传热学中几种常用的软件及数值解法的介绍.doc

实用标准文案 PAGE 精彩文档 传热学中几种常用软件及数值解法的介绍 一、常用软件介绍： 1、FLUENT 软件简介 FLUENT软件是美国FLUENT公司开发的通用CFD流场计算分析软件，囊括了Fluent Dynamic International、比利时Polyflow和Fluent Dynamic International（FDI）的全部技术力量（前者是公认的粘弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，而后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司）。 FLUENT是用于计算流体流动和传热问题的程序。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。 采用的数值解法 有限体积法（Finite Volume Method） 程序的结构 FLUENT程序软件包由以下几个部分组成： (1)GAMBIT——用于建立几何结构和网格的生成。 (2)FLUENT——用于进行流动模拟计算的求解器。 (3)prePDF——用于模拟PDF燃烧过程。 (4)TGrid——用于从现有的边界网格生成体网格。 (5)Filters(Translators)—转换其他程序生成的网格，用于FLUENT计算。 FLUENT程序可以求解的问题 (1)可压缩与不可压缩流动问题。 (2)稳态和瞬态流动问题。 (3)无黏流，层流及湍流问题。 (4)牛顿流体及非牛顿流体。 (5)对流换热问题(包括自然对流和混合对流)。 (6)导热与对流换热耦合问题。 (7)辐射换热。 (8)惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟。 (9)用Lagrangian轨道模型模拟稀疏相(颗粒，水滴，气泡等)。 (10)一维风扇、热交换器性能计算。 (11)两相流问题。 (12)复杂表面形状下的自由面流动问题。 用FLUENT程序求解问题的步骤 利用FLUENT软件进行求解的步骤如下： (1)确定几何形状，生成计算网格(用GAMBIT，也可以读入其他指定程序生成的网格)。 (2)输入并检查网格。 (3)选择求解器(2D或3D等)。 (4)选择求解的方程：层流或湍流(或无粘流)，化学组分或化学反应，传热模型等。确定其他需要的模型，如：风扇、热交换器、多孔介质等模型。 (5)确定流体的材料物性。 (6)确定边界类型及其边界条件。 (7)条件计算控制参数。 (8)流场初始化。 (9)求解计算。 (10)保存结果，进行后处理等。 FLUENT ICEPACK 软件简介：电子设备热控分析 面向工程师开发的专业电子产品热分析软件。Icepak软件易学易用，不需要设计人员有专业的CFD知识背景。软件内置有大量的电子产品模型、各种风扇库及材料库等，用户只需简单调用即可完成模型设计；从而大大缩短设计周期，节省成本。 Icepak软件在通讯、计算机、通用电器、汽车及航空电子设备等领域都有着广泛的应用。 Icepak软件的显著特点是面向对象的建模功能；丰富的物理模型，可以模拟自然对流/强迫对流/混合对流、热传导、热辐射、层流/湍流、稳态/非稳态等流动现象。Icepak还提供了其它分析软件所不具备的能力，如：精确地模拟复杂形状的部件、元器件间的接触阻力、各向异性热传导率、非线性风扇曲线以及在辐射传热中的View factor的自动计算；完全工程化的边界条件和问题设置；面向对象的默认网格参数设置；内置的FLUENT 求解器，可以监控求解过程和中断求解；支持高效率并行计算；方便的图形化后处理功能；提供了扩展的CAD及EDA接口，包括直接的PRO/E接口以及 IGES、STEP、DXF、IDF等接口，易于与其它机械工程CAD工具和EDA软件集成。 2、ANSYS 软件简介 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。 它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAE工具之一。 采用的数值解法 有限元法（finite element method） 软件功能简介 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供 了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块 包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电 磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合