CFD及多物理场

fluidyn-MP是设计工程师独特友好的CFD软件具有多物理场功能。经过优化可同时用于流体力学，结构响应，传热和多种其他设计问题，尤其对结构和化学工程师。可用于大量耦合物理问题，诸如：管流输送，化学反应器，燃料电池，飞机气弹，机翼，火车运动，风扇，加速器，风机，发动机，建筑，火灾，爆炸，排水，桥梁振动，溃坝，罐体破裂，晃动波，地震激励。

fluidyn-MP可被初学者或设计工程师借助于用户导航工具用于CFD或应 力分析，也可以被十分有经验的工程师（高级特征）解决各种多物理场问题，可以包括：
fluidyn-MP NS流体流动分析：完整包，贯穿各个模块增加的物理。
· 使用有限元的结构分析
· 传热及结构的热变形
· 声学
· 电磁耦合
· 磁流体
· 稀薄气体动力学

fluidyn-MP 提高高效、稳健和集成的工具，能够让用户通过有限元和有限体积模型的优化耦合执行流体-结构相互作用问题。下列模块通过15年大量咨询服务和客户使用得到持续的开发和增强。
fluidyn-MP FSI : 流体结构耦合
fluidyn-MP CHT : 共轭传热
fluidyn-MP CAF : 耦合声学-流动

它们都集成于fluidyn-MP软件平台

fluidyn-MP 用于工程目的和研究，由工业研发，咨询机构及高校广泛使用。它用于结构咨询和风险分析的不同应用领域。
·过程工业
·石化工业
·冶金
·核能
·燃料电池能源
·风能
·涡轮机械
·通风
·航空

Fluidyn-MP CHT

fluidyn-MP CHT完全嵌入在fluidyn-MP界面下，对任何工程师来说都是易于使用的环境。

这是优化的CFD和热/结构耦合用于一般共轭传热问题。对流体流动分析使用如fluidyn-MP NS所述的有限体积方法，对结构热分析使用有限元求解器。结构和流体域的耦合，包括结构变形对传热系数的影响自动完成。传热计算保持精确，尽管网格和边界层流体流动随结构显著变形，周期性重新评估两者间不一致的网格界面。

流体区域划分为三维网格（有限体积），可以使用fluidyn-MP NS程序的功能。感兴趣的结构区域划分为一维、二维或三维有限元网格，这样能够分析固体与周围复杂几何流体间的传热。流体域的对流和辐射根据流动类型选择有限体积程序：可压缩、不可压缩、反应的等等。动态改变的对流边界条件暗示为结构的流体-结构界面。

热辐射模拟为透明介质。自动计算三维角系数，同时考虑媒介障碍物的阴影影响。对单纯热问题或热结构问题（无流体）也可以处理。

CAD和网格生成与fluidyn-MP NS类似，通过fluidyn-CAE完成的。 (辅助工程) 和fluidyn-CADGEN。

流体网格和结构（热）网格可以单独导入或以一个块导入fluidyn-MP CHT。网格菜单包括能够让用户在界面本身做一些网格操作：将网格分割成流体和结构，通过拖拉、旋转、拷贝、镜像、细化等创建流体-结构界面（分割）。

fluidyn-MP CHT求解器:

热求解器

对热求解器，用户可以通过有限元解决下列热问题：
结构传导
边界条件：表面载荷
对流：与流体流动的内部作用
对流：外部自然或强迫对流条件
内部：内部辐射与流体的耦合
外部辐射条件。与其他固体/表面（任何参考坐标系下角系数计算）的作用
耦合条件
用户编辑的条件
节点温度
热通量
节点源/单元

热求解器是有限元程序用于瞬态热分析。还适用下列分析：
显式瞬态
隐式瞬态
稳态
单元库包括两节点梁，三节点壳单元，四节点四面体，五节点金字塔，六节点楔形，八节点六面体单元等。材料属性，可以是常值或温度相关，各向同性或各向异性。采用out-of-core技术克服矩阵存储内存限制。

流体求解器
流体求解器与上述描述相同。集成的流体方案：热分析与fluidyn-MP NS 完全耦合集成。

fluidyn-MP CHT应用:
fluidyn-MP CHT已经被应用到所有工业领域，尤其是汽车、核工业、石化和工程工业、航空航天和国防。案例如下。
热交换器
管路输运、泄露冲击分析
o 液化天然气（LNG）输送
o 气体输送
o 超临界二氧化碳输送
土壤中的热和质量传输
核热动力学

更多应用：
中子束
电化学耦合
Capteurs
Modèles hors-équilibre (structures poreuses)
Transferts radiatifs

Fluidyn-MP FSI

fluidyn-MP FSI (流体结构相互作用)是流体力学软件仿真流体结构耦合。同时计算结构中的应力和振动现象及相接触流体的流动。
fluidyn-MP FSI通过创新的方法模拟多物理场相互作用问题，包括每个研究领域的先进求解技术的耦合：有限体积进行流体流动计算，有限元进行结构的计算。对这些求解技术，可以采用几种数值程序来使软件应用于具体问题。
fluidyn-MP FSI提供强流体结构耦合。有限元和有限体积边界条件的交换是自动的。流体网格自动按流固耦合界面的变形自动重构。

流体模拟
稳态不可压到高度非稳态和强可压（爆炸，激波）
多组分，多相流（分散或自由表面）
热动力学属性的多种状态方程
多种简单到复杂的湍流模型
不同反应模型的反应流动
半透明介质的辐射
结构化，非结构化，混合的，非协调，移动网格
多孔介质(表面和体积多孔性)

结构模拟
三维复杂结构有限元
六面体，四面体或薄板，梁，弹簧单元
瞬态(隐式或显式程序) 或静力分析
考虑由于热载荷导致的应力和变形
弹性、弹塑性或piece wise 线性材料和各向同性或各向异性准则
塑性和损毁准则(Steinberg Guinan, Johnson–Cook)

Fluidyn-MP CAF

多物理场软件研究single plate-form不同材料承受各种物理现象的动态特性，是完全集成和耦合的数值求解器：
1.流体流动分析(Fluidyn-NS, Fluidyn-NSNT)
2.结构分析(Fluidyn-FSI)
3.固体热传导(Fluidyn-CHT)
4.声学(Fluidyn-CAF)

Fluidyn MP是交互的平台，使用先进的有限体积（FVM）求解流体流动问题和有限元方法（FEM）求解结构和声学相关问题。任你是流体流动、热、应力、声学、电磁分析及更多；MP使得求解独立或耦合问题都十分轻松。Fluidyn-MP对流体流动和电磁求解器应用有限体积方法。Fluidyn-MP是单一交互平台包括前后处理。按照合理的仿真设定，用户可以方便地提供求解器必要的输入。

Fluidyn-MP得到丰富的输入，从我们受尊敬的用户和我们多年的专业咨询经验。 Fluidyn-MP能够处理结构化和非结构化网格。网格可以在 Fluidyn-CADGEN产生或从常见网格划分软件产生后导入。

用户使用基于压力或密度的流体求解器。Fluidyn MP轻松处理涉及移动网格和不匹配网格

多多相流可以使用欧拉-拉格朗日和欧拉-欧拉模型。体积流体（VOF）方法可用于求解自由表面流动问题。

Fluidyn-MP能够计算反应流动，分离模型可用于仿真燃烧过程。还可以使用多种漩涡粘度湍流模型。

Both surface and volume porosity based problems can be attended by Fluidyn-MP能够处理基于表面或体积的多孔问题。局部热平衡（LTE）和局部热非平衡（LTNE）能够用于仿真多孔介质传热。Anisotropy dispersion模型可用于溶解输送

可以求解诸如沸腾、凝结、熔化、凝固等现象。Fluidyn MP可处理复杂物理现象诸如电解、高哈特曼数的磁流体动力学。

Fluidyn MP的应力求解器能够处理静力，显式瞬态，隐式瞬态，特征值，模态位移和模态加速度分析。

声学求解器求解Helmholtz方程的特征值问题。可以模拟声波在非均匀介质中的传播

Fluidyn MP不同求解器间的交互作用就是click away。在用户编译模块，用户几乎可以操作数值计算的所有方面。

Fluidyn-CAD和CADGEN：几何创建

Wireframe 和表面模型
只处理对象的几何信息
不完整和模糊不清的

边界表达
基础概念 : 物理对象由一系列面包围
B-rep是利用极限表达形状的方法
实体表达为连接表面单元的集合-实体和非实体的边界
B-rep 模型的组成
1.对象的几何标准信息（尺寸，位置）
2.拓扑 – 对象间的连接

Fluidyn-MP NS

fluidyn-MP NS : NS代表纳维-斯托克斯，对众多流体现象提供几个CFD程序和求解器。完全fluidyn-MP NS包包括：
·一个三维CAD和输入数据生成器，与fluidyn-MP环境完全集成：
-- fluidyn-CAE(计算机辅助工程) 具有设计工程师友好的用户界面。

·一个CFD友好的用户界面(MP-GUI)来生成网格和设定流体流动分析，还包括全部结果后处理
·一个批处理求解器和监视工具包含不同流体求解器的集合，提供优化求解。能够让用户运行在线指导，在三维非结构网格上执行瞬态/稳态，不可压/可压，单相/多相流，考虑传热、辐射、湍流、化学反应、有自由表面的多相流、液滴等。

·对高级用户的稳健CFD工具特征：
-- 个性化应用和增加物理的用户编译
-- 专门模块的特殊应用

·fluidyn-CAE 对CAD几何上的可视化和结果后处理

fluidyn-MP NS求解器:

fluidyn-MP NS CFD平台使用基于非结构或非一致多块non-conformal multi-block网格的有限体积（FV），用于 所有的流动仿真。包含3种独特的CFD求解器用于所有速度的流动：

fluidyn-MP NS设计为允许用户参数化的求解器，离散格式和输入数据等。帮助他快速获得其问题的经验。 对缺乏实验验证的情况可以获得准确结果，通过选择更合适的求解器，考虑输入数据的敏感性：

·单相流动
层流/湍流(0, 1阶，2阶湍流模型).
不可压/可压缩流动
稳态/瞬态仿真
混合流动(多组分)
反应流动
--燃烧
--表面吸收
--固体耦合爆炸

·多相流
离散相（自由表面）：VOF方法
拉格朗日颗粒跟踪(喷雾流动，液滴，气泡流动，等等)
欧拉-欧拉模型
HEM模型连同蒸发/凝结
等等

·特殊流动和CFD耦合多物理场：
多孔介质模拟
稀薄气体流动
快速瞬态
滑移网格。隧道活塞效应

fluidyn-MP NS提供下列网格划分特征（ 与fluidyn-CADGEN连接):
非结构/多块网格
六面体，四面体，金字塔和其他常用一般多面体网格
非一致网格块体
移动/变形网格
移动/旋转部件的滑移网格

外部格式：
诸如Gambit (.neu), IDEAS, 也与 fluidyn-MP兼容

fluidyn-MP NS高级工具：
fluidyn-MP NS处理高级用户和特殊应用的工具。这些工具通过用户编译，内部方法（可以按需要提供），

诸如：
个性化边界条件(瞬态，变量相关，等), 物理属性，初始条件，网格移动，等。
求解个性化方程组
个性化数值格式
旋转机械应用求解旋转坐标系- 滑移旋转或多重参考坐标系(MRF)，等.
求解滑动平移或变形网格（例如地铁通风和扩散应用）
与fluidyn-MP FSI, fluidyn-MP CHT, fluidyn-MP CAF流体-结构全耦合
特征状态方程的使用：
--热动力学的均匀混合模型
--三维流动爆炸和压力扩散的JWL状态方程 (例如爆炸风险分析)
--高压流动的压缩EOS(Peng-Robinson, Kwong-Redlich, etc...)
--液体状态方程
这些工具的稳健性已经通过Fluidyn的高级咨询得到证明。

fluidyn-MP NS 高级工具/特殊模块：

fluidyn-MP NS处理特殊模拟的选项，通过专门编译的独立模块：

独立模块（根据需要提供)：
磁流体（MHD）流动
电化学耦合(两相electrolysers和燃料电池应用).
土壤流动(不饱和流动)
稀薄气体模拟
Supercritical流动和泄露模拟

耦合程序：
对隧道、矿、过程模拟与一维和三维模型的耦合
MP 与MP-Panache 工具耦合
与其他程序的耦合
--与OLGA程序的耦合
--与DSMC程序的耦合用于稀薄气体和分子
--与Flux-Expert 程序就耦合仿真的耦合