- 腔體諧振頻率- 品質(zhì)因素Q- 網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)- 焦耳熱生成- 端口功率- 電壓、電流和阻抗- 近場(chǎng)解和遠(yuǎn)場(chǎng)展開值- 雷達(dá)散射截面積（RCS）- 天線方向圖- Touch Stone格式的S參數(shù)輸出FEKO 對(duì)于具有廣大市場(chǎng)需求的高頻電磁場(chǎng)領(lǐng)域，除了計(jì)算常規(guī)的電小尺寸的問(wèn)題外，在雷達(dá)目

33、標(biāo)識(shí)別、天線輻射、多天線及載體耦合等領(lǐng)域還需要能夠解決電大尺寸輻射、散射、傳播問(wèn)題的電磁場(chǎng)分析工具?；谟邢拊椒?FEA)的EmagHF、Emax、以及其它基于差分法等的高頻電磁分析工具在處理這類開放域的問(wèn)題時(shí)需要對(duì)傳播空間劃分網(wǎng)格，需要在距離分析對(duì)象周圍相當(dāng)距離的位置設(shè)置具有一定層數(shù)、一定厚度的吸收邊界條件，由于這些參數(shù)的設(shè)置對(duì)用戶有較高的工程經(jīng)驗(yàn)要求，并難于在當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬件條件下實(shí)現(xiàn)大規(guī)模問(wèn)題的分析。因此，ANSYS公司推出了Emax的補(bǔ)充工具，具有矩量法（MM）計(jì)算核心，能夠混合物理光學(xué)方法（PO）和一致性幾何繞射理論（UTD）等高頻方法的針對(duì)電大尺寸問(wèn)題的計(jì)算模塊FEKO。 FEKO

34、是德語(yǔ)Feldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache(任意復(fù)雜電磁場(chǎng)計(jì)算)首字母的縮寫。正如產(chǎn)品名稱所說(shuō)，本產(chǎn)品用于復(fù)雜形狀三維物體的電磁場(chǎng)分析。由于FEKO基于嚴(yán)格的積分方程方法，用戶無(wú)需對(duì)傳播空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分；由于積分方程基于格林函數(shù)構(gòu)建，用戶無(wú)需設(shè)置吸收邊界條件；只要硬件條件許可，矩量法（MM）可以求解任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁問(wèn)題。對(duì)于超電大尺寸的問(wèn)題，使用FEKO的混合方法來(lái)進(jìn)行仿真模擬：對(duì)于關(guān)鍵性的部位使用矩量法（MM），對(duì)其他重要的區(qū)域（一般都是大的平面或者曲面）使用PO或者UTD。另外，對(duì)PO方法，F(xiàn)EKO使用了棱邊修正項(xiàng)和模擬

35、凸表面爬行波的?？穗娏鱽?lái)提高模擬精度。這樣，F(xiàn)EKO真正實(shí)現(xiàn)了MM方法和PO/UTD的混合，可以根據(jù)不同的電磁問(wèn)題，對(duì)混合方法進(jìn)行不同范圍的組合，可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行快速精確的電磁計(jì)算，得到滿意的精度和速度。FEKO中如下技術(shù)的運(yùn)用使矩量法能處理大范圍的各種復(fù)雜實(shí)際工程問(wèn)題:- 用于多層介質(zhì)的平面格林函數(shù)- 用于處理介質(zhì)體的面積分方程（面等效原理SEP）和體積分方程（體等效原理VEP）- 介質(zhì)涂敷線段、薄介質(zhì)基片、球格林函數(shù)等- 用于模擬真實(shí)地面的集總反射系數(shù)近似/Sommerfeld積分- 快速多極子（FMM）和多層快速多極子（MLFMM）解算方法使用FEKO的高頻方法，根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件條件

36、和待求解問(wèn)題精度要求的不同，可以求解成百上千個(gè)波長(zhǎng)的電磁問(wèn)題。同時(shí)，由于電磁波工程實(shí)用頻率總是在不斷攀升的，待分析的電磁問(wèn)題的電尺寸也越來(lái)越大，F(xiàn)EKO提供了單機(jī)多CPU并行、多機(jī)網(wǎng)絡(luò)并行等程序版本以及支持大內(nèi)存（最大可達(dá)到16GB）運(yùn)行的UNIX版本等，以滿足工程實(shí)用需要FEKO的高頻方法，根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件條件和待求解問(wèn)題精度要求的不同，可以求解成百上千個(gè)波長(zhǎng)的電磁問(wèn)題。同時(shí)，由于電磁波工程實(shí)用頻率總是在不斷攀升的，待分析的電磁問(wèn)題的電尺寸也越來(lái)越大，F(xiàn)EKO提供了單機(jī)多CPU并行、多機(jī)網(wǎng)絡(luò)并行等程序版本以及支持大內(nèi)存（最大可達(dá)到16GB）運(yùn)行的UNIX版本等，以滿足工程實(shí)用需要。利用其獨(dú)特計(jì)

37、算技術(shù)，F(xiàn)EKO可以處理各種復(fù)雜材料構(gòu)成的均勻背景介質(zhì)、分層介質(zhì)問(wèn)題，可以考慮地面、海面的反射效果，可以考慮微帶電路、微帶天線等多層結(jié)構(gòu)問(wèn)題，可以計(jì)算電磁場(chǎng)強(qiáng)度、S參數(shù)、電壓、輸入阻抗、雷達(dá)截面積（RCS）、遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)、天線方向圖、增益、極化、特殊吸收比（SAR）等，并做結(jié)果的云圖、矢量、動(dòng)畫、切片顯示。在ANSYS統(tǒng)一的前后處理器（ANSYS PrepPost）中，可以方便地建立諸如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈、坦克、汽車等復(fù)雜分析對(duì)象的高頻電磁計(jì)算模型（幾何模型和MM/PO/UTD網(wǎng)格模型）。也可以直接輸入各種高級(jí)CAD軟件（如UG、Pro/E、CATIA等）創(chuàng)建的幾何模型，然后再自動(dòng)剖分網(wǎng)格，避免電

38、磁分析人員在構(gòu)建幾何模型方面花費(fèi)過(guò)多時(shí)間。FEKO的時(shí)域電磁場(chǎng)分析功能通過(guò)傅氏變化和逆變換來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換，并提供了多種常用的電磁脈沖激勵(lì)模式（諸如高斯脈沖、三角脈沖、雙指數(shù)脈沖、斜坡函數(shù)等）。對(duì)于工程中的寬頻響應(yīng)分析，采用分段步進(jìn)或者自適應(yīng)頻率選擇，來(lái)得到頻帶內(nèi)響應(yīng)。FEKO獨(dú)具特色的自適應(yīng)頻率采樣（AFS）技術(shù)使其具有快速而精確的掃頻計(jì)算能力。該技術(shù)利用有理樣條函數(shù)來(lái)自動(dòng)選擇掃頻計(jì)算的采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)的梳密分布與響應(yīng)曲線直接相關(guān)（比如，在諧振頻率處會(huì)自動(dòng)增加采樣點(diǎn)），在同等精度下，該技術(shù)極大地減少了掃頻分析的計(jì)算時(shí)間。FEKO具有良好的優(yōu)化設(shè)計(jì)能力，基于多種優(yōu)化算法（諸如單純形法、共扼

39、梯度法、準(zhǔn)牛頓法等等），可針對(duì)增益、隔離、RCS、輻射方向圖、阻抗系數(shù)、反射系數(shù)、近場(chǎng)場(chǎng)值等指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化分析，達(dá)到分析設(shè)計(jì)一體化的目的。FEKO應(yīng)用領(lǐng)域ANSYS矩量法和混合方法高頻電磁分析模塊FEKO在如下領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用：天線設(shè)計(jì)基于其獨(dú)特的高頻算法，F(xiàn)EKO廣泛應(yīng)用于包括線天線、面天線、喇叭天線、反射面天線、相控陣天線、微帶天線等各種天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，計(jì)算和優(yōu)化各種關(guān)心的天線性能參數(shù)。天線布局飛機(jī)、艦船、車輛等載體上的天線在工作狀態(tài)下其輸入阻抗、方向圖等會(huì)受到載體的影響，載體的電尺寸通常都比較大，F(xiàn)EKO獨(dú)特的MM/PO/UTD混合方法對(duì)這樣的電大尺寸問(wèn)題非常適用，能有效地優(yōu)化載體上

40、天線及天線系統(tǒng)的布局方案，類似的影響還包括地面、水面、天線附近的大型目標(biāo)等。雷達(dá)散射截面（RCS）計(jì)算對(duì)于大型目標(biāo)、地面目標(biāo)等的RCS雷達(dá)散射截面（目標(biāo)識(shí)別）計(jì)算也通常是電大尺寸問(wèn)題，同樣，F(xiàn)EKO的混合高頻算法對(duì)這類問(wèn)題也有很好的計(jì)算效果。EMC/EMI分析EMC/EMI分析的涵蓋范圍非常廣泛，F(xiàn)EKO適用于系統(tǒng)級(jí)的高頻EMC/EMI計(jì)算，象前面提到的天線布局分析實(shí)際上就可以完成天線系統(tǒng)的EMC計(jì)算。 FEKO的很多特有技術(shù)對(duì)EMC分析非常有效，比如：有多種方法可以模擬介質(zhì)體和磁性結(jié)構(gòu)、能有效處理真實(shí)地面、用多層介質(zhì)函數(shù)可以分析印刷電路板、特別善于處理電大尺寸問(wèn)題的高頻混合算法、自適應(yīng)頻率采

41、樣（AFS）技術(shù)特別適合于寬帶EMC分析等等。介質(zhì)體和鐵磁材料FEKO的面等效原理和體等效原理對(duì)介質(zhì)體、鐵磁材料體等結(jié)構(gòu)提供有效的計(jì)算方式。同時(shí)，其在平面多層介質(zhì)、涂敷線、介質(zhì)基片等應(yīng)用領(lǐng)域也提供相應(yīng)的處理手段。流體動(dòng)力學(xué)分析 * 流體動(dòng)力學(xué)分析專用軟件CFX：CFX是全球第一個(gè)在復(fù)雜幾何、網(wǎng)格、求解這三個(gè)CFD傳統(tǒng)瓶徑問(wèn)題上均獲得重大突破的商業(yè)CFD軟件。借助于其獨(dú)一無(wú)二的，有別于其它CFD軟件的技術(shù)特點(diǎn)，CFX領(lǐng)導(dǎo)著新一代高性能CFD商業(yè)軟件的整體發(fā)展趨勢(shì)。* 旋轉(zhuǎn)機(jī)械一體化解決方案TASCflow ：CFX推出的專業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)與分析模塊TASCflow占據(jù)著90%以上的旋轉(zhuǎn)機(jī)械CFD市

42、場(chǎng)份額。與CFX-BladeGen和CFX-TurboGrid兩個(gè)模塊緊密配合，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域向用戶提供從設(shè)計(jì)到CFD分析的一體化解決方案。* 飛行器外流分析專用軟件CART3D ：NASA從1995年開始開發(fā)了專門用于飛行器的亞、跨、超音速氣動(dòng)力設(shè)計(jì)和分析的Cart3D軟件。它的最大特點(diǎn)是專業(yè)性強(qiáng)、使用方便、計(jì)算速度快、精度高、能自動(dòng)生成復(fù)雜組合體網(wǎng)格并自動(dòng)完成計(jì)算過(guò)程、計(jì)算結(jié)果可靠。 ANSYS CFX-流體動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)的開拓者CFX是全球第一個(gè)通過(guò)ISO9001質(zhì)量認(rèn)證的大型商業(yè)CFD軟件，是英國(guó)AEA Technology 公司為解決其在科技咨詢服務(wù)中遇到的工業(yè)實(shí)際問(wèn)題而開發(fā)，誕生在

43、工業(yè)應(yīng)用背景中的CFX一直將精確的計(jì)算結(jié)果、豐富的物理模型、強(qiáng)大的用戶擴(kuò)展性作為其發(fā)展的基本要求，并以其在這些方面的卓越成就，引領(lǐng)著CFD技術(shù)的不斷發(fā)展。目前，CFX已經(jīng)遍及航空航天、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、能源、石油化工、機(jī)械制造、汽車、生物技術(shù)、水處理、火災(zāi)安全、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域，為其在全球6000多個(gè)用戶解決了大量的實(shí)際問(wèn)題?；仡機(jī)FX發(fā)展的重要里程，總是伴隨著她對(duì)革命性的CFD新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。1995年，CFX收購(gòu)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域著名的加拿大ASC公司，推出了專業(yè)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)與分析模塊CFX-Tascflow，CFX-Tascflow一直占據(jù)著90%以上的旋轉(zhuǎn)機(jī)械CFD市場(chǎng)份額。同年，CFX成功

44、突破了CFD領(lǐng)域的在算法上的又一大技術(shù)障礙，推出了全隱式多網(wǎng)格耦合算法，該算法以其穩(wěn)健的收斂性能和優(yōu)異的運(yùn)算速度，成為CFD技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。CFX一直和許多工業(yè)和大型研究項(xiàng)目保持著廣泛的合作，這種合作確保了CFX能夠緊密結(jié)合工業(yè)應(yīng)用的需要，同時(shí)也使得CFX可以及時(shí)加入最先進(jìn)的物理模型和數(shù)值算法。作為CFX的前處理器，ICEM CFD優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)一步確保CFX的模擬結(jié)果精確而可靠。2003年，CFX加入了全球最大的CAE仿真軟件ANSYS的大家庭中。我們的用戶將會(huì)得到包括從固體力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等在內(nèi)的多物理場(chǎng)及多場(chǎng)耦合整體解決方案。CFX將永遠(yuǎn)和我們的用戶伙伴一起，用

45、最先進(jìn)的技術(shù)手段，不斷揭開我們身邊真實(shí)物理世界的神秘面紗。CFX產(chǎn)品特點(diǎn) > CFX是全球第一個(gè)在復(fù)雜幾何、網(wǎng)格、求解這三個(gè)CFD傳統(tǒng)瓶徑問(wèn)題上均獲得重大突破的商業(yè)CFD軟件。借助于其獨(dú)一無(wú)二的，有別于其它CFD軟件的技術(shù)特點(diǎn)，CFX領(lǐng)導(dǎo)著新一代高性能CFD商業(yè)軟件的整體發(fā)展趨勢(shì)。精確的數(shù)值方法和大多數(shù)CFD軟件不同的是，CFX采用了基于有限元的有限體積法，在保證了有限體積法的守恒特性的基礎(chǔ)上，吸收了有限元法的數(shù)值精確性。- 基于有限元的有限體積法，對(duì)六面體網(wǎng)格單元采用24點(diǎn)插值，而單純的有限體積法僅采用6點(diǎn)插值。 - 基于有限元的有限體積法，對(duì)四面體網(wǎng)格單元采用60點(diǎn)插值，而單純的有限

46、體積法僅采用4點(diǎn)插值。CFX在湍流模型的應(yīng)用上，也一直是業(yè)界領(lǐng)先的。除了常用的湍流模型外，CFX最先使用了大渦模擬（LES）和分離渦模擬（DES）等高級(jí)湍流模型?？焖俜€(wěn)健的求解技術(shù)CFX是全球第一個(gè)發(fā)展和使用全隱式多網(wǎng)格耦合求解技術(shù)的商業(yè)化軟件，這種革命性的求解技術(shù)克服了傳統(tǒng)算法需要“假設(shè)壓力項(xiàng)求解修正壓力項(xiàng)”的反復(fù)迭代過(guò)程，而同時(shí)求解動(dòng)量方程和連續(xù)性方程，加上其采用的多網(wǎng)格技術(shù)，CFX的計(jì)算速度和穩(wěn)定性較傳統(tǒng)方法提高了12個(gè)數(shù)量級(jí)，更重要的是，CFX的求解器獲得了對(duì)并行計(jì)算最有利的幾乎線形的“計(jì)算時(shí)間-網(wǎng)格數(shù)量”求解性能，這使工程技術(shù)人員第一次敢于計(jì)算大型工程的真實(shí)流動(dòng)問(wèn)題。CFX突出的并行

47、功能還表現(xiàn)在它可以網(wǎng)絡(luò)上UNIX、LINUX、WINDOWS平臺(tái)之間隨意并行。豐富的物理模型CFX的物理模型是建立在世界最大的科技工程企業(yè)AEA Technology 50余年科技工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，CFX擁有包括流體流動(dòng)、傳熱、輻射、多相流、化學(xué)反應(yīng)、燃燒等問(wèn)題的豐富的通用物理模型；還擁有諸如氣蝕、凝固、沸騰、多孔介質(zhì)、相間傳質(zhì)、非牛頓流、噴霧干燥、動(dòng)靜干涉、真實(shí)氣體等大批復(fù)雜現(xiàn)象的實(shí)用模型。此外，CFX為用戶提供了從方便易用的表達(dá)式語(yǔ)言（CEL）到功能強(qiáng)大的用戶子程序的一系列不同層次的用戶接口程序，允許用戶加入自己的特殊物理模型。旋轉(zhuǎn)機(jī)械一體化解決方案在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域，

48、CFX向用戶提供從設(shè)計(jì)到CFD分析的一體化解決方案。提供了三個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)分析的專用工具：BladeGen、TurboGrid、TASCFlow。BladeGen是交互式渦輪機(jī)械葉片設(shè)計(jì)工具。用戶通過(guò)修改元件庫(kù)參數(shù)或完全依靠BladeGen中的工具設(shè)計(jì)各種旋轉(zhuǎn)和靜止葉片元件及新型葉片，對(duì)各種軸向流和徑向流葉型，從CAD設(shè)計(jì)到CFD分析在數(shù)分鐘即可完成。TurboGrid為葉柵通道網(wǎng)格生成工具。她采用了創(chuàng)新性的網(wǎng)格模板技術(shù)，結(jié)合參數(shù)化能力，工程師不僅可以既快捷又簡(jiǎn)單地為絕大多數(shù)葉片類型生成高質(zhì)量葉柵通道網(wǎng)格。所需用戶提供的只是葉片數(shù)目、葉片及輪轂和外罩的外形數(shù)據(jù)文件。TASCflow是全球公認(rèn)最

49、好的旋轉(zhuǎn)機(jī)械工程CFD軟件，由于特為旋轉(zhuǎn)機(jī)械裁制的完整軟件體系，以及在旋轉(zhuǎn)機(jī)械行業(yè)十多年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，TASCflow被旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域90%以上的企業(yè)作為主要的氣動(dòng)/水動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)工具，其中包括GE，Pratt & Whitney, Rolls Royce，Westing House，ABB，Siemens，CE，Voith Hycho等企業(yè)界巨擎。CFX求解功能總體功能 ·二維或三維流動(dòng)·旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系·多重參考坐標(biāo)系·定?；蚍嵌ǔＡ鲃?dòng)·不可壓或可壓流動(dòng)·浮力驅(qū)動(dòng)流·非牛頓流 - Bingham - Bird-Carr

50、eau - Cross - Herschel-Bulkley - Power Law模型 - User Fortran ·湍流 - 模型 - 低雷諾數(shù) 模型 - 低雷諾數(shù)Wilcox模型 - 低雷諾數(shù)Menter修正 k-?模型 - RNG 模型 - 代數(shù)雷諾應(yīng)力模型 - 微分雷諾應(yīng)力模型 - 微分雷諾通量模型 - SST（Shear Stress Transport）模型 - 大渦模型 ·化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) ·多孔介質(zhì) ·多組分流體 ·并行計(jì)算 ·多相流分析 ·燃燒分析 ·自由表面 ·傳熱 - 粘性加熱 -

51、 對(duì)流 - 傳導(dǎo) - 輻射傳熱 ·Monte Carlo法 · Discrete Transfer法 ·P1法 ·Surface-to-Surface法 ·Gibbs法 - 流固耦合傳熱 ·數(shù)值方法 - 基于有限元的有限體積方法 - 有限體積法 - 全隱式的耦合算法 - SIMPLE和PISO耦合算法 - 線性的或二階時(shí)間差分 ·混合差分 ·迎風(fēng)格式 ·高階迎風(fēng)格式 ·QUICK格式 ·CONDIF格式 ·TVD/MUSCL格式 ·CCCT格式多相流專題 >

52、歐拉多相流 最為一般的歐拉多相流，可包含任意組合、任意數(shù)目的固、液、氣物質(zhì)，允許多種不同類型、多種尺寸的顆粒、液滴和氣泡存在，并且每一相都可由多種組分構(gòu)成，如空氣中的水蒸氣，水中的示蹤劑。數(shù)學(xué)上的每一相（不同尺寸范圍的顆粒被CFX視為數(shù)學(xué)上不同的相）有單獨(dú)的速度、溫度和密度場(chǎng)并通過(guò)輸運(yùn)方程求解場(chǎng)參數(shù)，方程之間用相間質(zhì)量傳輸、動(dòng)量傳輸和熱量傳輸進(jìn)行耦合。 所有流動(dòng)范圍的阻力關(guān)系式： 粘性流，牛頓流，不規(guī)則氣泡流，冠狀流氣泡流的松弛阻力因子虛擬質(zhì)量力壁面潤(rùn)滑力和提升力局部低溫冷卻的沸騰模型顆粒動(dòng)力學(xué)理論模型湍流耗散和由氣泡引起的湍流相間傳質(zhì)模型 計(jì)算連續(xù)相與離散相之間的組分傳遞過(guò)程，基于雙膜理論。

53、> 均相流自由表面模型 如液面晃動(dòng)，液體注入，油水混合等問(wèn)題。采用表面張力模型后可以計(jì)算諸如微尺度流體力學(xué)，微重力和毛細(xì)現(xiàn)象這樣的問(wèn)題。由于可采用高階MUSCL差分格式和一種表面銳化算法，該模型在液面處的收斂性非常好。 > 移動(dòng)網(wǎng)格自由表面模型 按單相流計(jì)算自由液面，網(wǎng)格通過(guò)移動(dòng)和變形捕捉液面形狀。該模型可有效減少數(shù)值耗散，在給定的網(wǎng)格數(shù)量下可獲得更為銳化的液面形狀。CFX 多相流專題> 拉格朗日多相流CFX用拉格朗日方法跟蹤多個(gè)顆?；蛞旱卧诹鲃?dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)，并考慮顆粒與連續(xù)相之間的質(zhì)量、動(dòng)量和熱量傳輸，允許連續(xù)相的比熱隨溫度變化并且允許連續(xù)相為非牛頓流體。該模型亦可跟蹤無(wú)質(zhì)量

54、顆粒的軌跡。CFX分別為油滴燃燒，煤粉燃燒和噴霧干燥發(fā)展了專用的顆粒輸運(yùn)模型，在進(jìn)行輻射計(jì)算時(shí)可實(shí)現(xiàn)顆粒/輻射的雙向耦合。> 氣泡流 CFX最新的氣泡流模型采用了新的阻力關(guān)系式，從而可以考慮粘性、Newtonian、氣泡變形和球狀冠的影響。該模型還考慮了高濃度、虛質(zhì)量、壁面力、升力、湍流耗散和氣泡導(dǎo)致的湍動(dòng)的影響。該模型將特別適合于多相混合器和gas-lift反應(yīng)器。 > MUSIG(Multiple Size Group)模型該模型是歐共體ADMIRE項(xiàng)目的研究成果。對(duì)于必須了解氣泡直徑分布的問(wèn)題，MUSIG提供了非常獨(dú)特并且有效的方法。該模型采用類似人口平衡的方法，同時(shí)考慮氣泡

55、的破碎和融合現(xiàn)象，從而計(jì)算各種粒徑氣泡的分布規(guī)律。> 沸騰 用最新的過(guò)冷沸騰模型，用戶可計(jì)算許多有沸騰現(xiàn)象的流動(dòng)問(wèn)題，從電廠的蒸汽發(fā)生器到低溫物理和制冷等等。該模型除考慮了bulk condensation外，還將heat partition at walls考慮進(jìn)convective，quenching and evaporative components。> 流化床 CFX可計(jì)算流化床中的非定常，二維或三維多相流問(wèn)題。該模型不僅考慮了床層動(dòng)力學(xué)，多種大小密度的顆粒，傳熱，侵蝕和煤粉的揮發(fā)，而且考慮了當(dāng)顆粒達(dá)到最大堆積率時(shí)的阻力和顆粒間額外作用力的變化。在最新的版本中，CFX包含

56、了基于顆粒動(dòng)力學(xué)理論的最先進(jìn)和皮實(shí)的流化床模型。> particle-laden 流 CFX專為partical-laden流發(fā)展了一個(gè)代數(shù)滑移模型。在partical-laden流中，微小顆?；驓馀莺芸旒催_(dá)到其平衡速度。該模型可包括任意數(shù)量的顆?；驓馀莘N類，并考慮了不同種類顆?；驓馀莸捏w積分?jǐn)?shù)對(duì)滑移速度的影響，它比采用一般的連續(xù)/離散多相流模型處理這類問(wèn)題更有效。> 凝固模型主要用于模擬連續(xù)澆鑄過(guò)程。模型中考慮了潛熱的瞬態(tài)變化，凝固區(qū)的流動(dòng)阻力，相變過(guò)程中的湍流率減。 CFX獨(dú)具特色的前處理 > CFX的前處理模塊ICEM CFD是一個(gè)高度智能化的、為專業(yè)CFD分析軟件提供高質(zhì)量網(wǎng)格的軟件，她的兩大特色是：先進(jìn)的網(wǎng)格剖分技術(shù)和一勞永逸的CAD模型處理工具。先進(jìn)的網(wǎng)格剖分技術(shù) 在CFD計(jì)算中，網(wǎng)格技術(shù)是影響求解精度和速度的重要因素之一。CFX的前處理模塊ICEM CFD向用戶提供業(yè)界領(lǐng)先的高質(zhì)量網(wǎng)格技術(shù)，其強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能可滿足CFD對(duì)網(wǎng)格劃分的嚴(yán)格要求：邊界層網(wǎng)格自動(dòng)加密|、流場(chǎng)變化劇烈區(qū)域網(wǎng)格局部加密、網(wǎng)格自適應(yīng)用于激波捕捉、分離流模擬、高質(zhì)量的全六面體網(wǎng)格提高計(jì)算速度和精度、非常復(fù)雜空間的四、六面體混合網(wǎng)格等。 - 獨(dú)特的采用映射技術(shù)的六面體網(wǎng)格劃分功能通過(guò)雕塑方法在拓?fù)淇臻g進(jìn)行網(wǎng)格劃分，自動(dòng)映射到物理