Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği > ANSYS CFX

ANSYS CFX

  • ANSYS CFX bileşenleri, ANSYS Workbench mühendislik simulasyon platformundan hem bağımsız hem de bütünleşik olarak çalışır. Çözüm işlemi sırasında her adımı birleştiren müteakip ayarlar, en uygun tasarımı belirlemeye yönelik, tasarım iterasyonlarının daha çabuk ve kolay oluşturulmasını sağlar.
  • ANSYS Workbench, ANSYS ürünleri yelpazesi içinde birleşmiş data paylaşımı ve proje dosya yönetimi sağlar.
  • Yeni sürümü 11.0 ile ANSYS Workbench'in parametre yöneticisi, bir ürünün çalışma aralığının irdelenmesine yada çeşitli alternatif tasarımların incelenmesi ve karşılaştırılmasına olanak sağlayan bir seri simülasyonun ayarlanmasını sağlar. Performans metriklerinin otomatik hesaplaması ile bütünleşik, parametrize edilmiş geometri ve fizik tanımlamaları, ürünün yada işlemin çalışma aralığının hızlıca tanıtılmasını sağlar.
  • ANSYS DesignXplorer kullanılarak deneylerin, deterministik ve güvenilir tasarım optimizasyon tekniklerinin tasarımlarının Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)'ne uygulanması sağlanır.

 

ANSYS CFX Modelleme Yetenekleri

  • Dörtyüzlü, altıyüzlü, prizma(kama) ve/veya piramid elemanlarının herhangi bir karışımının çözümü
  • Sıkıştırılabilir/sıkıştırılamaz - subsonik, transonik, süpersonik
  • daha iyi şok yakalamak için yüksek-hız sayısal iyileştirmesi
  • Sabit/geçici
  • Laminar/türbülanslı

 

Fizik Önişlemcisi

  • Geniş çeşitliliğe sahip kaynaklardan/formatlardan çözüm ağı aktarılması
  • Fiziksel tanım kümeleri arasında otomatik arayüz oluşturulması
  • Çözüm ağ yüzü bölgelerinin manuel etiketlendirilmesi
  • Genelleştirilmiş ızgara arayüzü ile çoklu çözüm ağlarının dönüştürülmesi ve konuşturulması
  • Sezgisel problem tanımlaması
  • Uygulamaya özgü sihirbazlar (Quick Set-up ve TurboPreTM)
  • Yaygın akışkanlar kütüphanesini de içeren esnek akışkanlar editörü
  • Genel kullanıcı-tanımlı fonksiyonlar için ifade dili
    • Akışkan özellikleri
    • Denklem kaynakları
    • Sınır koşulu profilleri
    • Başlangıç koşulları
  • Önişlemcide profil ve ifade sınır koşulları görüntülemesi
  • Batch modda yürütülebilme ve gelişmiş/özel uygulamalar ve makrolar için CFX Komut Dili CCL power syntax 'a tam erişim sağlama
  • Bağlama duyarlı çevrimiçi kullanıcı dokümantasyonu

 

Sınır Koşulu 

  • Giriş: kütle akışı ve akış yönü, hız, statik basınç ve yönü, toplam basınç ve yönü, toplam entalpi, toplam sıcaklık, statik sıcaklık, subsonik, süpersonik ve karışık (subsonik ve süpersonik bileşimi)
  • Çıkış: kütle akışı (basınç profili veya çevresel ortalama basınç profili ile), hız, düzgün statik basınç, ortalama statik basınç, çevresel ortalama statik basınç, subsonik, süpersonik, degassing koşulu, meridyonel basınç profili, sıfır gradient koşulu
  • Açılış (karışık içakış/dışakış): hız, statik (içeri)/statik (dışarı) basınç ve yönü, toplam (iç)/statik (dış) basınç ve yönü, yerel akış yönü veya sürüklenme
  • Duvar: kaymazlık, serbest kayma, pürüzlü, hareketli, adiabatik, sıcaklık-belirtilmiş, ısı akısı, ısı transfer katsayısı
  • Opak, kara cisim, radyasyon yoğunluğu koşulları
  • Simetri
  • İnce yüzey duvarları
  • Herhangi bir nicelik için 1-B veya 2-B profil özellikleri

 

Çoklu Tanım Kümesi ve Tanım Kümesi Arayüz Modelleri

  • Dönel akışkan tanım kümeleri
  • Geçirgen tanım kümeleri
  • Karşılıklı dönüş hızı adveksiyon modeli
  • Çoklu referans çerçeveleri
  • Donmuş rotor arayüz modeli
  • Safha arayüz modeli
  • Hatve değişim modeli
  • Sabit durağan çerçeve basınç safha arayüz modeli
  • Geçiş rotor/stator arayüz modeli
  • Ötelemeli ve dönel periyodik bağlantılar
  • Basınç değişimli ve kütle akış oranlı ötelemeli periyodik bağlantılar
  • Konservatif cebirsel akışkan geçirgen arayüzü

 

Türbülans Modelleri

  • Cebirsel (sıfır-denklem) modeli
  • k-ε, RNG k-ε
  • kesme mukavemeti iletimi
  • k-omega
  • Reynolds gerilim iletim modeli
  • k-omega Reynolds gerilimi
  • Ayrık Eddy Simulasyon (DES) türbülans modeli
  • SST Ölçek Uyarlamalı Simulasyon (SAS) türbülans modeli
  • Smagorinsky Büyük Eddy Simulasyonu (LES) modeli
  • Ölçeklenebilir duvar fonksiyonları
  • Duvar integrasyonuna sahip otomatik duvar yakını muamelesi
  • Kullanıcı-tanımlı türbülanslı duvar fonksiyonları ve ısı transferi
  • Kestirimci Menter-Langtry γ-θ laminar-turbülanslı geçiş modeli

 

Isı Transferi

  • Hiç, isotermal, termal enerji veya toplam enerji
  • Viskoz ısınma
  • konjuge ısı transferi
  • Doğal conveksiyon
  • Radyasyon
  • P1 (yayılma) radyasyon modeli
  • Rosseland radyasyon modeli
  • Katılımcı ortam ve yüzeyden yüzeye ayrık transfer radyasyon modelleri
  • Katılımcı ortam ve yüzeyden yüzeye Monte Carlo radyasyon modelleri

 

Genelleşmiş Izgara Arayüzü

  • Çoklu çözüm ağlarının bağımsız kaynaklardan aktarılması ve konuşturulması
  • Örtüşmeme koşulları için detaylı kontrol
  • Izgaralandırılmış veya direkt çözüm ağı kesişim algoritmaları

 

Yanma

  • Tek ve çok-adımlı EDM reaksiyon modelleme:
    • Kimyasal kinetik
    • EDM maksimum alev sıcaklık modeli
    • Tutuşma ve sönme modelleri
  • Önce-tanımlı reaksiyon ve malzeme kütüphaneleri (kullanıcı tarafından değiştirilebilir)
  • Güçlü yakınsama ve sağlamlık için çoklu-adım reaksiyonlarının birleştirilmiş çözümü
  • Detaylı kimya için PDF-türü yanma modeller
    • Yayılım alevleri için ufak alev model
    • Önkarışımlı/kısmen önkarışımlı yanma için Zimont model
  • NOx modeli
  • Magnusson is modeli
  • Tek veya çoklu faz akımı ile yanma
  • Kısmen önkarışımlı yanma için ağırlıklı reaksiyon gelişim modeli
  • Türbülanslı ve laminar yanma hızı korelasyonları
  • Spark tutuşma modeli
  • Kimya (örneğin, NOx) çözüm sonrası değerlendirme modu

 

Kullanıcı Tanımlı Denklemler ve Tür Aktarımı

  • Advektif/yayılan aktarım
  • Yayılan aktarım
  • Poission denklemi
  • Skalar ve vektör cebirsel ek değişkenler

 

Malzeme Özellikleri

  • İdeal gaz durum denklemi
  • NASA formatında sıcaklık-bağımlı Cp
  • Dördüncü dereceden polinomsal sıcaklık-bağımlı ideal gaz Cp'si
  • Redlich-Kwong gazlar için durum denklemi
  • IAPWS IF-97 su için durum denklemi
  • Saf maddelerin buhar basıncı eğrisi için Antione denklemi
  • Sutherlands kanunu, modifiye edilmiş Eucken, ve etkileşimsiz küre modelleri için sıcaklık-bağımlı, viskoz ve sıcaklık iletkenlik modelleri
  • Newtonyan ve newtonyan olmayan akışkanlar
  • Kullanıcı tanımlı, tablolar halinde, termodinamik özellikler veya CEL ifadeleri veya user Fortran
  • Kullanıcı tanımlı, tablolar halinde, transport özellikleri, CEL ifadeleri veya user Fortran
  • Kullanıcı tanımlı, CEL ifadeleri halinde, radyasyon ve elektromanyetik özellikler veya kullanıcı

 

Fortran

  • Ön-tanımlı malzeme veritabanı
  • Çok bileşenli akışkanlar

 

Euler çok fazlı modelleri

  • Cebirsel çok fazlı kayma modeli
  • Homojen veya akışkan-bağımlı kütle ve momentum denklemleri
  • Homojen veya akışkan-bağımlı türbülans
  • Homojen veya akışkan-bağımlı enerji denklemleri
  • Limitsiz faz sayısı
    • Sürükleme kuvveti modelleri
    • Kabarcıklar için Grace sürükleme faktörü
    • Partiküller için Schiller-Naumann sürükleme modeli
    • Ishii-Zuber modeli
    • Wen Yu modeli
    • Genel kullanıcı-tanımlı sürükleme katsayısı
  • Sürükleme-dışı kuvvet modelleri
    • Yoğun partikül efektleri ve katıların basınç kuvvetleri
    • Yoğun partikül efektleri için kinetik teori
    • Türbülanslı yayılma kuvveti
    • Kaldırma kuvveti
    • Basınç gradyen kuvveti
    • Sanal kütle kuvveti
    • Wall yağlaması
  • Fazlar arası ısı transferi
    • Fazlar arası akı özelliği, ısı transferi katsayısı, Nusselt sayısı, Hughmark veya Ranz-Marshall korelasyonları
    • Fazlar arası değişken transferi
    • Fazlar arası akı özelliği, transferi katsayısı, Sherwood sayısı, Hughmark veya Ranz-Marshall korelasyonları
  • Fazlar arası kütle transferi
    • Denge faz değişim modeli
    • Termal faz değişim modeli (buharlaşma, yoğunlaşma, kaynama)
    • Denge-dışı damlacık çekirdeklenmesi ve faz değişim modeli (buharlaşma, yoğunlaşma)
    • Kavitasyon modeli (Rayleigh-Plesset)
    • Çoklu Boyut Grubu (MUSIG) kabarcık modeli
    • Fazlar arası akı özelliği, transferi katsayısı, Sherwood sayısı, Hughmark veya Ranz-Marshall korelasyonları

 

Coupled Lagrangian Particle Tracking Model

  • Kütlesiz, tek yönlü veya tam çift yönlü momentum transferi
  • Sabit rejim veya geçici rejim
  • Hareketli sayısal ağ desteği
  • Partikül sürükleme modelleri
  • Enjeksiyon konumlarının, boyut dağılımlarının (6+ dağılım fonksiyonları), vb. detaylı kontrolü
  • Partikül erozyon modeli
  • Duvar parçalanma modelleri
  • Birincil parçalanma modelleri: BLOB, EBLOB ve levha atomizasyonu
  • Sprey penetrasyonu tanısı
  • İkincil parçalanma modelleri: Reitz ve Diwakar, TAB, ETAB, Schmehl, CAB
  • Sanal kütle, basınç gradyeni ve türbülanslı yayılma kuvvetleri
  • Buharlaşan sıvı damlacıkları
  • Yağ yanma modeli
  • Yaklaşık/nihai hidrokarban yakıt analizli kömür yanma modeli
  • Yerel partikül ve verteks-ortalamalı sonuçlar
  • Partikül enjeksiyonu ve partikül modelleri için user Fortran kontrolü
  • Tam paralelleştirilmiş

 

Serbest Yüzey Modelleme

  • Sıkıştırılabilir diskretizasyon
  • Homojen veya falar arası transfer modelleri
  • Yüzey gerilimi

 

Ses modelleme

  • Lighthill gerilim çıktısı
  • Akustik çözücüler için monopol, dipol ve dönel dipol kaynakları ihracı

 

Kaynak Modelleri

  • Lineer ve dördüncü dereceden direnç modelleri
  • Geçirgenlik ve kayıp katsayısı modelleri
  • Kullanıcı-tanımlı kütle, momentum, enerji ve türler için hacimsel kaynakları
  • Kullanıcı-tanımlı kütle, momentum, enerji ve türler için sınırsal kaynaklar

 

Hareketli ve Deforme olan Sayısal Ağlar

  • Sabit rejim veya geçici rejim analizi
  • Otomatik sağlam sayısal ağ sıkılık hesaplaması
  • Öngörülen yüzey veya hacim hareketinden sayısal ağ dönüşümü
  • User Fortran tarafından açık hacim sayısal ağ hareketi
  • Genel ızgara arayüz desteği
  • Çözüm bazlı sayısal ağ adaptasyonu

 

Akışkan Yapı Etkileşimi

  • Sabit rejim analizlerine uygun ANSYS ve ANSYS CFX arasında tek yönlü bağlantı
  • Hareketli/deforme olan zaman geçişli veya sabit rejim analizleri için çift yönlü FSI kapasitesi
  • Akışkan dinamiği kuvvetleri ve ısı akımı için konzervatif profil-korumalı enterpolasyon

 

Numerics

  • Konzervatif sonlu elemanlar bazlı kontrol hacmi metodu
  • Sıkıştırılamayandan sıkıştırılabilir olana kadar tüm akım hızlarıiçin örtülü, basınç-bazlı algoritma
  • Adveksiyon modelleme
  • Rüzgara karşı fark adveksiyon şeması
  • 1. ve 2. dereceden karışım faktörü
  • Yüksek cözünürlüğe sahip bağlı adveksiyon şeması
  • Sağlam ve doğru difüzyon diskretizasyon şeması
  • Uyarlamalı, geçici zaman adımlı 1. ve 2. dereceden konzervatif geçici diskretizasyon

 

Lineer Çözücü

  • Çoklu-faz akımları dahil, birleştirilmiş kütle ve momentum çözümü
  • Çoklu-faz akımları için birleştirilmiş enerji çözümü
  • Çoklu-faz akımları için birleştirilmiş ek değişkenler çözümü
  • Cebirsel çoklu ızgara
  • Eksik aşşağı/yukarı çarpanlara ayırma (ILU) kolaylaştırıcı
  • Çok sayıda düğümde bile lineer performans

 

Paralel Hesaplama

  • UNIX ve/veya Windows platformları için homojen veya heterojen network
  • PVM veya MPI paralel iletişim kütüphaneleri
  • Satıcı spesifik MPI desteği
  • Linux'te fyüksek hızlı bağlantılarda (Myrinet, Infiniband, Quadrics) MPI desteği
  • Otomatikleştirilmiş alan bölümlendirme
  • Geniş problemlerde yüzde 90'ı aşan verimlerde çok sayıda işlemci için ölçülebilir yürütme zamanı
  • Ölçülebilir hafıza kullanımı

 

Kullanıcı Modelleme ve Çözüm Kontrolü

  • Monitör nokta ve sınır akım değerleri için dinamik takip
  • Dinamik komut dosyası tekrar okuma
  • Çözüm esnasında çözücü parametrelerinin ve sınır koşulu değerlerinin modifiyesi
  • Akışkan özellikleri, denklem kaynakları, sınır koşulu profilleri ve başlangıç koşulları için kullanıcı-tanımlı fonksiyonlara uygun ifade dili.
    • Sınır değerleri ve akımları için dinamik doğrulama
    • 1-B veya 3-B nokta kümesi data interpolasyonu
    • Tam programlanabilir kullanıcı fonksiyonu için kullanıcı alt rutin arayüzü

 
ANSYS CFX Postproses (sonişlem)

ANSYS CFX sonişlemci ANSYS CFX sonuçları için çok güçlü ve esnek bir analiz sistemi sağlar. Kabiliyetleri aşağıda belirtilmiştir
 

  • Otomatik rapor oluşturma
    • rapor oluşturma (yorumlar, figurler, şema, tablolar)
    • Tüm şemaları, tabloları, figürleri içeren rapor şablonlarını başlatma ve sonra her tasarımda diğer dizayn alternatiflerinin karşılaştırılabilmesi için tekrar kullanma
    • HTML rapor dış aktarımı
  • Genel postproses (sonişlem) kabiliyeti
    • Çoklu sonuçların simultane yüklemesi
    • Sonuçların tekrar yüklemesi sonrası otomatik bölge hesaplaması
    • Kontekst-duyarlı yardım
    • Sınırsız geri-al, ileri-al özelliğ
    • Ayarlanabilir mouse tuşları
    • Ayarlanabilir birim özellikleri
    • Ayarlanabilir bakış ve dokunuş
    • Nesne seçme, sürükleme ve dinamik vurgulama
    • Viewer'da kontekst-duyarlı sağ tuşa dokunarak nesne kontrolü
    • Oturum kaydetme ve tekrar oynatma
    • Durum kaydetme ve geri yükleme
    • Yığın işleme
    • Döngüler, lojik ve alt rutinler (makrolar) dahil olmak üzere tam progranabilir postproses (sonişlem)
  • Data iç/dış aktarımı
    • Sonuçları ANSYS CFX, CFX-4, CFX-TASCflow, ANSYS shell ve 3-B elemanları veya CGNS formatlarında okuma
    • Harici dataların iç aktarımı (yüzeyler, çizgiler, şemalar )
    • Postscript, jpeg, png, bmp, ve ppm imaj çıktısı
    • CVF (ANSYS CFX Viewer formatı) ve VRML'e 3-B görünüm çıktısı
    • PowerPoint yazılımında HTML yoluyla 3-B interaktif görünüm çıktısı ve viewer gömme
  • Grafik kabiliyetleri
    • Çoklu viewer windows
    • Ön-tanımlı ve kullanıcı-tanımlı görünümler
    • Görüntü kırpma
    • Nokta ve nokta bulutları (nesne örnekleme)
    • Panel dilimleme (bağlı ve bağlı olmayan)
    • Dairesel ve dikdörtgensel örnek düzlemler
    • Eşyüzeyler
    • Yüzeyler veya dönüşüm
    • Eş-değerler, küre, yüzey kesişiminden hacimler
    • Çizgi ve çoklu çizgi (2-nokta, harici data veya bölge/dilim kesişimi)
    • Yüzey grupları
    • Offset yüzeyleri
    • Herhangi bir yüzey, çizgi, veya noktayı renklendirme
    • Kontürler/saçaklar
    • Akış çizgileri ve yüzey akış çizgileri
    • Vektörler
    • XY grafikleri (çizgdeni, zaman çizelgesinden veya dosyadan değişken)
    • Yüzler, çizgiler, ışıklandırma, şeffaflık ve dokulara görüntü ekleme işleminde render kontrolü
    • 2-B ve 3-B metin etiketleri ve açıklama notları
  • Animasyaon yaratma
    • Çabuk animasyon (düzlemler, eşyüzeyler, sayısal ağ yerdeğiştirmesi, zaman adımları)
    • Detaylı key-frame animasyonu
    • MPEG çıktısı
  • Kantitatif postproses (sonişlem)
    • İnteraktif data inceleme
    • Düğüm sayımı, kütle akışı, uzunluk, alan ve hacim değerlendirme
    • Uzaklık, alan, hacim, ve kütle akış-bazlı ortalama ve entegrasyon
    • Kuvvet ve tork hesaplama
    • Yukarıda belirtilmiş tüm fonksiyonların ifadesel desteği
    • Kullanıcı tanımlı değişkenler
    • Sayısal ağ kalite analizi
    • Hesap çizelgesi ortamında kantitatif tablolar
  • Turbomakina postproses (sonişlem)
    • Turbo dilimleri (m', theta, span)
    • 3-B veya turbo görünümler (b2b, meridyen)
    • Çevresel ortalama
    • Silindirik vektörler
    • Turbo-spesifik çizimler, performans makroları ve raporları

 

Beta Özellikleri

ANSYS CFX sürüm 11.0, bir dizi sürülmüş (görünür) ve ANSYS CFX içinde geliştirilmekte olan sürülmemiş (gizli) ''beta'' özellikleri içerir. Bu özellikler geniş oranda test edilmemiş,desteksiz ve gelecek sürümlerde değişikliğe açıktır.

Eğer beta özelliklerini seçip aktive ederseniz sürülmüş beta özellikleri CFX-Pre'de görünür kılınır.

Sürülmemiş beta özellikleri genelde ürün içerisinde görünür değildir ve çoğunlukla özel CFX Komut Dili, user Fortran kullanımını veya CFX çözücü uzman parametrelerinin aktivasyonunu gerektirir. Gizli beta özellikleri ihtiyaç duyan ve bu özelliklerin durumunu anlayan kullanıcılar için mevcut hale getirilebilir.

 

ANSYS CFX sürüm 11.0 da bulunan bazı beta özellikleri:


Sürülmüş (Görünür) Beta Özellikleri

  • Yansıtmasız akustik sınır koşulları (giriş, çıkış ve açılış koşulları destekli)
  • Bağlantısız tanım kümelerinde bağımsız fizik modelleme
  • Spalart-Allmaras, ve cebirsel açık Reynolds gerilim modeli, dinamik ve WALE büyük eddy simülasyonunu içeren ek türbülans modelleri
  • İki-denklemli RANS modelleri için tekrar bağlanan ve dönen akım düzeltmeleri
  • Geçiş modeli için kabalık modifikasyonu
  • Hatve ve şekil değişikliğine uygun sıvı-katı arayüzleri
  • Ek konjuge değişkenler ve katı tanım kümelerinde ek değişkenler
  • Dönel CHT katı tanım kümesi
  • Dönel katı tanım kümeleri için dönel adveksiyon terimi (enerji ve aktarılmış ek değişken denklemlerindene uygun)
  • Hacim bölümleri için sıfır gradyen sınır koşulları, kritik-altı serbest yüzey akımlarında otomatik yükseklik hesaplama olanağı sağlar
  • MHD desteği
    • Konjuge bağlaşımlı, bağlı katı ve sıvı tanım kümelerinde elektrik ve manyetik alanlar için potansiyel denklemleri
    • Momentum denkleminde Lorentz kuvveti
    • Enerji denkleminde Joule ısı terimi
    • Partiküller üzerindeki electromanyetik kuvvet efektleri

 

Sürülmemiş (Gizli) Beta Özellikleri

  • Homojen olmayan MUSIG Euler çoklu faz modeli
  • ASM için özel sürüklenme kütle akımı
  • Katı kimya çözücüsü
  • k-omega-bazlı türbülanslı modeller için kaba duvar muamelesi
  • Katı bölgeleri içinde ve katı-sıvı arayüzü boyunca ek değişken aktarımı
  • Geliştirilmiş Euler çoklu-faz geçiş şeması
  • Gazlar ve aşırı soğutulmuş sıvılar için Peng-Robinson durum denklemi
  • Doyma kesintili gerçek sıvı özellik desteği
  • Newton olmayan dinamik viskozite modeli
  • Ek değişkenler için ortotropik termal iletkenlik ve yayılma

 


Platform Desteği

UNIX İş İstasyonları

 

  • HP-UX 11i çalıştıran Hewlett-Packard PA-RISC veya IA-64 Itanium®
  • Solaris 9 veya 10 çalıştıran SUN UltraSPARC
  • IRIX 6.5.19 çalıştıran SGI
  • AIX 5.3 çalıştıran IBM Power
  • TruUnix 5.1 çalıştıran HP-Compaq'da yığın çözücü desteği

 

32- veya 64-Bit Windows ve Linux

  • 32- bit Windows 2000 veya XP, Windows XP64
  • RedHat Enterprise Linux 3 veya 4
  • SuSE Professional Linux 9 veya 10
  • SLES 9

 

Tüm platformlarda çifte hassasiyet ve 64-bit hafıza adresleme