ANSYS CFD - универсальная программная система конечно-элементного анализа задач гидрогазодинамики

Штаб-квартира ANSYS, Inc расположена к югу от Питтсбурга в городе Канонсбурге, штат Пенсильвания, США. Данная компания работает в области разработки программного обеспечения, и основным продуктом на данный момент является система конечно-элементного анализа ANSYS, предназначенная для решения  проблем строительной механике, механики жидкости, акустике, термодинамике, пьезоэлектричества и электромагнетизма .

ANSYS — универсальная программная система конечно-элементного анализа, существующая и развивающаяся на протяжении последних 30 лет, является довольно популярной у специалистов в сфере автоматических инженерных расчётов (CAE, Computer-Aided Engineering) и КЭ решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей. Моделирование и анализ в некоторых областях промышленности позволяет избежать дорогостоящих и длительных циклов разработки типа «проектирование — изготовление — испытания». Система работает на основе геометрического ядра Parasolid.

Решения ANSYS для расчета динамики жидкости, которые представляет собой всеобъемлющий набор продуктов, позволяют определить влияние потоков жидкости на изделие как при проектировании и производстве, так и во время эксплуатации. Данное программное обеспечение позволяет проводить анализ потока с целью последующего проектирования и оптимизации нового оборудования и усовершенствования уже существующих изделий. Многофункциональный программный продукт ANSYS CFD предназначен для моделирования ламинарного и турбулентного течения ньютоновских и неньютоновских сред, как однофазных, так и многофазных потоков, на дозвуковых, так и на сверхзвуковых режимах.

Инструменты компании ANSYS для анализа жидкости включают широко используемые и проверенные ANSYS FLUENT и ANSYS CFX, доступные для покупки по отдельности или вместе в комплекте ANSYS CFD. Надежность и скорость, используемых ANSYS решателей, знание и опыт команды разработчиков, а также расширенные возможности моделирования течения жидкости и газа позволяет получить отличные результаты, которым можно доверять. Технология отличается высокой масштабируемостью, обеспечивая использование эффективных параллельных вычислений от нескольких ядер до тысяч. ANSYS FLUENT и ANSYS CFX с полнофункциональным ANSYS CFD-Post (программным продуктом пост-обработки) позволяет выполнять расширенный количественный анализ и создание высококачественной визуализации и анимации.

Программные продукты ANSYS CFD полностью интегрированы в платформу  ANSYS Workbench. Такая интеграция позволяет осуществлять обмен данными c другими программными продуктами ANSYS (Mechanical, Maxwell и др.), а также с внешними CAD-системами. Эта среда обеспечивает высокую производительность и простоту в использовании.

Оба решателя (ANSYS FLUENT и ANSYS CFX) разрабатывались в течение десятилетий независимо друг от друга и обладают несколькими существенными отличиями, несмотря на некоторые схожие черты. Оба модуля основаны на методе контрольных объемов, дающем высокую точность, и используют решатель по давлению, что позволяет применять эти продукты для решения широкого круга инженерных задач. Основные отличия состоят в способе интегрирования уравнений течения жидкостей и в стратегиях решения уравнений.

Решатель ANSYS CFX использует сетку конечных элементов (числовые значения в узлах сетки), схожую с теми, что используется в анализе прочности, для дискретизации области. В отличие от ANSYS CFX, решатель  ANSYS FLUENT использует сетку конечных объемов (числовые значения в центрах ячеек).

В итоге оба подхода формируют уравнения для конечных объемов, которые обеспечивают сохранение значений потока, что является необходимым условием для точных решений задач гидрогазодинамики.

В ANSYS CFX особый упор сделан на решение основных уравнений движения (сопряженная алгебраическая сетка), а ANSYS FLUENT предлагает несколько подходов к решению (метод на основе плотности, расщепленный метод на основе давления, сопряженный метод на основе давления).

Оба решателя содержат в себе самые ценные возможности физического моделирования для получения максимально точных результатов.