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CONVERGE新一代专用热流体分析软件

特征

基于求解器的全自动体网格生成

大多数的CFD软件在实施计算之前都需要用户花费大量时间创建网格模型,而CONVERGE创造性地引入了基于求解器的完全自动网格生成功能,用户只需要准备仿真对象的封闭几何,CONVERGE在计算过程中采用其专利网格切割技术,基于几何边界高效自动地生成以理想正交六面体为主的高质量笛卡尔网格,从而将人力从繁琐的网格建模工作中解放出来,大大节省用户时间,用户可以将省下的时间用来分析计算结果以及探讨改善方案等更高技术含量的工作。


双轴螺旋泵分析网格

 

 

涡轮增压器内部网格

复杂形状适应性及几何变更便利性

基于求解器的全自动网格生成功能,不仅有利于工作效率的提高,从原理上来说,CONVERGE的这种网格建模方法可用于任意复杂形状的分析对象建模。对传统的CFD软件来说,越是复杂的几何,建模时间就越长。而对CONVERGE来说都没有区别,用户只需要提供封闭的表面形状即可马上开始计算。

 

CONVERGE复杂几何建模示例

 

另外,几何形状的局部或全部变更也非常方便。基础模型计算完成后,导入需要替换部分的几何,经过简单操作即可快速完成形状变更,并马上可以开始新模型的计算。比如缸内计算中,变更活塞或增加火花塞详细结构之类的操作仅需10到20分钟。

 

活塞替换操作(约10分钟)

 

追加火花塞结构(约20分钟)

运动边界问题建模简单

诸多带有运动边界的模型,如往复式发动机、各种形式的压缩机、齿轮泵等,其网格建模工作一直是对其进行CFD计算的瓶颈。CONVERGE由于其独特的笛卡尔自动切割网格思想,非常适合这类复杂运动几何建模,用户只需指定运动边界的运动规律和几何细节处的加密尺寸,CONVERGE会在计算过程中实时自动地根据不断变化的流动空间更新网格,无需用户进行任何干预。此外,对于运动规律非预先确定,而是由流场实时决定的情形,CONVERGE也完全可以支持。 

 


罗茨风机动网格模型



 涡旋式压缩机动网格模型


  

斜盘压缩机动网格模型

 

自适应网格加密(AMR: Adaptive Mesh Refinement)

CONVERGE支持基于流场速度、温度、组分浓度、VOF值的梯度自动进行网格加密,称为自适应加密(AMR: Adaptive Mesh Refinement)。此功能可以以最小的计算成本,获得最高的计算精度,实现网格效率最大化。

 

      

翼型超音速流动分析

 

传统的CFD工具要求在网格建模阶段就确定需要加密的位置,而这需要工程师对分析对象的流场有深刻的理解和丰富的经验才能做到。

而CONVERGE这种基于流场参数梯度自动加密的方法,不依赖于用户的经验,可以以较小的计算负荷获得更高的计算精度。

并且,这种自动加密控制完全是数值化的,因此很容易根据分析对象制定网格加密标准,从而避免工程师的个人经验和习惯对结果影响。

   

汽油机缸内燃烧分析

 

SAGE高速详细化学反应求解器

在CONVERGE中包含许多求解复杂物理现象的子模型。关于化学反应求解这一块,除了传统的概括反应经验模型外,还搭载了考虑详细化学基元反应,直接基于大型详细反应机理进行燃烧计算的SAGE模型。

SAGE模型对爆震、自着火、排放等现象的预测具有比经验模型更高的精度。计算负荷虽然也相对较大,但由于软件同时配备了各种详细化学反应加速选项,使得SAGE模型完全可以满足工程计算要求,成为CONVERGE中燃烧分析的标准推荐模型。

并且,由于网格自适应加密(AMR)和SAGE模型的联合使用,可以自动对火焰面附近网格进行加密,从而实现火焰传播过程的高精度计算。

 

火花塞附近火焰传播模拟

 

广泛的应用领域

CONVERGE除了包含前述的自动网格生成、复杂形状动网格应对、自适应加密、高级燃烧模型等优势特色外,还搭载了丰富的湍流模型、喷雾模型、VOF模型、FSI模型、CHT模型、辐射模型等多种物理模型,使得它特别适用于发动机、燃气轮机、压缩机、泵、阀门等广泛的复杂CFD分析领域。

 

 

滚动压缩机流场模拟

  

 

转子压缩机燃烧分析

 

 

行星齿轮自由表面模拟

燃气轮机燃烧室喷雾燃烧分析


球阀流场分析

 

双轴螺杆压缩机流动模拟


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