Altair Virtual Wind Tunnel是一款为汽车行业工程师们提供的风洞仿真软件,这款软件充分借助高级网格划分及高保真计算流体动力学仿真等多种 Altair 最早进技术,并使用直观、高度智能化和步骤化的工作步骤与用户界面,将汽车外流场性能的精度和速度预测推向新高。
外流场仿真在现代汽车设计中饰演着举足轻重的角色。汽车的燃料消耗量、稳定性、发动机冷却、驾驶室内部噪声与风挡刮水器的性能均与空气动力用途息息有关。借用使用计算流体动力学 的风洞仿真,工程师可以对这类空气动力载荷进行研究,并能降低汽车开发过程中所需的物理风洞测试。
“HyperWorks Virtual Wind Tunnel 基准测试表明,Altair 的技术与实质风洞结果很吻合,”Altair CFD 技术副总裁 Farzin Shakib 博士表示,“大家可以预见,HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的易用性、灵活性、精度和速度定会使其盛行整个汽车行业,并在建筑设计与架构与风轮机开发等其他需要进行外流场仿真的范围中掀起用热潮。”
该解决方法的核心便是行业领先的Altair CFD 求解器AcuSolve,其计算速度快、扩展性强、功能强大且精度高的特征使之崭露头角。借用 AcuSolve 一流的湍流建模技术,HyperWorks Virtual Wind Tunnel 可以借助稳态及瞬态仿真对流场和气流离别进行预测,从而更快获得愈加精准的结果。AcuSolve 所提供的行业顶尖流体结构耦合解决方法将结构的灵活性考虑在内,可达成更为真实、全方位的汽车虚拟风洞仿真。
HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的另一项优势在于其高级网格划分功能。HyperWorks Virtual Wind Tunnel 以强大的网格划分技术为依托,提供了具备边界层的迅速、全自动非结构化网格划分器。汽车外流场剖析的体网格划分(包含车身底板、发动机舱与边界层)在两个小时之内即可完成。作为 HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的核心,CFD 求解器不只对单元水平具备较强的包容性,还可以管理对于复杂几何不可回避的紧急失真单元。其他解决方法的网格优化步骤一般需要时间的集中投入,而求解器的灵活性便打破了这一常规,从而大大降低了网格划分所需时间。
精准、稳健和可扩展的CFD求解器
HyperWorks VWT的核心技术是Altair一流的计算流体动力学求解器——AcuSolve。它是一款通用的、基于有限元技术的CFD求解器,因而在求解速度、可扩展性、精准性和稳健性方面有着独特的优势。
基于靠谱的数学理论,AcuSolve可以高效地解决复杂和大规模的工业CFD问题。构架于共享和分布式内存系统并行计算,使用混合的并行技术,AcuSolve在基于非结构单元拓扑上提供迅速和高效的瞬态和稳态剖析结果,同时有着非常不错的并行加速比。
HyperWorks VWT使用雷诺平均Navier|Stokes 和离别涡技术来模拟湍流,预测流场和流动离别。DES技术使用RANS办法模拟近壁边界层流动,而使用大涡模拟模拟汽车尾迹的离别流动。使用RANS办法进行稳态剖析和DES办法进行瞬态模拟均可以得到精准的外流场计算结果。因为AcuSolve在时间推进上使用了一套特别高效和稳健的数值办法,瞬态剖析的耗时较少,一般都在可同意的范围内。这使剖析职员有充分的时间来使用更贴合实质的、更精准的瞬态仿真,而不必因为考虑到时间本钱而使用稳态仿真来求解汽车的流场。
作为通用的CFD求解器,AcuSolve提供了丰富的物理模型和功能,如气动弹性、气动声学仿真、刚体运动及流固耦合来模拟整车或部件外流场性能,为汽车虚拟风洞仿真提供了真实、完整的建模环境。
一流的网格生成技术
HyperWorks VWT内嵌了一套迅速、高效并完全智能化非结构网格和边界层网格生成的技术。它包括了很多强大而灵活的表面网格和体网格生成工具,包含边界层传播技术、面网格和体网格拉伸技术、各向异性网格和边缘协调网格技术、混合网格拓扑、地区影响网格及用户自概念网格技术。汽车外流场剖析的体网格生成时间一般小于2小时。
HyperWorks VWT的自动非结构网格生成器对网格单元水平的需要不高。它可以有效处置因为网格完全智能化生成而出现的一些大展弦比及紧急扭曲的单元。因为这一特征,不少其它求解器需要进行的网格优化过程可以省略,从而减小了网格生成的时间。
高度智能化和步骤化的工作步骤
基于Altair solidThinking Inspire技术,HyperWorks虚拟风洞用户界面友好直观。它是一个一体化的操作环境,用户可以导入CAD几何模型、设置好求解问题、生成网格、提交计算,最后获得一个计算报告。
仿真过程是高度智能化的、仅需输入少量的用户参数,使得用户困难犯了错误而影响仿真结果。另外的一些参数控制通过AcuSolve专用的前处置AcuConsole在后台自动完成,同时AcuConsole也是一个集成在HyperWorks VWT中的模块。
在HyperWorks VWT环境下提交任务到高性能计算机上十分容易,从而便捷解决一些十分耗内存和计算资源的任务,如体网格生成、求解和后处置。
仿真完成后会自动生成定制的结果报告,包含问题的打造、网格信息及计算结果。另外,一流的CFD后处置器还允许用户能交互式或以批处置模式进行更复杂、更云数据的可视化工作。
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