同步CFD——FloEFD简介

FloEFD简介FloEFD软件是专门为设计工程师编写的计算流体力学程序。

FloEFD在模型转化、模型处理以及网格、收敛分析步骤中的独特技术，能极大地简化工程师的工作压力，缩短工程师工作时间。

同时，FLoEFD不同于传统的CFD软件，它对于使用的CFD专业背景要求并不高，网格划分等一些复杂过程可以自动完成，机械和设计工程师在经过短短的培训后可以迅速上手。

目前，FloEFD已经得到航天航空行业、照明行业，消费电子行业，汽车电子行业客户的广泛认可。

利用FloEFD软件，可以解决以下问题：优化车载舱内空调送回风口的位置、优化空调送风风量和温度、优化电子元器件等各个部件的空间分布和大小等。

通过车载舱内环境热分析，评估电子设备机箱、机柜以及舱内等热流场问题，降低车辆运行中可能出现设备过热和超出工作人员生存环境的风险。

应用范围：同步CFD软件FLoEFD能解决诸如以下的各类问题：1)压降预测。

对生活中大量广泛的产品（如阀门、喷嘴、过滤器和控制设备等）检查和优化压力以及一系列和压力相关的参数；2)流场分析。

检测和优化物体内和周围的复杂流动。

优化诸如机箱、车室、建筑物、抽油烟机、吸尘器、无尘室以及空气处理装置等内外气体和液体的交互作用。

3)传热分析。

发生在实际生活中很多产品包括烤箱、换热器、钻头等上的温度场可视化。

分析复杂物理流程，如流体间、流体与周围固体材料间发生的热传导、对流、耦合热交换以及辐射等热交换情况。

4)应力预测。

检查阀门的工作盈利，流动引起的应力的载荷和热应力分析的温度引起变形。

5)混合过程。

探讨可视化流体和气体混合物流动，决定洗衣机、洗碗机、厨房设备、卫浴设备甚至燃料电池内的最优混合流动。

6)电子散热。

在产品造型阶段就使用FLoEFD，能帮助公司更快的设计出更好的更可靠的产品，因为FloEFD解决了设计工程师每天面对的挑战，如PCB 的热设计、散热器设计、封装结温、壳温以及气流优化。

FloEFD全面的仿真能力●外流/内流●多流域（拥有独自流体参数）●不可压缩/可压缩气体粘性流动包括亚音速，跨音速，超音速和超高音速(5-30)●自动层流/湍流包括过渡求解●多组分模型（可达十种不相关组分）●非牛顿流体（多种材料模型,温度相关性）●蒸汽模型●相对湿度模型●空化模型●气相燃烧模型●壁面粗糙度模型●多旋转部件（转子–静子），考虑离心力和科氏力●多孔介质模型●耦合换热（流体-固体）,导热与对流●强迫对流/自然对流/混合对流●面-面辐射/太阳辐射/环境辐射●时间相关流动,传热/传质分析●带风扇/散热器的换热器简化模型●热管、多孔板、双热阻、PCB板、焦耳热、TEC、风扇等简化模型/众多专业厂家产品性能库以及电子散热分析专用材料库FLoEFD核心优势——七大关键技术1）DC3——Direct CAD-to-CFD Conception(与CAD软件的完美接口)直接应用CAD模型，自动区分固体区域；自动区分固体之外的流体区域，自动判定内部流动和外部流动。

M e c h a n i c a l a n a l y s i sW h i t e P a P e rFloEFD TM中增强的湍流模型海基科技专业代理同步CFD模拟软件——FloEFD内容介绍 (3)1. FloEFD 中修正的 k-ε 湍流模型 (4)2. 双尺度壁面函数 (5)2.1 厚边界层方法 (6)2.1.1 动量边界条件 (6)2.1.2 热流边界条件 (7)2.1.3 湍流边界条件 (7)2.2 薄边界层方法 (7)2.2.4 动量和热流边界条件 (7)2.2.5 湍流边界条件 (8)3. 对 FloEFD 进行 CFD 湍流验证 (8)3.1 外掠平板流动 (8)3.2 Re=3.4x104 时两平行平板之间的库埃特流动 (10)3.3 Re=5000 时后台阶流动 (11)3.4 Re=3.7×105 时圆柱绕流 (13)3.5 普通汽车形体绕流 (14)结论 (17)参考 (17)术语 (18)介绍现今，产品生命周期管理（PLM）已经广泛地被很多行业的工程师所使用，在一个完整的产品生命周期和设计改变过程中，3D 制造的产品数据被不断地使用和维护。

PLM 概念的基础是高品质，完整，详细和精确 3D 产品模型数据的可利用性，其中 3D 产品模型数据是一个 CAD 系统内的核心部分。

因此 3D 产品模型数据即是基础，又是现今所有虚拟样机和物理仿真的出发点。

在一种嵌入 CAD 环境中进行流体流动仿真（或者是计算流体动力学 CFD）很明显是具有很大吸引力的，因为它与日益增加的产品设计复杂性和取决于外部研发合作伙伴的背景相反，不仅仅能加速产品设计过程，而且它可以使这些过程更加具有可预测性和可靠性。

对于一个设计进行最优方案的系统性寻优是绝大多数 CFD 仿真和 CFD 软件的目标。

作为 PLM 概念主要组成部分的流动和热交换仿真的主要标准是有效地获得高品质的 CFD 解决方案，从几何模型改变到由此产生的工程项目解释。

同步CFD——FloEFD简介发表于2012-10-8 15:51:32 |只看该作者|倒序浏览|(楼主)2012-08-24 09:03:53 作者：明导(上海)电子科技有限公司MAD机械分析部门来源：CAD/CAM与制造业信息化•屡次获奖的FloEFD是CFD的新分支——同步CFD的应用产品。

FloEFD是一款功能齐全的通用CFD工具，与Inventor、SolidEdge、SolidWorks MCAD系统集成。

FloEFD处理仿真过程中的每一步——直接使用三维CAD数据准备分析模型，生成网格，求解和结果可视化——所有步骤包含在一一、概述屡次获奖的FloEFD是CFD的新分支——同步CFD的应用产品。

FloEFD是一款功能齐全的通用CFD工具，与Inventor、SolidEdge、以及其他主流MCAD系统集成。

FloEFD处理仿真过程中的每一步——直接使用三维CAD数据准备分析模型，生成网格，求解和结果所有步骤包含在一个程序包内。

FloEFD与传统CFD软件都基于同样的数学原理，但是FloEFD拥有的7大关键技术将之与传统CFD软件区别开来，使得它使用起功能更强大，结果更精确。

结合用户的MCAD软件，FloEFD带来无限强大的仿真能力：提高产品性能、功能和可靠性;减少物理原形和制作成本;将设计误化。

1.对于工程师而言FloEFD是专为工程师开发的工具，所以它最贴合工程师的工作方法。

FloEFD使用起来非常简便——实际上，很多用户仅参加更少时间的培训，就可以操作FloEFD。

因为FloEFD直接使用原始固体模型进行模拟分析，用户可以节省大量的时间和精力。

简言之，FloEFDPro帮助用户优化产品性能和功能，减少样机成本，而完成这一切，并不需要工程师成为一个全学专家。

工程师实施的分析项目，如图1所示。

2.对于CFD专家而言FloEFD与传统CFD软件共存，将增强用户的整体生产力。

当设计工程师掌握了利用FloEFD直接使用CAD模型进行一流的CFD分CFD专家就可将时间和精力集中于研究和概念设计。

介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。

CFD软件被广泛应用于工程领域，可用于模拟和分析各种流体现象。

其中，Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件，本文将对其进行详细介绍。

一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件，已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。

该软件内置了丰富的求解器和算法库，可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。

Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点，能够支持各类工程问题的模拟与分析。

二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力：Fluent支持多物理场的耦合模拟，如流体力学、传热、化学反应等。

用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合，实现真实物理现象的模拟和分析。

2. 多尺度模拟能力：Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析，从宏观到微观的全过程仿真。

这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。

3. 自由表面流模拟：Fluent具备出色的自由表面流模拟能力，可以模拟液体与气体之间的界面行为。

在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。

4. 求解器丰富：Fluent内置了多种求解器和前处理器，可适应不同问题的求解和分析需求。

用户可根据具体问题选择合适的求解器，提高仿真效率和精度。

5. 高精度的算法库：Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库，可以满足不同工程问题的精度要求。

其算法被广泛验证和应用，可保证结果的准确性。

三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。

以下是其中的几个典型应用领域：1. 汽车空气动力学：Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真，优化车身外形，提升汽车的空气动力学效果。

CFD相关软件介绍2.1CFD及Fluent软件简介2.1. 1CFD数值模拟方法及Fluent软件CFD方法是对流场的控制方程组用数值方法将其离散到一系列网格点上，并求其离散数值解的一种方法。

控制所有流体流动的基本规律是:质量守恒定律，动量守恒定律和能量守恒定律。

山它们可以分别导出连续性方程、动量方程和能量方程，得到纳维尔一斯托克斯偏微分方程组，建成N-S方程组。

N —S方程组是流体流动所必须遵守的普遍规律。

在守恒方程组基础上，加上反映流体流动特殊性质的数学模型（如湍流模型、燃烧模型、多相流模型等）和边界条件、初始条件构成封闭的方程组来数学描述特定流场、流体的流动规律。

FLUENT公司开发的FLUENT6. 1. 12及以后版本可以计算从不可压缩（低亚音速）到轻度可压缩（跨音速）直到高度可压缩（超音速）流体的复杂流动问题。

FLUENT6.1.12本身所带的物理模型可以准确的预测层流、过渡流和湍流，多种方式的传热和传质、化学反应、多相流和其它复杂现象。

它可以灵活的产生非结构网格，以适应复杂结构，并且能根据初步计算结果调整结构以进行进一步精确讣算。

对于所有的流动，Flueni都是解质量和动量守恒方程。

对于包括热传导或可压性的流动，需要解能量守恒的附加方程。

对于包括组分混合和反应的流动，需要解组.分守恒方程或者使用PDF模型来解混合分数的守恒方程以及其方差。

当流动是紊流时，还要解附加的输运方程。

2.1. 2前处理软件GAMBIT简介GAMBIT软件是面向CFD儿何建模的网格生成软件，已包含全面的儿何建模能力，既可以在GAMBTI内直接建立点、线、面、体的模型，也可以从PRO甩，UG, CATAI, ANSYS, PATRAN等主流的CADC/AE系统导入儿何和网格。

GAMBIT具有强大的网格划分能力，可以使网格有多种形状。

对于二维流动，可以生成三角形和矩形网格;对于三维流动，可以生成四而面体、六面体、三角柱和金字塔网格;结合具体的讣算，还可以生成混合网格，其自适应功能，能对网格进行细分或粗化，或生不连续网格，可变网格和滑动网格。

CFD是所有计算流体力学的软件的简称。

CFD是专门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件。

通过CFD软件，可以分析和显示发生在流场中的现象。

在短时间内能预测性能并通过修改各种参数来达到最佳设计效果。

CFD 软件结构由前处理、求解器、后处理组成。

即前处理，计算和结果数据生成以及后处理。

前处理通常要生成计算模型所必需的数据。

这一过程通常包括建模，数据录入（或从CAD中导入），生成网格等；做完了前处理后，CFD的核心求解器将根据具体的模型，完成相应的计算任务，并生成结果数据；后处理过程通常是对生成的结果数据进行组织和诠释，以直观可视的图形形式输出。

下表为CFD软件三大模块的功能划分。

CFD软件的三大模块前处理求解器后处理作用a. 几何模型b. 划分网格a. 确定CFD 方法的控制方程b. 选择离散方法进行离散c. 选用数值计算方法d. 输入相关参数速度场、温度场、压力场及其它参数的计算机可视化及动画处理。

CFD软件可求解很多种问题，比如定常流动、非定常流动、层流、紊流、不可压缩流动、可压缩流动、传热、化学反应等。

对每一种物理问题的流动特点，都有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以便在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳效果。

CFD软件之间可以方便地进行数值交换，并采用统一的前处理和后处理工具，这就省了工作者在计算机方法、编程、前后处理等方面投入的重复低效的工作。

目前常见的CFD软件有：FLUENT、CFX、PHOENICS、STAR-CD等，其中FLUENT 是目前国际上最常用的商用CFD软件包，凡是与流体、热传递及化学反应等有关的均可使用，在美国的市场占有率为60%。

它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理能力，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。

FloEFD参数研究（Parametric Study）指南 (b V9.1) – 简易弹簧阀Matt Milne, Mentor Graphics, Mechanical Analysis Division31st March 2009介绍本指南旨在仿真水流通过简易弹簧阀，一个与室内散热器阀尺寸和外形类似的阀门来介绍FloEFD参数研究能力。

组件中阀门位置通过匹配距离定义。

液体通过阀门组件底部的入口处流入，经旁侧的出口处流出。

推动阀门打开的流体压力与一个弹簧相对立，弹簧的作用在于推动阀门关闭。

组件包含弹簧零件只是为了说明组件结构不包含机械分析。

另外，弹簧的作用在参数研究中通过线性弹簧等式模拟：F S=kx (Eq.1)等式中：F S =弹簧弹力k=弹簧常量x=弹簧压缩距离说明：本指南仅为介绍FloEFD参数研究能力，所以指南中所用到的流动案例过于简单，也许并不能代表真实的阀门。

但是，指南中描述的流程却可以应用于类似的简单或者复杂的问题上。

问题描述Q1. 在何种位置时阀门所受弹簧压力和流体压力）处于平衡？Q2. 当阀门处于该位置时，体积流率是什么？假定阀门中对应弹簧的流动力根据线性弹簧等式Eq.1.变化。

对应流体的流动力，F F，根据一个未知的函数变化，比如：F F=f(x) (Eq.2)现在的问题是找到Eq.1和Eq.2（图1）系列同步等式的数学解。

图1 – 描述阀门弹簧和流体所受力之间等式的草图通过手动插值的方法创建系列结构和获取大范围内阀门位置的流动解决方案都可以灵活地解决问题。

然而，对于大多数实际问题，手动方法显得沉闷并且过于耗费人工。

相反，使用FloEFD的参数研究能力可自动完成项目。

指南1.打开parametric_study/valve_assembly01.sldasm2.设置body01透明，注释阀门结构。

重新设置body01固体。

3.使用Front Plane创建剖面图，显示组件内部。

同步CFD下一代航空产品设计的重要工具作者：明导（上海）电子科技有限公司与其它行业一样，航空产品的制造商也希望降低产品的成本，以应对来自市场和经济方面的压力。

但由于受到航空产品复杂性和安规问题的影响，所以不可能对这些产品使用廉价的材料。

所以，产品成本降低（或者时间成本降低）必须在其它方面实现。

由于航空产品也在追求少花钱多办事，所以例如“精益生产工程”等内容也被加入到生产效率的范畴中。

基于软件的仿真分析被证明是制造商的救命稻草，可以让制造商在短时间内提供高品质和低成本的产品。

从机械结构到PCB 板的几乎产品设计每一个方面都具有各自的仿真工具，以帮助工程师完成基本的产品布局。

勿容置疑，仿真分析已经成为当今提高产品设计效率的一个重要手段。

流体动力学是研究系统内气体，流体或热流动的学科，这个领域已经拥有成熟的仿真技术。

计算流体动力学是一种新技术，它已经成为航空产品结构，阀门元件和座舱通风管道设计研发的基石。

在CFD 的技术领域出现了很多衍生产品，包括为M CAD用户度身定制的易用工具，使他们能够在产品设计过程中进行产品流动分析。

Mentor Graphics 的MAD 是流动分析解决方案的领先供应商。

建模，仿真和MCAD建模和仿真过程被广泛地用于航空产品业的结构设计中。

这些工具是设计大尺寸系统和结构必不可少的工具，并且有助于工程师在提升产品品质的同时，缩短产品研发时间。

这些MCAD 工具也有助于在不牺牲产品强度和可靠性的情况下，减少产品过度冗余设计出现的可能，减少重量和成本。

工程师可以快速地验证许多产品设计概念，为最终设计出可靠的产品提供可能。

在飞机设计过程中非常重要的一个步骤就是进行流体流动分析，在这个阶段会研究包括机身，机翼，发动机舱和推力室等在亚音速和超音速流动条件下空气动力学结构的情况。

这是CFD一个非常典型的应用，但应用场合还有很多方面。

如今的工程师也会进行一些板级和子系统的流动分析，这些子系统可能是引擎入口和出口系统，阀门和通风管道等。

floefd 流动与传热仿真入门范文模板及概述1. 引言1.1 概述本篇文章旨在介绍流动与传热仿真的基本概念和原理，并重点介绍floefd软件的应用。

流动与传热仿真是一种常用的工程分析方法，可以帮助工程师在设计阶段对涉及流体和热量传递的系统进行模拟和优化。

floefd作为市场上领先的流动与传热仿真软件，在各个领域广泛应用，具有用户友好界面、高精度计算以及丰富有效的后处理功能。

1.2 文章结构本文共分为五个部分，每个部分都有几个小节，以便系统地介绍了流动与传热仿真入门相关的内容。

引言部分（第一部分）首先对文章进行了概述，简要说明了整篇文章覆盖的内容和结构安排。

流动与传热仿真入门（第二部分）介绍了流动仿真和传热仿真的基本概念、原理和应用。

此外，还详细介绍了floefd软件，包括其特点、优势以及主要功能。

正文一（第三部分）则重点关注流动仿真方面，列举了几个流动仿真的要点，包括模型建立、网格划分和求解方法等。

正文二（第四部分）则专注于传热仿真，列举了几个传热仿真的要点，包括热传导、对流传热和辐射传热等。

最后，在结论部分（第五部分），对全文进行总结回顾，并展望了floefd软件在流动与传热仿真领域未来的趋势和应用前景。

1.3 目的通过本文的撰写，旨在提供给读者一个关于流动与传热仿真入门的参考资料。

读者可以从文章中了解到什么是流动仿真和传热仿真，以及如何利用floefd软件进行相关模拟工作。

希望本文能够为读者打下扎实的基础，并让他们能够更好地应用流动与传热仿真技术解决实际工程问题。

2. 流动与传热仿真入门:2.1 流动仿真简介流动仿真是通过数值计算方法模拟和分析流体的运动行为。

它可以用于预测和优化各种流体系统的设计，包括空气动力学、水力学、石油工程等领域。

在流动仿真中，我们通常采用计算流体力学（CFD）方法，基于物理方程和边界条件，在计算机上建立二维或三维的数值模型，并通过迭代求解来获取流场的相关参数。

2.2 传热仿真简介传热仿真是通过数值计算方法模拟和分析物体内部或物体之间的能量传递行为。

FloEFDEFD.PRO散热分析经验数值设置探讨各位大侠：小弟用EFD一段时间，现略有心得。

但是在一些经验数值的设置上，感觉还是需要继续积累。

相信各位大侠在做分析的时候，也会有自己的一些心得体会。

现我就把自己的一些通常的做法显摆出来，希望我这块黄田砖，能勾引出一些蓝田玉出来，大家共同进步。

主要包括以下的一些设置，按照做项目的顺序来，各位大侠如果有其他方面的设置经验，也请添加上去：环境温度设置——添加热源设置——辐射面积设置——计算范围设置——接触热阻设置——添加材料设置——收敛目标设置——求解设置——后处理——……我的处理方式如下：环境温度设置——一般设置为30°C，不大喜欢K这个单位。

虽说室温25度，但是我觉得一般做实验的地方通风环境都不大好，都比较闷热添加热源设置——LED就是随便画一个与实物大小差不多的实体，然后在与铝基板贴合的面上添加面热源。

一般教程里面会教I*U*85%作为热源（功率的8.5成），但是我考虑热从LED传导到外壳上存在接触热阻，我又不晓得设置多少，所以直接就按照350mA为1W热源，650mA为2W热源这样，有的时候比较准，而且准的时候还比较多辐射面积设置——一般我就设置主要散热部件为辐射面积。

压铸铝和6063的辐射系数都设置0.5，虽然论坛里有高人说了6063阳极氧化黑色的辐射系数为0.77，还有一些大侠奉献出辐射系数的资料，但灯具行业，散热外壳无非就那么几种而已。

计算范围设置——一般设置底部，四个侧面为一倍产品方向的尺寸，顶部为4倍的产品方向尺寸，另外提一下，我设置重力方向一般为最不利于产品散热的方向。

接触热阻设置——不设置，呵呵，原因在上面已经说了。

添加材料设置——我用的9.3版本的EFD，感觉里面材料库比较少，6063，ADC12等都是我自己添加进去的。

铝基板就设置为1020，导热系数200，6063导热系数230，ADC12为90。

LED按照教程设置为铜。

CFX是由英国AEA公司开发，是一种实用流体工程分析工具，用于模拟流体流动、传热、多相流、化学反应、燃烧问题。

其优势在于处理流动物理现象简单而几何形状复杂的问题。

适用于直角/柱面/旋转坐标系，稳态/非稳态流动，瞬态/滑移网格，不可压缩/弱可压缩/可压缩流体，浮力流，多相流，非牛顿流体，化学反应，燃烧，NOx生成，辐射，多孔介质及混合传热过程。

CFX采用有限元法，自动时间步长控制，SIMPLE算法，代数多网格、ICCG、Line、Stone和BlockStone解法。

能有效、精确地表达复杂几何形状，任意连接模块即可构造所需的几何图形。

在每一个模块内，网格的生成可以确保迅速、可*地进行，这种多块式网格允许扩展和变形，例如计算气缸中活塞的运动和自由表面的运动。

滑动网格功能允许网格的各部分可以相对滑动或旋转，这种功能可以用于计算牙轮钻头与井壁间流体的相互作用。

CFX引进了各种公认的湍流模型。

例如：k-e模型，低雷诺数k-e模型，RNGk-e模型，代数雷诺应力模型，微分雷诺应力模型，微分雷诺通量模型等。

CFX的多相流模型可用于分析工业生产中出现的各种流动。

包括单体颗粒运动模型，连续相及分散相的多相流模型和自由表面的流动模型。

3FLUENT编辑FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%。

举凡跟流体，热传递及化学反应等有关的工业均可使用。

它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。

其在石油天然气工业上的应用包括：燃烧、井下分析、喷射控制、环境分析、油气消散/聚积、多相流、管道流动等等。

Fluent的软件设计基于CFD软件群的思想，从用户需求角度出发，针对各种复杂流动的物理现象，FLUENT软件采用不同的离散格式和数值方法，以期在特定的领域内使计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳组合，从而高效率地解决各个领域的复杂流动计算问题。