国内精益研发领域的领导者安世亚太公司和ANSYS CHINA目前在北京、上海、深圳各地联合发布了其最新的CFD产品：ANSYS CFD13.0 系列。包括久负盛名，用户群最大的FLUENT13.0、 新算法代表作的CFX13.0、电子散热专用软件ICEPAK13.0、粘弹性材料流动的仿真软件POLYFLOW13.0。这些产品全部集成在ANSYS Workbench平台下，给用户提供了全新的应用体验和系统级的仿真环境。

　　战略领先!深入解析ANSYS CFD 13.0诸多特性

　　专家表示：“本次新版本发布，让人感受最深的是ANSYS 在仿真战略上的先人一步”。

　　首先，ANSYS深入的把握了许多用户已经开始从单个物理场的仿真需求迈向多物理场、多学科的系统级仿真，在连续收购了全球两大流体动力学软件CFX和FLUENT、最大的电磁仿真软件ANSOFT后，ANSYS一跃成为业界最全面的多物理场系统仿真提供商。ANSYS13.0系列的最大变化之一就是这些产品都集成在ANSYS统一的仿真环境 ANSYS Workbench下，使得多物理场之间的耦合过程变得直观而简易。

　　其次，ANSYS认识到，随着仿真在产品研发中应有比例越来越高，很多客户已经不满足于单独仿真一个设计点，而是需要探索整个设计空间，从而寻找最优解。这就需要求解主要参数在设计空间的响应面。以及了解产品性能对哪些设计参数最敏感，来获得产品性能最稳健的区域。

　　图1 赛车尾翼周围的Cutcell 网格

　　针对客户的上述需求，ANSYS在仿真环境中增加了参数化设计，从网格、几何到边界条件等都可以作为参数。ANSYS Workbench13.0 新增功能之一就是把Microsoft Excel作为一个组件集成在一起，用户可以利用Excel的数据处理技术来管理其参数。此外，在最新的FLUENT13.0 里，提供了一个形状优化的功能：MeshMorpher and Optimizer, 能实现对几何形状的优化。另外还有一个伴随矩阵算法：Adjoint Solver，能给优化指明一个最有利的方向。

　　在网格划分方面，ANSYS 13.0 提供了Cutcell的直角六面体网格技术，边界层用棱柱体来捕捉。Cutcell 可以在ANSYS Meshing里使用， 也可以在TGrid 里使用。另外， 由于越来越多的用户进行大规模网格的计算，ANSYS Meshing和ICEMCFD 都提供了SMP架构下的并行网格划分功能，能大幅减少网格划分时间。

　　丰富模型紧随时代 全面扩展CFD的应用范围

　　在求解器方面，FLUENT13.0 提供了拟瞬态松弛方法，能大大减少迭代步数;用势流法进行初始化，也要比传统的初场能更快得到收敛解。

　　在耦合计算方面，FLUENT13.0 可以和ANSOFT 耦合，用ANSOFT计算的电磁场结果作为热源输出到FLUENT中。

　　在并行计算方面，FLUENT13.0 大幅改善了文件的读/写速度，同时优化了多核并行效率，相对FLUENT12.1，总体的并行效率有了明显提升。

　　在湍流模型方面，FLUENT13.0 新增了嵌入式LES模型和SAS模型，这两个模型都比LES模型需要更少的计算机资源，同时能对用户关心的涡的瞬态发展过程很好的捕捉。

　　在欧拉多相流方面，FLUENT13.0 提供了新的壁面沸腾模型，可以求解非平衡的过冷沸腾和过热蒸发问题。在欧拉多相流模型里还增加了壁面成膜模型，用来计算液滴在壁面形成液膜的过程。

　　对多尺度气液两相流，FLUENT13.0 的非均相群体平衡模型可以更好的求解。而新增加的Level set 方法，可以替代VOF模型进行自由液面的捕捉，由于对自由表面张力的更好预测，Level set方法模拟的气泡形状更加接近试验解。

　　并且，新的VOF模型中，除了稳定性的提高外，FLUENT13.0 增加了数值海岸、高阶波浪的选项。对于拉格朗日多相流，新版本中的DDPM模型能将颗粒相的体积分数上限由以前DPM模型的12%，提高到堆积密度。

　　对于大颗粒运动的模拟，FLUENT13.0 引入了DEM离散元模型，更有效的考虑颗粒间的碰撞和弹性力等影响。喷雾是工业中许多设备中发生的两相流现象，新增加的KHRT破碎模型对喷雾的模拟也有更好的效果。

　　在化学反应流方面，FLUENT13.0 增加了新的真实气体模型，描述跨临界和亚临界区域的气体状态方程。辐射模型方面，最大的改进是欧拉多相流模型和DO、P1辐射模型可以兼容，对于计算高温的多相流就可以考虑辐射换热了。

　　CFX13.0也增加了多个新的模型。在旋转机械方面，新增加的瞬态叶栅模型能在仅计算一个通道的情况下，得到瞬态的级间复杂流动干涉现象。对于6DOF刚体运动求解器来说，新增加的状态函数能更好的模拟诸如船在波浪中的晃动、导弹飞行中的姿态变化等现象。

　　在拉格朗日两相流中，CFX13.0 增加了多组分液滴的蒸发;新版本可以考虑壁面粗糙度对颗粒的影响。 对于欧拉多相流，除了计算稳定性的提高外，增加了壁面凝结模型，可以计算诸如核事故时瞬态压力升高对凝结过程的影响。

　　燃烧模型方面， CFX-RIF小火焰库生成器，加入了液体燃料材料，计算如煤油、汽油和柴油的燃烧。此外，新增的G-equation 燃烧模型以及火花点火模型能更好的模拟内燃机燃烧。

　　湍流模型方面，CFX13.0 新增了BCD(有界的中心差分格式)，可以消除传统中心差分格式计算LES/DES/SAS时容易产生的非物理振荡涡。

　　在多孔介质方面，CFX13.0可以计算多孔介质的共轭导热，模拟如汽车尾部三元催化反应器中的温度场。另外，新增的条件GGI模型，允许用户设置interface的“开”“关”状态，用于模拟如阀门开关等现象。最后，CFX-Pre新增加了界面客户定制功能，允许客户添加自己感兴趣的菜单。

　　图3 ANSYS FLUENT13.0 计算1110万网格时的加速性能

　　作为ANSYS FLUENT、CFX统一的后处理模块，CFD-POST13.0能更好的支持FLUENT的计算结果，包括DPM模拟的结果后处理。针对新增加的瞬态叶栅模型，CFD-POST增加了后处理宏，以计算其效率等宏观性质。新的后处理的速度也比以前的速度更快，尤其是两个方案进行对比的时候。如果你配备了支持3D技术的显卡和显示器，CFD-POST13.0支持的3D功能可以直观的显示出立体的效果。

　　本次发布会上，不少参会的客户反映：“ANSYS CFD13.0的改进，超出了他们的预期”。这些令人耳目一新的新功能，会对客户的CFD仿真工作提供更快捷、更可信的结果，也会使得客户的CFD应用范围更广泛。