CONVERGE新一代专用热流体分析软件
功能
• 基于求解器的完全自动网格生成
• 灵活的网格控制功能
• 流体结构耦合（FSI： Fluid Structure Interaction）
• 湍流模型
• 多相流模型
• 燃烧模型
• 流固耦合传热（CHT: Conjugate Heat Transfer）
• 与GT-SUITE・GT-POWER耦合
• 其它
分析对象表面形状修正、计算设置、结果处理等工作都可以通过简单易用的图形化操作界面CONVERGE Studio进行。而三维结果后处理则可以在通用后处理软件Tecplot 360专为CONVERGE定制的版本Tecplot for CONVERGE（免费）进行。
CONVERGE Studio界面
CONVERGE Studio界面
CONVERGE Studio界面
CONVERGE Studio界面
Tecplot for CONVERGE: 交互式后处理软件
Tecplot for CONVERGE:多种流线表示方式
Tecplot for CONVERGE：多窗口多对象显示
Tecplot for CONVERGE：多窗口多对象显示
Tecplot for CONVERGE：多窗口多视图显示
在CONVERGE中，用户只需提供分析对象的表面形状几何文件，求解器在计算过程中自动通过其切割网格(cut cell)算法得到内部体网格。表面附近的网格为多面体（polyhedra），内部网格为完全正交的六面体。
对于带有运动边界的模型，用户只需事先指定运动边界的运动规律，求解器自动处理边界运动和网格更新，因此特别适合发动机中活塞、气门的运动，以及泵阀设备中的运动部件处理。
灵活的网格控制功能
用户可灵活采用自适应加密（AMR）、固定空间加密、边界加密、总体网格动态缩放等多种网格控制策略，将网格布置在最需要时间和空间，以充分利用有限的计算资源，以最小的网格规模，获得最高的计算精度，实现网格效率最大化。
在计算过程中，通过调整base size可以实现网格的整体缩放。
例如在计算初期用粗网格快速获得整体流场、然后逐步细化网格，从而缩短整个计算时间。
可以根据用户指定的时间和空间对网格进行局部加密。
例如用户可通过Nozzle embedding在喷雾持续期（指定时间）对油束通过的锥形区域（指定空间）进行网格加密控制，还可通过boundary embedding对边界附近区域进行加密。
用户可指定基于流场速度、温度、组分浓度、VOF值等参数的梯度自动进行网格加密。
例如可以对壁面附近指定目标Y+值进行自动加密。
网格控制案例
由于CONVERGE的自动网格功能，特别适合处理运动边界问题，当对象的运动是由流体作用力决定时，CONVERGE可以方便的通过流体结构耦合（FSI）功能来模拟。
例如：球阀、压缩机簧片阀等对象即是属于此例。
球阀开闭过程流动模拟
压缩机簧片阀流动模拟
骰子自由落体模拟
CONVERGE中提供了三大类湍流模型：RANS，DES和LES。
RANS系列包括std. k-ε，RNG k-ε，rapid distortion k-ε，generalized k-ε，std. k-ω，k-ω SST，v2-f，ζ-f，RSM。
DES系列包括DDES (k-ω SST based) 和IDDES(k-ω SST based)
LES系列包括0方程和1方程两类。
湍流射流模拟
喷雾LES模拟
CONVERGE包含用于液体燃料喷射模拟的拉格朗日两相流模型（喷雾模型）、自由表面（VOF）模型和欧拉-拉格朗日(ELSA)模型这三种多相流模型。
•破碎模型
Kelvin-Helmholtz模型
Rayleigh-Taylor模型
KH-ACT模型
LISA模型、 TAB模型
•湍流扩散模型（Stochastic)
•多组分蒸发模型：Frossling /Chiang ,with boiling
•雾滴碰撞和聚合模型
O’ Rourke模型，NTC模型
•撞壁模型
particle-based wall film model
Splash模型： O’Rourke/Kuhnke/Bai-Gosman
•尿素(urea)喷射模型
燃料喷雾模拟
包含两种相界面差分格式：HRIC, PLIC
包含气蚀子模型
溃坝过程模拟
喷嘴内流气蚀模拟
CONVERGE在传统的经验燃烧基础上，引入了基于化学反应动力学思想的详细化学反应求解器。并配备了Multi-zone、动态机理简化等加速算法，使计算负荷大幅减小，能完全满足工程计算需求。另外，软件还提供了化学反应动力学工具包，可以用来进行机理简化&优化、层流火焰速度评估等。
汽油机燃烧模拟
柴油机燃烧模拟
Multi-Zone加速算法精度影响
Multi-Zone加速算法加速效果
•详细化学反应求解器SAGE
N维Multi-Zone加速
Preconditioned Iterative solver
动态机理简化（DMR:Dynamic Mechanism Reduction）
•其它燃烧模型
SHELL自着火–特征时间燃烧模型（CTC）
RIF模型
G方程模型
ECFM/ECFM-3Z模型
FGM模型
• 排放模型
扩展的Zel’dovich NOx模型
Hiroyasu-NSC SOOT模型
现象学SOOT模型（Gokul、Dalian、Waseda）
F.Mauss PM/PSM模型
•表面反应
•化学反应动力学工具包
零维反应器（敏感性分析）
详细化学反应机理简化工具（DRGEPSA法）
一维层流火焰速度计算器
机理合并和优化工具
汽油机缸内燃烧模拟
通过流固耦合传热计算可以实现固体温度的可靠预测。CONVERGE还引入了独特的super-cycle耦合技术，可以很好地解决固体导热和流体传热特征时间差异问题，快速获得稳定的固体温度结果。固体域内网格也是全自动生成，还可考虑固体部件的运动。
考虑活塞固体的喷雾计算
活塞固体内部温度分布
GT-SUITE・GT-POWER是一款一维汽车综合仿真平台软件，可以进行包括缸内、进排气系统、燃油系统、冷却系统等整车全系统的高效仿真。
CONVERGE可以通过以下两种方式实现与GT-SUITE・GT-POWER的耦合分析：
三维模型（CONVERGE）及一维模型（GT-SUITE）的通过流体域的交界面实现耦合：例如进气歧管部分在CONVERGE中计算，发动机系统其它部分在GT-SUITE中计算，这样既可以考虑进气歧管中的三维流动效果，又可以实现整个发动机系统的高效计算。
在CONVERGE中计算得到对象的流体作用力信息，导入GT-SUITE进行对象在流体作用力下的运动。GT-SUITE计算得到对象位移信息再返回给CONVERGE，进行壁面运动处理和流场计算。
GT-SUITE・CONVERGE耦合案例
• 定常・非定常（基于库朗数的可变时间步长・固定时间步长）
• 可压缩・不可压缩
• 流体物性（气体、液体、非牛顿流体、固体）
• 空间离散格式（1阶迎风、2阶中心、混合差分、MUSCL、MUSCL+Flux limiter）
• 多孔介质
• 辐射模型
• 源项
• MRF
• Mapping restart
• 柴油机Sector几何自动创建
• 壁面传热平均及映射
• UDF（User Defined Function）
• 并行计算
