CFD商业软件综合介绍
cfd总结
CFD工具使用总结CFD(computational fluid dynamics)是用来研究流体流动和传热过程的分析工具，它提供一种低成本模拟真实流动的方法，是实验和理论流体力学的中间桥梁，也已经被广泛使用。
商业CFD软件包可以由GAMBIT和FLUENTL两个组合形成。
顺便说一下，装GAMBIT前先安装Exeed。
下面就如何使用CFD软件进行流体流动力学的计算来简要总结：一、GAMBIT的介绍打开装好后的工具界面如下：可以在启动面板里设置工作路径和id号（便于搜索）。
GAMBIT用户界面分为七个部分：菜单栏、视图、命令面板、命令显示窗、命令解释窗、命令输入窗和视图控制面板。
菜单栏菜单栏位于操作界面的上方，其最常用的功能就是File命令下的New、Open、Save、Save as和Export等命令。
这些命令的使用和一般的软件一样。
Gambit可识别的文件后缀为.dbs，而要将Gambit中建立的网格模型调入Fluent使用，则需要将其输出为.msh文件(file/export)。
视图和视图控制面板Gambit中可显示四个视图，以便于建立三维模型。
同时我们也可以只显示一个视图。
视图的坐标轴由视图控制面板来决定。
下图显示的是视图控制面板。
视图控制面板中的命令可分为两个部分，上面的一排四个图标表示的是四个视图，当激活视图图标时，视图控制面板中下方十个命令才会作用于该视图。
同时，我们还可以使用鼠标来控制视图中的模型显示。
其中按住左键拖曳鼠标可以旋转视图，按住中键拖动鼠标则可以在视图中移动物体，按住右键上下拖动鼠标可以缩放视图中的物体。
命令面板命令面板是Gambit的核心部分，通过命令面板上的命令图标，我们可以完成绝大部分网格划分的工作。
下图显示的就是Gambit的命令面板。
从命令面板中我们就可以看出，网格划分的工作可分为三个步骤：一是建立模型，二是划分网格，三是定义边界。
这三个部分分别对应着Operation区域中的前三个命令按钮Geometry(几何体)、mesh（网格）和Zones（区域）。
CFD-简介及国内外发展状况
1。
1 计算流体力学的起源计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。
他作为流体力学的一个分支产生于第二次世界大战前后，在20 世纪60年代左右逐渐形成了一门独立的学科【1】。
总的来说随着计算机技术及数值计算方法的发展，我们可以将其划分为三个阶段：第一,初始阶段（1965～1974)，这期间的主要研究内容是解决计算流体力学中的一些基本的理论问题,如模型方程（湍流、流变、传热、辐射、气体－颗粒作用、化学反应、燃烧等）、数值方法（差分格式、代数方程求解等)、网格划分、程序编写与实现等，并就数值结果与大量传统的流体力学实验结果及精确解进行比较，以确定数值预测方法的可靠性、精确性及影响规律。
同时为了解决工程上具有复杂几何区域内的流动问题，人们开始研究网格的变换问题,如Thompson, Thams和Mastin提出了采用微分方程来根据流动区域的形状生成适体坐标体系,从而使计算流体力学对不规则的几何流动区域有了较强的适应性，逐渐在CFD 中形成了专门的研究领域:“网格形成技术”。
第二，工业应用阶段(1975～1984年),随着数值预测、原理、方法的不断完善，关键的问题是如何得到工业界的认可，如何在工业设计中得到应用,因此，该阶段的主要研究内容是探讨CFD在解决实际工程问题中的可行性、可靠性及工业化推广应用。
同时，CFD技术开始向各种以流动为基础的工程问题方向发展，如气固、液固多相流、非牛顿流、化学反应流、煤粉燃烧等。
但是,这些研究都需要建立在具有非常专业的研究队伍的基础上，软件没有互换性，自己开发，自己使用，新使用的人通常需要花相当大的精力去阅读前人开发的程序,理解程序设计意图,改进和使用。
1977年，Spalding等开发的用于预测二维边界层内的迁移现象的GENMIX程序公开，其后，他们首先意识到公开计算源程序很难保护自己的知识产权，因此，在1981年，组建的CHAM公司将包装后的计算软件（PHONNICS －凤凰）正式投放市场,开创了CFD商业软件的先河，但是，在当时，该软件使用起来比较困难，软件的推广并没有达到预期的效果。
常用CFD软件
PhoenicsPhoenics简介Phoenics是世界上第一套计算流体与计算传热学商业软件，它是国际计算流体与计算传热的主要创始人、英国皇家工程院院士D.B.Spalding教授及40多位博士20多年心血的典范之作。
Phoenics是Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series 几个字母的缩写，这意味着只要有流动和传热都可以使用Phoenics来模拟计算。
除了通用计算流体/计算传热学软件应该拥有的功能外Phoenics有着自己独特的功能。
Phoenics主要特点1、开放性：Phoenics最大限度地向用户开放了程序，用户可以根据需要任意修改添加用户程序、用户模型。
PLANT及INFORM功能的引入使用户不再需要编写FORTRAN源程序，GROUND程序功能使用户修改添加模型更加任意和方便。
In-Form：用户接口功能，完成用户数学表达式的输入，IF判断等功能。
方便了用户控制自定义的边界条件、初始条件、材料物性等参数的输入。
2、CAD接口：Phoenics可以读入任何CAD软件的图形文件。
Shapemaker：三维造型功能。
3、MOVOBJ：运动物体功能可以定义物体运动，避免了使用相对运动方法的局限性。
4、大量的模型选择：20多种湍流模型，多种多相流模型，多流体模型，燃烧模型，辐射模型。
5、提供了欧拉算法也提供了基于粒子运动轨迹的拉格朗日算法。
6、计算流动与传热时能同时计算浸入流体中的固体的机械和热应力。
7、VR（虚拟现实）用户界面引入了一种崭新的CFD建模思路。
8、PARSOL（CUT CELL）：PHOENICS独特的网格处理技术，特别对于CAD图形的导入，网格能自动生成。
9、软件自带1000多个例题，附有完整的可读可改的原始输入文件。
10、Phoenics专用模块：建筑模块（FLAIR）电站锅炉模块（COFFUS）11、自动收敛控制：无论输入参数是否充分和一致，都能保证结果具有较好的收敛效果。
CFD软件的介绍
CFD软件的介绍标签：itCFD软件的介绍著名的CFD处理工具有以下一些： , ]* _3 x" _/ W/ T9 F- y! n, ^0 B" P6 M0 O, o7 ^3 a8 x. m用于前处理：Gambit,Tgrid,GridPro,GridGen,ICEM CFD用于计算分析：Fluent,FIDAP,POLYFLOW $ Q& O5 ~. J6 T* N用于后处理：Ensight,IBM Open VisulizationExplorer,FieldView,AVS ,Tecplot;提供综合的处理能力：Ansys，MAYA i2 s, [9 q5 y1 z2 Q特殊领域的应用：Icepak,Airpak,Mixsim " d/ M! Q" L- \* MFLUENT+ s9 tFLUENT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。
Q9 J2 s2 M! O: bFluent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。
基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
CFD系列软件介绍
CFD——计算流体动力学(建模计算) CFD——计算流体动力学，因历史原因，国内一直称之为计算流体力学。
其结构为：提出问题——流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多项流；可压、不可压……），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）分析问题——建模——N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。
解决问题——差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。
成果说明——形成文字，提交报告，赚取应得的回报。
CFD实现过程：1.建模——物理空间到计算空间的映射。
主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。
一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。
相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。
可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！三维：CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。
本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。
有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！UG：总觉得EDS脑袋进水了，收了I-deas这么久了，也才发布个几百M的UG NX 2.0，还被大家争论来争论去说它如何的不好用！其实，软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。
按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I －DEAS更是如虎添翼。
现在关键是看市场了。
Solidworks：这哥们讲的是实用主义，中端CAD软件它绝对是老大，Solidedge功能是不比它差，但是Solidworks的合作伙伴可能是SE的十几倍，接口也比SE多很多，要是你，你会选哪个？Autodesk Inventor也只能算是中端软件，目前说来，我是处于观望态度，看发展再决定。
商业CFD软件在实际工程计算中的应用
商业CFD软件在实际工程计算中的应用北京大学力学与工程科学系樊春"I consider it the obligation of scientists and intellectuals to ensure that their ideas are made accessible and thus useful to society instead of being mere playthings for specialists."- Bjarne Stroustrup, from "Design and Evolution of C++" 计算流体力学(CFD)和商业CFD软件的简介(数值模拟中的一支)计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,简称CFD）是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学，在20世纪60年代起伴随计算机技术迅速崛起而迅猛发展。
它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。
计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。
计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。
计算流体力学作为一门科学被承认是在20世纪60年代中期，当时在跨音速是流体力学应用领域研究的热点。
当时风洞实验技术还比较落后，难以处理激波在风洞表面的反射。
在定常跨音速流动流动中，亚音区域速方程属于椭圆型，超音速区域的方程属于双曲型。
这两种类型方程有很大的区别，求解的方法不同，而且事先无法确定何处是超音速何处是亚音速，所以数值计算的时候也不容易处理。
第9讲 CFD工程软件综述
POLYFLOW
• Fully-coupled and segregated finite element methods – Ideally suited for laminar, viscous flows involving: • Complex rheology (including viscoelasticity) • Free surfaces • Mesh flexibility: – Unstructured quad/hex, tri/tet, or hybrid meshes, wedge elements • Solver of choice for polymer processing and related applications such as: – Extrusion, coextrusion, die design – Blow molding, thermoforming – Film casting, glass sheet forming/stretching, fiber drawing – Chemical reactions, foaming – Viscoelastic flows (“memory effects”)
• • • • •
b (NIKA, FLOMERICS公司创立于1988年 ) THERMAL ANALYSIS SYSTEM ProCast Magmasoft MoldFlow
热流分析商用软件
• Thermoanalytics Radtherm高级热管理设计与分析 • RadTherm是美国ThermoAnalytics公司与福特汽车公司联合开发的新 一代高级热管理设计与分析工具。RadTherm 完全采用C++语言编写， 是跨平台运行、功能全面的系统级专业热管理设计分析软件。利用 RadTherm先进的辐射模型和精心设计、极其友好的用户界面， 设计 人员能够快速模拟和精确求解稳态和瞬态传导、对流和辐射及一维流 动，处理最复杂的热问题。软件配备了除几何外所有热分析相关的各 种材料参数、边界条件 和自然环境条件，用户只需输入几何模型并点 击几次鼠标就能轻松完成热分析。RadTherm用于计算辐射视角系数 和阳光照射的先进光线跟踪技术,堪称目前 市场上最快的辐射换热求 解器之一。 RadTherm 以卓越的计算速度、精度和灵活性成为热管理 的工业标准， 被应用于整车系统，飞行器系统，电子仪器面板，建筑 结构日照分析和其它复杂升温过程。 • Thermoanalytics Wintherm热管理设计与分析 • Elite Software Rhvac v8.01.79(制冷和制热负荷)
主流CFD软件概述与比较--CAE工程师必读
主流CFD仿真软件概述与比较--CAE工程师必读CFD（计算流体动力学）作为CAE的重要分支，是通过数值方法来描述流体的运动状态，包含流动、传热、化学反应以及流体和固体之间的相互作用等。
CFD描述质量传输、动量传输和能量传输三种过程，并通过数值方法在一个控制体内将这三种守恒的数学方程通过数值方法来进行求解，获取丰富的流场信息。
流体求解常用有限体积法，借鉴有限元的思想，同样进行离散并构造节点间的插值函数，求解节点因变量。
但有限元由节点组成单元，因变量在单元体内分布变化，变化规律由节点之间的插值函数变化体现；而有限体积则是点辖属体积，直接求解点上的因变量，根据插值函数对点辖体积积分获取全场变量分布。
三大通用CFD软件为Fluent、CFX、STAR-CD/CCM+。
Fluent于1998年率先被引入国内，通用性最强，湍流模型、辐射模型全面，欧拉多相流模型也具备优势；STAR-CD/CCM+的燃烧模型、拉氏多相流模型更擅胜场，并且具备Trim网格，处理结构复杂模型有一定优势；CFX 中规中矩，良好的前后处理接口是其卖点。
虽然通用CFD软件方兴未艾，但由于CFD技术在数值理论（N-S方程不封闭、非线性偏微分方程求解算法待完善）、物理模型（湍流模型、转捩模型、燃烧模型等）、网格效应、验证确认等方面的疑难，通用CFD软件的应用仍存在局限性与较高的使用门槛，CFD仿真结果的精度与工程师的水平具备明显的关联关系。
为了发挥CFD技术在工程领域的应用价值，专用CFD软件顺势而生，诸如专注运动机械与泵阀模拟的PumpLinx、擅长自由液面分析的Flow-3D、通用并长于处理旋转机械的NUMECA、电子产品热分析专家FloTHERM、多相流反应器仿真利器Barracuda等，都在各自的领域独树一帜、傲视群雄。
对于叶片泵、容积泵、螺旋桨等运动机械而言，空化与汽蚀效应分析、动网格与微米级啮合间隙的处理（对于齿轮泵、柱塞泵等容积式泵）是开展CFD模拟的难点。
CFD软件介绍
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。
CFD的软件结构
CFD的软件结构为方便用户使用CFD软件处理不同类型的工程问题，一般的CFD商用软件往往将复杂的CFD过程集成，通过一定的接口，让用户快速地输入问题的有关参数。
所有的商用CFD软件均包括三个基本环节：前处理、求解和后处理。
与之对应的程序模块常简称前处理器、求解器、后处理器。
以下简要介绍这三个程序模块。
1 前处理器前处理器（preprocessor）用于完成前处理工作。
前处理环节是向CFD软件输入所求问题的相关数据，该过程一般是借助与求解器相对应的对话框等图形界面来完成的。
在前处理阶段需要用户进行以下工作：．定义所求问题的几何计算域．将计算域划分成多个互不重叠的子区域，形成由单元组成的网格．对所要研究的物理和化学现象进行抽象，选择相应的控制方程．定义流体的属性参数．为计算域边界处的单元指定边界条件．对于瞬态问题，指定初始条件流动问题的解是在单元内部的节点上定义的，解的精度由网格中单元的数量所决定。
一般来讲，单元越多、尺寸越小，所得到的解的精度越高，但所需要的计算机内存资源及CPU时问也相应增加。
为了提高计算精度，在物理量梯度较大的区域，以及我们感兴趣的区域，往往要加密计算网格。
在前处理阶段生成计算网格时，关键是要把握好计算精度与计算成本之间的平衡。
目前在使用商用CFD软件进行CFD计算时，有超过50%以上的时间花在几何区域的定义及计算网格的生成上。
我们可以使用CFD软件自身的前处理器来生成几何模型，也可以借用其他商用CFD或CAD/CAE软件（如PATRAN、ANSYS、I-DEAS、Pro/ENGINEER助提供的几何模型。
此外，指定流体参数的任务也是在前处理阶段进行的。
2 求解器求解器（solver）的核心是数值求解方案。
常用的数值求解方案包括有限差分、有限元、谱方法和有限体积法等。
总体上讲，这些方法的求解过程大致相同，包括以下步骤：．借助简单函数来近似待求的流动变量．将该近似关系代入连续型的控制方程中，形成离散方程组．求解代数方程组各种数值求解方案的主要差别在于流动变量被近似的方式及相应的离散化过程。
6-CFD基础及软件应用汇总
CFD可以看做是在流淌根本方程(质量守 恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)掌握下 对流淌的数值模拟。通过这种数值模拟，我们 可以得到极其简单问题的流场内各个位置上的 根本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的 分布，以及这些物理量随时间的变化状况，确 定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。还可 据此算出相关的其他物理星，如旋转式流体机 械的转矩、水力损失和效率等。此外，与CAD 联合，还可进展构造优化设计等。
矢量图：直接给出二维或三维空间里矢量〔如速度〕的 方向及大小，一般用不同颜色和长度的箭头表示速度矢 量。矢量图可以比较简洁地让用户觉察其中存在的旋涡 区。
等值线图：用不同颜色的线条表示相等物理量(如温度) 的一条线。
流线图：用不同颜色线条表示质点运动轨迹。
云图：使用渲染的方式，将流场某个截面上的物理量 (如压力或温度)用连续变化的颜色块表示其分布。
理论分析方法 优点:所得结果具有普遍性，各种影响因素清 晰可见，是指导试验争论和验证新的数值计算 方法的理论根底。 局限性：它往往要求对计算对象进展抽象和简 化，才有可能得出理论解。对于非线性状况， 只有少数流淌才能给出解析结果。
CFD方法抑制了前面两种方法的弱点，在计算机上 实现—个特定的计算，就似乎在计算机上做一次物理试 验。
可利用计算机进展各种数值试验，例如，选择 不同流淌参数进展物理方程中各项有效性和敏 感性试验，从而进展方案比较
它不受物理模型和试验模型的限制，省钱省时， 有较多的敏捷性，能给出具体和完整的资料， 很简洁模拟特殊尺寸、高温、有毒、易燃等真 实条件和试验中只能接近而无法到达的抱负条 件。
CFD简介
什么是CFD？ CFD软件是计算流体力学（Computational fluid Dynamics）软件的简称，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，可以分析并且显示发生在流场中的现象，在比较短的时间内，能预测性能，并通过改变各种参数，达到最佳设计效果。CFD的数值模拟，能使我们更加深刻地理解问题产生的机理，为实验提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用。 随着计算机硬件和软件技术的发展和数值计算方法的日趋成熟，出现了基于现有流动理论的商用CFD软件。商用CFD软件使许多不擅长CFD的其它专业研究人员能够轻松地进行流动数值计算，从而使研究人员从编制繁杂、重复性的程序中解放出来，以更多的精力投入到考虑所计算的流动问题的物理本质、问题的提法、边界（初值）条件和计算结果的合理解释等重要方面，这样最佳地发挥了商用CFD软件开发人员和其它专业研究人员各自的智力优势，为解决实际工程问题开辟了道路。 使用CFD，你首先得建立你想研究的系统或装置的计算模型；然后将流体流动的物理特性应用到虚拟的计算模型，CFD软件将输出你想要的流体动力性质。CFD是一种高级的分析技术，它不仅可以预测流体的行为，同时还可以得到传质（如分离和溶解），传热，相变（如凝固和沸腾），化学反映（如燃烧），机械运动（涡轮机），以及相关结构的压力和变形（如风中桅杆的弯曲）等等的性质。 之所以要使用CFD，至少基于以下三点：1，通常的系统是很难模型化的，而CFD的分析能够展示别的手段所不能揭示的系统的性质和现象，因为CFD对你的设计有很强的理解和可视能力。2，CFD能够快速的给出你想要的结果，一旦你给定你的问题的参量；这样你才有可能在很短的时间内调整你设计的问题的参数，得到最好的优化结果。3，采用C
CFD软件大比拼（一）：写在前头
CFD软件⼤⽐拼（⼀）：写在前头软件重要还是理论更重要，这⼀争论似乎永远也不会有结果，仁者见仁智者见智。
但更⼤的纷争似乎并不在这⾥，对于具有同类功能的东西，⼈们似乎更喜欢去⽐较。
就好⽐同类软件，⼈们总是想要证明某⼀软件的功能更强更具优势，尤其是软件开发⼈员和代理商。
站在⽤户的⾓度，似乎也更想知道哪些软件更适合解决⾃⼰的问题。
因此从这⽅⾯来说，对同类软件进⾏功能和性能上的⽐较，看来也是⼀件挺有意义的事情。
然⽽，对功能⾼度重合的软件进⾏⽐较绝⾮⼀件容易的事情，对于CFD软件更是如此。
计算流体⼒学理论发展了半个世纪，基础理论⽅⾯已⽇趋成熟与完善，商⽤软件所利⽤到的理论基本上⼤同⼩异，早已不存在理论发展初期的那种某⼀软件独树⼀帜的情况了。
⽬前的商⽤CFD通⽤软件功能已经⾼度重合，性能也是不相伯仲。
那如果要对这些软件进⾏⽐较，该采⽤何种⽅法，评⽐哪些⽅⾯的性能呢？在进⾏软件⽐较之前，可以对当前市场上存在的通⽤CFD软件进⾏分类。
当然这⾥所搜集的也是⼀些最常⽤的软件，对于⼀些使⽤不普遍的，由于信息有限且后期评测⼯作困难，所以不进⾏考虑。
1、⽐较谁？流体计算软件：⼀类利⽤计算机进⾏流体流动、传热等计算的软件。
可以针对⽬前常⽤的流体计算软件特点，将其分为以下⼏类：（1）CFD计算软件：传统流体计算软件，其主要特点在于：前后处理⽐较繁琐，但是可以做出精细的模型，拥有丰富的物理模型，软件即可⽤于⼯程亦可⽤于科研。
代表性软件包括：FLUENT、STAR CD、CFX、ESI CFD等（2）EFD计算软件：近些年出现的⼀类⾯向⼯程的流体计算软件，其主要特点在于：计算速度快，⼈⼯⼲预少，软件操作简单，但是计算精度不如CFD计算软件。
⽐较有代表性的软件有：CFDesign、FloEFD等。
（3）专⽤软件。
这类软件很多且难以统计。
它们通常对某⼀⽅⾯的应⽤有独到之处，如⽤于旋转机械流体计算的NUMECA、⽔泵计算的PumpLinx等等。
CFD软件介绍
• 任何流体的运动都应遵守质量守恒、动 量守恒和能量守恒。
• 它们都可用欧拉方程、N-S方程来表述。
计算流体力学
（a）为三通的物理模型 (c) 三通内流体的速度矢量图
(b) 为三通的计算网格
(d) 三通后直管的速度矢量图 数值计算：根据理论分析的方法建立数学模型，选 (e) 三通内流体的流线图 择合适的计算方法，包括有限差分法、有限元法、特 征线法、边界元法等，利用商业软件和自编程序计算， 得出结果，用实验方法加以验证。
CFD 软件介绍
流体力学研究方法
理论流体力学
• 理论分析: 根据实际问
题建立理论模型，建 立控制流体运动的闭 合方程组，将实际问 题转化为数学问题， 在相应的边界和初始 条件下求解。
•U 0
DU Dt
p
1 e
2U
• uiu j
计算困难
实验流体力学
• 实验研究: 根据实际问题 利用相似理论建立实验 模型、选择流动介质、 设备包括风洞、水槽、 水洞、激波管、测试管 系等。
• CFD 的核心部分(CFD-solver) 包括整个“软件 包”功能下的所有可能的数学模型,向使用者提 供由所研究问题性质决定的相应数学模型,同时 提供使用者自编程接口程序和接口命令;该模块 的另一功能是向使用者提供模拟过程数学方程 的计算方法、数学离散方法、收敛方法和准则, 进而形成模拟命令程序(Command File) 。
• 示范 • 步骤
该模块的另一功能是向使用者提供模拟过程数学方程的计算方法数学离散方法收敛方法和准则进而形成模拟命令程序commandfile后处理模块cfdpost向使用者提供模拟运算数据的存储交换导出和各种参数图并与基本图形处理工具graphicalviewplotting实行连接是模拟计算结果处理好坏的重要环节可以为使用者提供模拟几何模型上不同位置的参数分布图并可以打印输出
CFD软件简介
CFD软件简介作者：酥梨源于：CAE学术论坛CFD，主要用于解决工程中的流体和传热问题，目前比较好的CFD软件有：Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD，除了Fluent是美国公司软件外，其它三个都是英国公司的产品。
FLUENTFLUENT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。
基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
其各软件模块包括：GAMBIT——专用的CFD前置处理器，FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力之前处理器，然后由Fluent进行求解。
也可以用ICEM CFD进行前处理，由TecPlot进行后处理。
压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。
可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流（rotating flow）及震波（shocks）等。
在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果，并且对模型的快速建立及shocks 处的格点调适都有相当好的效果。
CFD简介
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。
CFD通用软件综述
CFD通用软件综述一、FluentFluent是ANSYS公司推出的一种流体动力学计算软件，在全球范围内被广泛使用。
它提供了强大的求解器和建模工具，可用于解决各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌以及多相流等。
Fluent拥有友好的用户界面和丰富的后处理功能，使得用户可以轻松地进行模拟计算并分析结果。
二、Star-CCM+Star-CCM+是Siemens PLM Software公司开发的一款多物理场仿真软件，其中包括流体力学仿真。
它具有强大的前处理和后处理功能，能够处理各种流淌问题，包括复杂几何体、多相流淌和湍流等。
Star-CCM+的并行计算能力强大，可以利用多核处理器和计算机集群来加速计算。
三、OpenFOAMOpenFOAM是一个开源的CFD软件套件，被广泛应用于学术界和工业界。
它提供了丰富的数值模型和求解器，能够处理各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、湍流和多相流等。
OpenFOAM具有灵活的用户界面和可自定义的求解器，用户可以依据自己的需求进行修改和扩展。
四、COMSOL MultiphysicsCOMSOL Multiphysics是一款多物理场建模和仿真软件，可以处理流体力学、结构力学、电磁场和热传递等问题。
它拥有强大的建模和网格生成工具，可以处理复杂的几何体和边界条件。
COMSOL Multiphysics支持多物理场的耦合求解，能够模拟多个物理场之间的互相作用。
五、CFXCFX是ANSYS公司另一款流体动力学计算软件，也是全球范围内被广泛应用的软件之一。
它提供了丰富的物理模型和求解器，能够解决各种流体问题，包括不行压缩和可压缩流淌、稳态和非稳态流淌、多相流淌和湍流等。
CFX的求解器接受稳定的数值算法，能够提供准确的模拟结果。
总结起来，上述软件都是CFD领域中功能强大且具备广泛应用的通用软件。
它们在流体力学计算和模拟方面都有自己的奇特优势和特点，可依据不同需求选择合适的软件。
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计算流体力学（CFD）是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。
它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。
计算流体力学和相关的计算传热学，计算燃烧学的原理是用数值方法求解非线性联立的质量、能量、组分、动量和自定义的标量的微分方程组，求解结果能预报流动、传热、传质、燃烧等过程的细节，并成为过程装置优化和放大定量设计的有力工具。
计算流体力学的基本特征是数值模拟和计算机实验，它从基本物理定理出发，在很大程度上替代了耗资巨大的流体动力学实验设备，在科学研究和工程技术中产生巨大的影响。
目前比较好的CFD软件有：Fluent、CFX,Phoenics、Star-CD，除了Fluent是美国公司的软件外，其它三个都是英国公司的产品-------------------------------------------------------------------------------- FLUENT 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。
基于上述思想，Fluent开发了适用于各个领域的流动模拟软件，这些软件能够模拟流体流动、传热传质、化学反应和其它复杂的物理现象，软件之间采用了统一的网格生成技术及共同的图形界面，而各软件之间的区别仅在于应用的工业背景不同，因此大大方便了用户。
其各软件模块包括：GAMBIT——专用的CFD前置处理器，FLUENT系列产品皆采用FLUENT公司自行研发的Gambit前处理软件来建立几何形状及生成网格，是一具有超强组合建构模型能力之前处理器，然后由Fluent进行求解。
也可以用ICEM CFD进行前处理，由TecPlot进行后处理。
Fluent5.4——基于非结构化网格的通用CFD求解器，针对非结构性网格模型设计，是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。
可应用的范围有紊流、热传、化学反应、混合、旋转流（rotating flow）及震波（shocks）等。
在涡轮机及推进系统分析都有相当优秀的结果，并且对模型的快速建立及shocks处的格点调适都有相当好的效果。
Fidap——基于有限元方法的通用CFD求解器，为一专门解决科学及工程上有关流体力学传质及传热等问题的分析软件，是全球第一套使用有限元法于CFD领域的软件，其应用的范围有一般流体的流场、自由表面的问题、紊流、非牛顿流流场、热传、化学反应等等。
FIDAP本身含有完整的前后处理系统及流场数值分析系统。
对问题整个研究的程序，数据输入与输出的协调及应用均极有效率。
Polyflow——针对粘弹性流动的专用CFD求解器，用有限元法仿真聚合物加工的CFD 软件，主要应用于塑料射出成形机，挤型机和吹瓶机的模具设计。
Mixsim——针对搅拌混合问题的专用CFD软件，是一个专业化的前处理器，可建立搅拌槽及混合槽的几何模型，不需要一般计算流力软件的冗长学习过程。
它的图形人机接口和组件数据库，让工程师直接设定或挑选搅拌槽大小、底部形状、折流板之配置，叶轮的型式等等。
MixSim随即自动产生3维网络，并启动FLUENT做后续的模拟分析。
Icepak——专用的热控分析CFD软件，专门仿真电子电机系统内部气流，温度分布的CFD-------------------------------------------------------------------------------- CFX 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Block Stone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，RNG k-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。
CFX-TASCflow在旋转机械CFD计算方面具有很强的功能。
它可用于不可压缩流体，亚/临/超音速流体的流动，采用具有壁面函数的k-e模型、2层模型和Kato-Launder模型等湍流模型，传热包括对流传热、固体导热、表面对表面辐射，Gibb’s辐射模型，多孔介质传热等。
化学反应模型包括旋涡破碎模型、具有动力学控制复杂正/逆反应模型、Flamelet模型、NOx和碳黑生成模型、拉格朗日跟踪模型、反应颗粒模型和多组分流体模型。
CFX-TurboGrid是一个用于快速生成旋转机械CFD网格的交互式生成工具，很容易用来生成有效的和高质量的网格。
-------------------------------------------------------------------------------- PHOENICS Phoenics是英国CHAM公司开发的模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD软件，有30多年的历史。
网格系统包括：直角、圆柱、曲面（包括非正交和运动网格，但在其VR环境不可以）、多重网格、精密网格。
可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。
在流体模型上面，Phoenics内置了22种适合于各种Re数场合的湍流模型，包括雷诺应力模型、多流体湍流模型和通量模型及k-e模型的各种变异，共计21个湍流模型，8个多相流模型，10多个差分格式。
Phoenics的VR（虚拟现实）彩色图形界面菜单系统是这几个CFD软件里前处理最方便的一个，可以直接读入Pro/E建立的模型（需转换成STL格式），是复杂几何体的生成更为方便，在边界条件的定义方面也极为简单，并且网格自动生成，但其缺点则是网格比较单一粗糙，针对复杂曲面或曲率小的地方的网格不能细分，也即是说不能在VR环境里采用贴体网格。
另外VR的后处理也不是很好。
要进行更高级的分析则要采用命令格式进行，但这在易用性上比其它软件就要差了。
另外，Phoenics自带了1000多个例题与验证题，附有完整的可读可改的输入文件。
其中就有CHAM公司做的一个PDC钻头的流场分析。
Phoenics的开放性很好，提供对软件现有模型进行修改、增加新模型的功能和接口，可以用FORTRAN语言进行二次开发。
-------------------------------------------------------------------------------STAR-CD STAR-CD的创始人之一Gosman与Phoenics的创始人Spalding都是英国伦敦大学同一教研室的教授。
STAR-Cd 是Simulation of Turbulent flow in Arbitrary Region的缩写，CD是computational Dynamics Ltd。
是基于有限容积法的通用流体计算软件，在网格生成方面，采用非结构化网格，单元体可为六面体，四面体，三角形界面的棱柱，金字塔形的锥体以及六种形状的多面体，还可与CAD、CAE软件接口，如ANSYS,IDEAS,NASTRAN,PATRAN,ICEMCFD,GRIDGEN等，这使STAR-CD在适应复杂区域方面的特别优势。
STAR－-cd能处理移动网格，用于多级透平的计算，在差分格式方面，纳入了一阶UpWIND,二阶UpWIND,CDS,QUICK,以及一阶UPWIND与CDS或QUICK的混合格式，在压力耦合方面采用SIMPLE，PISO以及称为SIMPLO的算法。
在湍流模型方面，有k-e,RNK-ke,ke两层等模型，可计算稳态，非稳态，牛顿，非牛顿流体，多孔介质，亚音速，超音速，多项流等问题. STAR－cd的强项在于汽车工业，汽车发动机内的流动和传热。
CFD——计算流体动力学，因历史原因，国内一直称之为计算流体力学。
其结构为：提出问题——流动性质（内流、外流；层流、湍流；单相流、多项流；可压、不可压……），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体）分析问题——建模——N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。
解决问题——计算格式的构造/选择：有限元、有限差分、有限体积、谱方法等；程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。
成果说明——形成文字，提交报告，赚取应得的回报。
CFD实现过程：1.建模——物理空间到计算空间的映射。
主要软件：二维：AutoCAD：大家不要小看它，非常有用。
一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。
相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。
可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！因此，在处理二维复杂流动问题时，大家最好首先想一向可不可以用AutoCAD实现。
CAXA：使用方便，支持与AutoCAD之间的直接转换。
属于低端CAD软件。
三维：CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。