01课程背景

Simerics公司的CFD产品最初是以SimericsMP和PumpLinx为旗舰产品主要应用领域为各种泵、阀门、压缩机和其他运动机械的流体数值模拟。随着软件功能不断更新和改进发展到目前为止软件已扩展到更广泛的应用领域如船舶水动力、整车空气动力、活塞喷油冷却、油箱加注、电子冷却和三维流体系统的数值模拟等。海基科技作为Simerics公司产品老牌代理商自2008年引进软件到现在一路见证了Simerics产品的不断发展和进步。

从V5.0版本开始Simerics公司的CFD产品线更新为SimericsMP和SimericsMP+两个版本。

 SimericsMP作为通用CFD仿真软件包含前处理、求解与后处理的完备功能。集核心CFD仿真功能与丰富物理模型于一体可对包括单/多相流、湍流、空化、传热、传质、颗粒流、流固热耦合、非牛顿流、真实气体、多孔介质等在内的多个物理过程或现象进行准确高效的数值模拟。

 SimericsMP+作为SimericsMP的更高级版本不仅具备SimericsMP所有功能同时还具备包括船舶、车辆、叶轮机械、容积式泵/压缩机、阀门活塞喷油冷却、油箱加注以及系统仿真等在内的多个专业模块可针对不同领域应用特点准确高效的完成网格划分、动网格设置、计算模型设置、求解以及后处理等工作。

目前SimericsMP+可针对客户的不同应用提供相对应的解决方案

·SimericsMP+ for Marine

·SimericsMP+ for Vehicle

·SimericsMP+ for Turbo 

·SimericsMP+ for PD

·SimericsMP+ for Valves

·SimericsMP+ for Piston Cooling

·SimericsMP+ for Fuel Tank

 

Simerics公司近期推出了Simerics Version 6.0.0。新版本相较之前的版本增加了五个新模板和模块通用齿轮模板PID控制器Turbo-Post叶轮机械后处理声学和优化模块。此外Version 6.0.0基于已有的运动机械模板用户界面前处理求解器及后处理均有功能改进。

02新增模板和模块功能描述

1.新增模板

• General Gear Template通用齿轮模板利用更通用的啮合算法来模拟更多类型的齿轮机械支持正齿或斜齿的内齿轮和外齿轮模拟支持多个齿轮相互啮合例如行星齿轮组改模板还包含许多有用的功能包括齿轮表面的边界层网格、自动检测/设置螺旋角、齿数和转速等。通用齿轮模板可用于模拟齿轮箱、齿轮泵以及类似类型的流体机械如螺杆机械。

 

2.新增模块

• PID控制器比例-积分-微分控制器PID控制器是一种采用反馈的控制回路机构广泛用于工业控制系统和需要连续调制控制的各种其他应用。该PID控制器模块可以模拟具有给定参数的实际控制器的行为也可以用于优化实际控制器的参数。
• Turbo Post为叶轮机械提供特殊的后处理例如离心泵支持从叶轮机械模拟中获得子午面和叶轮面的结果。
• 声学模块新模块中实现了三个噪声模型包括面声源和体声源的宽带噪声源模型、Ffowcs-Williams-HawkinsFWH积分源接收机模型、以及Lighthill应力模型。

•  优化模块优化模块与相应的用户界面完全集成到求解器中该模块利用贝叶斯推理方法进行优化并利用拉丁超立方体采样进行实验设计DOE无缝嵌入现有的求解器GUI中大大简化了工程师将优化集成到常规模拟任务中的过程用户可以选择通过专用界面使用Simerics Volume Remesh功能或第三方参数化几何建模工具来执行几何优化。

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• 现有模板新增和强化功能描述如下

3.模板改进

• Vehicle Template: 旋转的车轮体积将添加到车辆模板网格生成器中这对于瞬态移动车辆模拟例如倾斜入水和出水非常有用。
• Piston Cooling Template: 原始活塞冷却模板有自己的数据交换模块新版本使用通用数据交换模块进行共轭传热耦合还允许用户对不考虑传热的流动进行模拟。
• Scroll Template改进网格生成。
• 3D Ball Valve Template: 背景速度/自转速度已添加到模板中。
• Data Exchange Module:增加了多种耦合方法包括自动交换系数和用户指定Y+的局部交换系数使用自动交换系数方法的混合时间尺度耦合运行不需要提前准备任何的输入使该方法更加自动化和稳健。在新的公式中耦合模拟之间的能量守恒得到了强有力的加强。无论是瞬态运行还是稳态运行添加了一个“转子”边界条件该条件利用旋转热对称性来提高旋转机器的混合时间尺度耦合效率。
• Marine Template模拟可以在规则或不规则波浪中运行。
• Rolling Piston Template现在用户可以指定活塞的起始曲轴角度。

4.用户界面

• 新的批处理运行许多新的命令和函数现在都支持新的批处理运行脚本在脚本中用户可以加载一个或多个项目从初始条件或指定时间步/迭代的先前结果中一次或多次运行一个或多个项目。用户还可以访问批处理文件中的系统命令在同一批处理运行中的不同项目运行之间切换。批处理运行还会锁定许可证以及集群计算机节点以便可以立即开始下一次模拟而无需再次在队列中等待此功能有助于避免耦合模拟的中断。
• 表达式支持输入文件名中的变量添加了对utf-8的支持更新了xml格式的读/写。
• Python从版本6开始用户可以通过表达式调用Python函数。Simerics软件安装将包括Python标准库和NumPy库无需单独安装Python。用户还可以根据需要添加其他Python库。重要的是包含的Python包不会干扰安装在同一台计算机上的任何其他Python包。除了标准的Python功能外Simerics表达式中可访问所有数据包括单值参数和3D区域都可以在Python函数中使用和处理。
• 新QT库从QT 4升级到QT 5.13版本。
• 错误信息改进的错误信息提供了更具体的错误详细信息。

5.网格/前处理

• 边界层网格从任何边界网格生成通用的棱柱单元层网格。该网格生成器在生成不同厚度的有效棱柱边界层网格方面非常稳健该网格可用于各种应用。
• 导入Nastran网格现在允许导入带有短线的Nastran多行数据添加了在Nastran面导入中读取ANSA名称。
• 环形模板网格用户可指定CAD表面。
• 结果插值插值来自不同模拟的结果支持使用不同的网格或几何体。此外为用户提供了微调插值过程的选项例如选择用于插值的特定体积。该功能有多种用途包括通过利用粗网格模拟的结果来改善初始条件将来自单个组件的模拟数据组合用于初始条件或方便复杂系统的后处理。

6.求解器

• 混合VOF将显式VOF与隐式流动和传热一起求解以利用这两种方法的优势。
• 正压液体模型在空化模型中引入了正压状态定律该定律明确地将混合物流体密度与局部静压联系起来。
• Realizable k-ε湍流模型与标准k-ε模型不同该模型使用了湍流粘度的替代公式强制雷诺应力分量的可实现条件、基于均方涡波动动力学方程的耗散率ε方程。与标准k-ε模型相比旋转流、射流、混合层、强反向压力梯度下的边界层流、分离流和再循环流可能具有更好的性能。
• 新的时间步定义为瞬态运行引入了更多时间步定义方法。对于旋转系统或往复式系统用户可以直接定义每转或每段时间的时间步用户还可以将时间步定义为其他变量如时间的函数。
• Dp-Q阻力模型在阻力模型模拟中直接使用实验Dp-Q曲线而不再从曲线中求解阻力系数。
• 新壁面函数湍流壁面函数增加了“modified壁面函数”。
• 多孔壁面流体可以通过多孔壁面进入流体域。

7.后处理

• 释放粒子/流线从用户指定的点、线和区域如圆柱形、立方体和球形区域释放粒子/流线。
• 保存等值面/流线以便在第三方软件中进行后期处理。

• 动画数据保存到EnSight案例文件中。
• 分布数据输出在接口处为多相、热量和流量求解器的所有主要变量启用分布文本文件输出。
• 云图FLIR相关的彩色云图包括Ironbar、Rainbow和Glowbow这些对于直接将模拟结果与试验图像进行比较非常有用。
• 涡流量显示：Q标准

 

02课程安排

课程时间8月18日周五下午15点

课程内容

1、新增模板和模块功能介绍

2、现有模板新增和强功能介绍

 

03主讲人介绍

赵工海基科技流体仿真工程师天津大学硕士。主要负责Simerics流体仿真软件熟悉泵、阀、整车、船舶等数值模拟如螺杆机械斜盘式柱塞泵、滑片泵、摆线泵、压缩机等流体机械性能分析整车外气动、涉水、除霜除雾等数值模拟船舶自航、回转等仿真分析参与和实施了多项流体仿真项目。

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