1、 多物理場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)整體分析解決方案 midas NFX CFD 簡(jiǎn)介2015內(nèi)容 主要分析問題P.02 運(yùn)行環(huán)境P.12 前后處理功能P.16 CFD未來展望P.30主要分析問題產(chǎn)品性能評(píng)估對(duì)于內(nèi)部有氣體或液體進(jìn)出流動(dòng)的產(chǎn)品進(jìn)行性能評(píng)估01自動(dòng)計(jì)算流體流量便捷的區(qū)域選擇Analysis modelResults checkFlux check鼓風(fēng)機(jī)蝴蝶閥反應(yīng)器報(bào)告生成橫截面橫截面橫截面由產(chǎn)品周邊氣體/液體流動(dòng)引起的加熱/冷卻現(xiàn)象對(duì)由氣體/液體流動(dòng)引起的產(chǎn)品的加熱/冷卻性能表現(xiàn)進(jìn)行研究，并對(duì)由此現(xiàn)象導(dǎo)致的熱應(yīng)力進(jìn)行評(píng)估01集成電路板的復(fù)雜傳熱分析PCB冷卻系統(tǒng)的熱流分析 / ( / )由于mid

2、as NFX-CFD的流體動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果可以作為溫度荷載自動(dòng)地導(dǎo)入至結(jié)構(gòu)分析中來，我們可以在同一個(gè)運(yùn)行環(huán)境下方便地查看由熱量引起的變形和應(yīng)力結(jié)果對(duì)于PCB上熱變形/應(yīng)力的研究（線性傳熱/應(yīng)力）設(shè)施內(nèi)部的氣體或液體流動(dòng)計(jì)算計(jì)算受設(shè)施形狀影響的氣液流動(dòng)方向和流量01建筑物周身風(fēng)洞分析分層通風(fēng)系統(tǒng)的分析室內(nèi)空氣流動(dòng)管流壓力自由表面、艦船以及海事結(jié)構(gòu)分析考慮自由水面效應(yīng)的波浪形態(tài)分析并對(duì)波浪引起的對(duì)于結(jié)構(gòu)的荷載進(jìn)行評(píng)估01通過實(shí)驗(yàn)對(duì)midas NFX-CFD自由水面特性進(jìn)行驗(yàn)證 1)1) ODDLS: A new unstructured mesh finite element method for

3、the analysis of free surface flow problems, Julio Garcia-Espinosa, Int. J. Numer. Meth. Engng (2008)周期 = 2.16s周期 = 2.28s周期 = 2.4s周期 = 2.52s周期 = 2.64s周期 = 2.76s周期 = 2.88s周期 = 3.0s按照不同周期長(zhǎng)短生成的波浪以及其壓力等值分布圖波浪的行為可以通過定義一個(gè)類似MS-Excel表達(dá)式的函數(shù)就能生成對(duì)由艦船晃動(dòng)引起的流動(dòng)分布進(jìn)行研究產(chǎn)品外部的流體流動(dòng) - 表面流體作用力的計(jì)算分析產(chǎn)品外部氣體/液體的流動(dòng)狀態(tài)并計(jì)算產(chǎn)品表面受到的流

4、體作用力01葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的碰撞功能應(yīng)用，并分析其產(chǎn)生的應(yīng)力線性靜態(tài)分析振動(dòng)模態(tài)分析一階模態(tài)四階模態(tài)CFD分析的計(jì)算結(jié)果液壓力可以自動(dòng)地添加到結(jié)構(gòu)分析荷載中風(fēng)電渦輪周邊的氣體流動(dòng)流熱耦合分析對(duì)產(chǎn)品內(nèi)外部的氣流或液流進(jìn)行流熱耦合分析，計(jì)算流體溫度變化01流熱耦合分析可以選擇14種湍流模型，包括k-, k-, k-SST, LES等等計(jì)算由密度變化引起的自然對(duì)流通過CFD接觸功能可以獨(dú)立地對(duì)流體和固體網(wǎng)格尺寸分別進(jìn)行選擇穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)流熱耦合分析產(chǎn)品耐久性評(píng)估受內(nèi)部氣體或液體壓力影響的產(chǎn)品耐久性評(píng)估01產(chǎn)品發(fā)生強(qiáng)度問題CAD 分析模型產(chǎn)品內(nèi)的壓力分布(CFD)應(yīng)力集中分析 (結(jié)構(gòu)分析)CFD分析的計(jì)算

5、結(jié)果液壓力可以自動(dòng)地添加到結(jié)構(gòu)分析荷載中閥-管系統(tǒng)中對(duì)結(jié)構(gòu)受到的液體壓力進(jìn)行評(píng)估計(jì)算燃料罐中與晃蕩現(xiàn)象相關(guān)的流體作用力氣體或液體中化學(xué)物質(zhì)的濃度氣體或液體中化學(xué)物質(zhì)的濃度計(jì)算以及對(duì)于擴(kuò)散和對(duì)流情況的評(píng)估01優(yōu)化煙囪布局的設(shè)計(jì)，降低二氧化碳排放量市中心位置污染物的濃度分布室內(nèi)污染物的濃度分布評(píng)估火災(zāi)狀況下，燃燒產(chǎn)物的擴(kuò)散趨勢(shì)分析有害物質(zhì)吸收設(shè)備橫截面物質(zhì)的濃度云圖橫截面云圖工作環(huán)境工作環(huán)境02簡(jiǎn)化的程序架構(gòu)提供了直觀的用戶界面midas NFX-CFD 求解器包含14種湍流模型的一般流體分析流體內(nèi)的熱對(duì)流分析以及固體內(nèi)部的復(fù)雜熱傳導(dǎo)分析自由水面分析 基于移動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的ALE算法 擴(kuò)散及對(duì)流現(xiàn)象分

6、析穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)分析 2D, 2D-軸對(duì)稱, 3D 高性能并行求解器(32/64位) midas NFX-CFD (設(shè)計(jì)者模式)midas NFX-CFD (分析者模式)簡(jiǎn)化模式全功能模式+分析模式可以輕松切換為設(shè)計(jì)者提供基于CAD模型的操作環(huán)境提供多種多樣的自動(dòng)功能，最大程度地減少用戶輸入，用快速而簡(jiǎn)單的方式完成仿真設(shè)計(jì)分析者模式下，對(duì)于所有類型的分析可以進(jìn)行從CAD模型創(chuàng)建到有限元網(wǎng)格劃分等操作。專家模式專門為仿真工程師和力學(xué)分析專家設(shè)計(jì)。借助于先進(jìn)的幾何建模功能和多樣的網(wǎng)格生成器，向用戶提供精確的建模、分析結(jié)果以及大量的后處理功能。工作環(huán)境02可以導(dǎo)入包括CATIA、UG、Pro-E、Sol

7、idworks等11種CAD模型文件工作環(huán)境02僅需少量鼠標(biāo)操作的直觀工作流程所有的操作通過簡(jiǎn)單地點(diǎn)擊幾次鼠標(biāo)就可以完成。CAD 模型導(dǎo)入 簡(jiǎn)化功能去除無用的孔和倒角布爾運(yùn)算特性可以自動(dòng)生成流體CAD模型材料特性、邊界條件定義自動(dòng)風(fēng)格劃分檢查分析結(jié)果并生成定制報(bào)告(MS-Word 格式)工作環(huán)境02多樣的后處理圖表以及報(bào)告自動(dòng)生成功能生成演示視頻自動(dòng)計(jì)算所選橫截面通過的流量流量 自動(dòng)計(jì)算便捷的 區(qū)域選擇向量云圖等值線圖圖表MS-Word 格式報(bào)告前后處理前后處理功能03布爾操作及模型簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化布爾操作1導(dǎo)入 CAD 模型2通過布爾操作生成流體區(qū)域3生成分析對(duì)象便于研究的直觀界面以及需要?jiǎng)h除對(duì)

8、象（孔/圓角）的自動(dòng)識(shí)別按照尺寸進(jìn)行分色顯示多種形狀或部件的清除處理（自動(dòng)/一般）孔邊的倒角微小的表面凹陷部分前后處理功能03材料屬性數(shù)據(jù)庫通過拖拽為部件分配材料通過設(shè)置默認(rèn)材料，當(dāng)開始一個(gè)新的工作項(xiàng)目時(shí)可以將默認(rèn)材料自動(dòng)分配給模型數(shù)據(jù)庫 能夠?yàn)椴牧蠈傩远ㄖ菩枰闹登昂筇幚砉δ?3優(yōu)化的并行網(wǎng)格劃分借助多核處理器可以并行劃分網(wǎng)格的過程在1分鐘內(nèi)生成640,000單元噴液裝置單元：640,000節(jié)點(diǎn)：1,060,000簡(jiǎn)潔友好的界面 通過CPU并行計(jì)算能夠快速生成適應(yīng)幾何模型的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)格減少30%的網(wǎng)格劃分時(shí)間減少50%的網(wǎng)格劃分時(shí)間1 Core2 Cores4 Cores前后處理功能03網(wǎng)格質(zhì)量

9、檢查和重劃分利用網(wǎng)格質(zhì)量檢查功能對(duì)網(wǎng)格歪斜度進(jìn)行評(píng)估歪斜角度 40利用界限設(shè)置將質(zhì)量較差的網(wǎng)格自動(dòng)分離歪斜角度30選擇不精確單元自動(dòng)輸出不精確單元12自動(dòng)修正不精確單元(2D 網(wǎng)格)3前后處理功能03間接流固耦合CFD分析的計(jì)算結(jié)果液壓力可以自動(dòng)地添加到結(jié)構(gòu)分析荷載中位移結(jié)果應(yīng)力結(jié)果流速結(jié)果流體區(qū)域網(wǎng)格劃分荷載添加結(jié)構(gòu)CAD網(wǎng)格劃分泵設(shè)備中的應(yīng)用03midas NFX-CFD中移動(dòng)風(fēng)格功能應(yīng)用案例程序可靠性03程序得到KSME(韓國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì))和UNESCO數(shù)值研究學(xué)院CIMNAE的認(rèn)證論文索引: A new unstructured mesh finite element method

10、for the analysis of free surface flow problems, Julio Garcia-Espinosa, INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING, 2008Flow Behind a Circular Cylinder, an internal report the University of Parma, Italy自由水面功能項(xiàng)目應(yīng)用03利用CFD分析手段檢測(cè)泵集水系統(tǒng)中的旋渦03自由水面功能項(xiàng)目應(yīng)用利用CFD分析手段檢測(cè)泵集水系統(tǒng)中的旋渦CFD功能未來發(fā)展CFD功能未來發(fā)展0

11、4 核心框架 電氣/電子熱流 土木工程專用 (橋梁/風(fēng)環(huán)境/沖刷)流固耦合作用巖土工程專用End of 201520142015CFD求解器的發(fā)展CFD功能未來發(fā)展04GPU加速高性能計(jì)算CFD未來功能發(fā)展04基于GPU計(jì)算的實(shí)時(shí)仿真201520132014 支持多波前求解器的GPU計(jì)算 支持顯式求解器實(shí)時(shí)仿真(3D隱式有限元方法)3D 有限元非線性動(dòng)力學(xué)分析網(wǎng)格 (125,127單元, 28,796節(jié)點(diǎn))2D 有限元分析實(shí)時(shí)運(yùn)算并且能與用戶互動(dòng)CFD功能未來發(fā)展04CFD分析未來展望加速時(shí)間仿真在事件結(jié)束前對(duì)其進(jìn)行分析并采取措施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真自動(dòng)吸收實(shí)際數(shù)據(jù)并基于這些數(shù)據(jù)即時(shí)修改分析結(jié)果CFD功能未來發(fā)展04加速時(shí)間仿真有限體積法流體分析 (11.98 X 8.28 km)實(shí)際流動(dòng)時(shí)間(23 hrs) 數(shù)值模擬時(shí)間(14 hrs)即時(shí)預(yù)測(cè)災(zāi)難以提前采取措施 超級(jí)性能計(jì)算 多領(lǐng)域核心科技CFD功能未來發(fā)展04數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真 模型驅(qū)動(dòng)仿真 數(shù)