fluent在消声器中的应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
The main functions of the exhaust system are
Convey exhaust gas away from the engine as efficiently as possible Reduce harmful chemical components in exhaust gas Reduce exhaust noise
Advances in Parallel Processing
Fluent leading the field in parallel CFD
Fluent first to port to Linux boxes and Windows 2000
Partnerships with key hardware vendors
北京海基公司-FLUENT的中国代理
A. 1998年9月，Fluent Inc.进入中国CFD市场Βιβλιοθήκη Baidu，北京海基科技公司成为独家代理商；
B. 1999年3月，海基公司成立Fluent软件培训 中心。这也是目前国内唯一的一个CFD培训 中心；
C. 截止今日，Fluent在中国已有220多个用户 ，安装License数达300多个；
北京海基公司-FLUENT的中国代理
D. 目前，海基公司具备CFD专业技术人员 13名，其中博士8人，硕士5人；
E. 2000年2月，海基公司开通中文网站（ www.hikeytech.com）,为中国客户提供本 地化的Fluent资料查询；
F. 在2001年5月在上海设立办事处；2002 年6月成立上海分公司。
Fluent软件的数值算法
v Coupled Explicit Solver 这种算法由Fluent公司与NASA联合开发，主要 用来求解可压缩流动。该方法与SIMPLE算法不 同，而是对整个Navier-Stokes方程组进行联 立求解，空间离散采用通量差分分裂格式，时 间离散采用多步Runge-Kutta格式，并采用了 多重网格加速收敛技术。对于稳态计算，还采 用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。该算 法稳定性好，内存占用小，应用极为广泛。
几何造型功能 Bottom-up
Points, Curves, B-spline Surfaces, etc. Snap-to-Grid Sweeps, Wire Frame, Skinning, etc.
Top-down
Primitives (e.g., Brick, Cylinder, Sphere, Torus, Cone) Booleans (Unite, Subtract, Intersect, Split)
Australia
Brazil
CFD Market Size Today
60%
50%
40%
30% 20%
USA Europe Japan Total
10%
0% FLUENT STAR-CD CFX Flomerics CFDRC SC
EXA
CHAM
Others
Total Japan Europe USA
G. 海基公司即将发布Fluent中文学习资料 。
概述
快捷方便的前处理器 多种先进的数值算法 丰富的物理模型 高效率的并行计算 CFD专用的后置处理环境
Leadership of CFD Technology
前处理器－－GAMBIT
几何造型功能 与CAD软件的接口 强大的网格生成能力
FLUENT软件的几何建模
自适应网格
网格细化和粗化(Adapt) 指定区域 指定界面 指定物理量范围 指定物理量的空间微分值 网格容积或容积变化率 壁面y+的值 以上各项的组合
网格自适应技术大大提高了流场的模拟精度
自适应网格算例
自适应网格算例
2D planar shell - initial grid contours of pressure
Coupled/Implicit: New solver option 耦合隐式算法
Fluent软件的数值算法
v Segregated Solver 该算法源于经典的SIMPLE算法。其适用范 围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种 算法不对Navier-Stokes方程联立求解，而是 对动量方程进行压力修正。该算法是一种很 成熟的算法，在应用上经过了很广泛的验证 。这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射 、多相流模型与其配合，适用于汽车领域的 CFD模拟。
Carbon Monoxide (CO) Nitrogen Oxides (NOx) Hydrocarbons (HC) Particulates CO, NOx, HC and particulates are strictly regulated by law
Aftertreatment is one method of reducing these harmful pollutants
FLUENT的全球业务
Fluent Worldwide Personnel Distribution (400+ Employees)
Europe
Asia/Pacific
America
Fluent Belgium Fluent Europe Fluent France Fluent Germany Fluent Italy Fluent Sweden
2D planar shell - final grid contours of pressure
自适应网格算例
网格质量检查功能
Fluent软件的数值算法
Segregated/Implicit: FLUENT/UNS 非耦合隐式算法
Coupled/Explicit: RAMPANT
耦合显式算法
FLUENT 软件在汽车排放系统 中的 应 用
利用FLUENT软 件进行尾气排放
再处理分析
…………………. …..
Fluent公司概况
Fluent公司是全球最著名的CFD软件供 应商和技术服务商。公司总部设在美国 New Hampshire州的Lebanon，下属机构 遍及全球，在欧洲和亚太地区都设有多 个子公司和代理机构。 目前Fluent拥有全球商用CFD软件45%以 上的市场份额，2000年的营业额超过一 亿美元，并以每年25%的速度递增。
Catalytic Converter(催化式排气净化器)
Aftertreatment occurs primarily in the catalytic converter(废气再处理主要是 在催化式净化器中完成) The main component of the catalytic converter is the monolith(净化器的主 要部件是整体过滤器)
Chemical characteristics of the washcoat
Type and number of catalysts Reaction mechanisms
Exhaust System Diagram
Catalytic Converter(催 化式净化器)
Muffler( 消声器)
Exhaust Manifold(排 气歧管)
Pollutants in Exhaust Gas
Exhaust gas contains several chemical species, some of which are harmful (废气包含多种化学成分,其中有些是有害气 体) The harmful chemical species in exhaust gas are(废气中的主 要化学成分)
Fluent软件的数值算法
v Coupled Implicit Solver 该算法是其它所有商用CFD软件都不具备的。该
算法也对Navier-Stokes方程组进行联立求解 ，由于采用隐式格式，因而计算精度与收敛性 要优于Coupled Explicit方法，但却占用较多 的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解 全速度范围，即求解范围从低速流动到高速流 动。
并行技术
自动分区技术。FLUENT软件采用自动分区技 术，自动保证各CPU的负载平衡。在计算中 自动根据CPU负荷重新分配计算任务。 并行效率高。FLUENT软件的并行效率很高， 双CPU的并行效率高达1.8～1.98，四个CPU 的并行效率可达3.6。因而大大缩短了计算 时间。 支持网络并行。除支持单机多CPU的并行计 算外，FLUENT还支持网络分布式并行计算。 FLUENT内置了MPI并行机制，大幅提高了网 络分布式并行计算的并行效率。
对于复杂几何，四边形/六面体网格 没有任何数值优势，而且网格剖分需花 费工程师大量的时间。而三角形/四面 体网格则能快速生成较高质量的网格。
1983年，面元法求解 势流问题
1988年，分块结构化网格， 求解EULER方程，模拟无粘 流问题
1996年，完全非结构化网格， 求解NS方程，模拟 粘性流场
混合网格
Platinum, Rhodium, Palladium
Exhaust gas reacts with the washcoat, leading to the reduction of CO, NOx and HC emissions(尾气与washcoat反应使CO,Nox和HC减少) Particulates are reduced using particulate traps(微颗粒通过颗粒带收集而 减少)
Dramatically Reduce Preprocessing Time
FLUENT软件与CAD接口
We value your input!
GAMBIT的网格生成能力
各种基本形状的网格 • 混合网格 ( Hybrid Mesh) • 自适应网格 ( Adaption) • 旋转机械的网格 (Gambit-Turbo) • 不连续的网格 (Non-Conformal Mesh) • 滑动网格和变形网格 (Sliding Mesh and
Fluent Asia-Pacific Tokyo and Osaka, Japan
Ann Arbor, MI Evanston, IL Lebanon, NH (HQ) Morgantown, WV Santa Clara, CA
Fluent India
China Hikey Korea Japan Taiwan
Catalytic Converter Diagram
Catalyst Housing Monolith
Conversion Efficiency
Conversion efficiency refers to the amount of pollutants removed from the exhaust gas Conversion efficiency depends on
Deforming Mesh) • 完全非结构化的网格生成
Customized CFD Grid Generation
基本形状的网格
2D: 三角形、 四边形 3D: 四面体、六面体、三角柱、金字塔
结构化网格与非结构化网格的对比
对于简单几何，四边形/六面体网格 比 三角形/四面体网格要容易生成，而 且网格质量高。
Exhaust Aftertreatment Overview
Exhaust System
The main components of the exhaust system are
Exhaust manifold(排气歧管) Catalytic converter(催化式排气净化器) Muffler(消声器)
Monolith usually has a honeycomb structure(过滤器通常是蜂窝状结构) Monolith structure increases surface area in contact with exhaust gas(过滤器 的蜂窝结构主要是增大与气体的接触面积)
The monolith structure is coated with one or more catalysts, known as the washcoat(在过滤器的表面涂有一种或多种催化剂,比如:washcoat)
Convey exhaust gas away from the engine as efficiently as possible Reduce harmful chemical components in exhaust gas Reduce exhaust noise
Advances in Parallel Processing
Fluent leading the field in parallel CFD
Fluent first to port to Linux boxes and Windows 2000
Partnerships with key hardware vendors
北京海基公司-FLUENT的中国代理
A. 1998年9月，Fluent Inc.进入中国CFD市场Βιβλιοθήκη Baidu，北京海基科技公司成为独家代理商；
B. 1999年3月，海基公司成立Fluent软件培训 中心。这也是目前国内唯一的一个CFD培训 中心；
C. 截止今日，Fluent在中国已有220多个用户 ，安装License数达300多个；
北京海基公司-FLUENT的中国代理
D. 目前，海基公司具备CFD专业技术人员 13名，其中博士8人，硕士5人；
E. 2000年2月，海基公司开通中文网站（ www.hikeytech.com）,为中国客户提供本 地化的Fluent资料查询；
F. 在2001年5月在上海设立办事处；2002 年6月成立上海分公司。
Fluent软件的数值算法
v Coupled Explicit Solver 这种算法由Fluent公司与NASA联合开发，主要 用来求解可压缩流动。该方法与SIMPLE算法不 同，而是对整个Navier-Stokes方程组进行联 立求解，空间离散采用通量差分分裂格式，时 间离散采用多步Runge-Kutta格式，并采用了 多重网格加速收敛技术。对于稳态计算，还采 用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。该算 法稳定性好，内存占用小，应用极为广泛。
几何造型功能 Bottom-up
Points, Curves, B-spline Surfaces, etc. Snap-to-Grid Sweeps, Wire Frame, Skinning, etc.
Top-down
Primitives (e.g., Brick, Cylinder, Sphere, Torus, Cone) Booleans (Unite, Subtract, Intersect, Split)
Australia
Brazil
CFD Market Size Today
60%
50%
40%
30% 20%
USA Europe Japan Total
10%
0% FLUENT STAR-CD CFX Flomerics CFDRC SC
EXA
CHAM
Others
Total Japan Europe USA
G. 海基公司即将发布Fluent中文学习资料 。
概述
快捷方便的前处理器 多种先进的数值算法 丰富的物理模型 高效率的并行计算 CFD专用的后置处理环境
Leadership of CFD Technology
前处理器－－GAMBIT
几何造型功能 与CAD软件的接口 强大的网格生成能力
FLUENT软件的几何建模
自适应网格
网格细化和粗化(Adapt) 指定区域 指定界面 指定物理量范围 指定物理量的空间微分值 网格容积或容积变化率 壁面y+的值 以上各项的组合
网格自适应技术大大提高了流场的模拟精度
自适应网格算例
自适应网格算例
2D planar shell - initial grid contours of pressure
Coupled/Implicit: New solver option 耦合隐式算法
Fluent软件的数值算法
v Segregated Solver 该算法源于经典的SIMPLE算法。其适用范 围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种 算法不对Navier-Stokes方程联立求解，而是 对动量方程进行压力修正。该算法是一种很 成熟的算法，在应用上经过了很广泛的验证 。这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射 、多相流模型与其配合，适用于汽车领域的 CFD模拟。
Carbon Monoxide (CO) Nitrogen Oxides (NOx) Hydrocarbons (HC) Particulates CO, NOx, HC and particulates are strictly regulated by law
Aftertreatment is one method of reducing these harmful pollutants
FLUENT的全球业务
Fluent Worldwide Personnel Distribution (400+ Employees)
Europe
Asia/Pacific
America
Fluent Belgium Fluent Europe Fluent France Fluent Germany Fluent Italy Fluent Sweden
2D planar shell - final grid contours of pressure
自适应网格算例
网格质量检查功能
Fluent软件的数值算法
Segregated/Implicit: FLUENT/UNS 非耦合隐式算法
Coupled/Explicit: RAMPANT
耦合显式算法
FLUENT 软件在汽车排放系统 中的 应 用
利用FLUENT软 件进行尾气排放
再处理分析
…………………. …..
Fluent公司概况
Fluent公司是全球最著名的CFD软件供 应商和技术服务商。公司总部设在美国 New Hampshire州的Lebanon，下属机构 遍及全球，在欧洲和亚太地区都设有多 个子公司和代理机构。 目前Fluent拥有全球商用CFD软件45%以 上的市场份额，2000年的营业额超过一 亿美元，并以每年25%的速度递增。
Catalytic Converter(催化式排气净化器)
Aftertreatment occurs primarily in the catalytic converter(废气再处理主要是 在催化式净化器中完成) The main component of the catalytic converter is the monolith(净化器的主 要部件是整体过滤器)
Chemical characteristics of the washcoat
Type and number of catalysts Reaction mechanisms
Exhaust System Diagram
Catalytic Converter(催 化式净化器)
Muffler( 消声器)
Exhaust Manifold(排 气歧管)
Pollutants in Exhaust Gas
Exhaust gas contains several chemical species, some of which are harmful (废气包含多种化学成分,其中有些是有害气 体) The harmful chemical species in exhaust gas are(废气中的主 要化学成分)
Fluent软件的数值算法
v Coupled Implicit Solver 该算法是其它所有商用CFD软件都不具备的。该
算法也对Navier-Stokes方程组进行联立求解 ，由于采用隐式格式，因而计算精度与收敛性 要优于Coupled Explicit方法，但却占用较多 的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解 全速度范围，即求解范围从低速流动到高速流 动。
并行技术
自动分区技术。FLUENT软件采用自动分区技 术，自动保证各CPU的负载平衡。在计算中 自动根据CPU负荷重新分配计算任务。 并行效率高。FLUENT软件的并行效率很高， 双CPU的并行效率高达1.8～1.98，四个CPU 的并行效率可达3.6。因而大大缩短了计算 时间。 支持网络并行。除支持单机多CPU的并行计 算外，FLUENT还支持网络分布式并行计算。 FLUENT内置了MPI并行机制，大幅提高了网 络分布式并行计算的并行效率。
对于复杂几何，四边形/六面体网格 没有任何数值优势，而且网格剖分需花 费工程师大量的时间。而三角形/四面 体网格则能快速生成较高质量的网格。
1983年，面元法求解 势流问题
1988年，分块结构化网格， 求解EULER方程，模拟无粘 流问题
1996年，完全非结构化网格， 求解NS方程，模拟 粘性流场
混合网格
Platinum, Rhodium, Palladium
Exhaust gas reacts with the washcoat, leading to the reduction of CO, NOx and HC emissions(尾气与washcoat反应使CO,Nox和HC减少) Particulates are reduced using particulate traps(微颗粒通过颗粒带收集而 减少)
Dramatically Reduce Preprocessing Time
FLUENT软件与CAD接口
We value your input!
GAMBIT的网格生成能力
各种基本形状的网格 • 混合网格 ( Hybrid Mesh) • 自适应网格 ( Adaption) • 旋转机械的网格 (Gambit-Turbo) • 不连续的网格 (Non-Conformal Mesh) • 滑动网格和变形网格 (Sliding Mesh and
Fluent Asia-Pacific Tokyo and Osaka, Japan
Ann Arbor, MI Evanston, IL Lebanon, NH (HQ) Morgantown, WV Santa Clara, CA
Fluent India
China Hikey Korea Japan Taiwan
Catalytic Converter Diagram
Catalyst Housing Monolith
Conversion Efficiency
Conversion efficiency refers to the amount of pollutants removed from the exhaust gas Conversion efficiency depends on
Deforming Mesh) • 完全非结构化的网格生成
Customized CFD Grid Generation
基本形状的网格
2D: 三角形、 四边形 3D: 四面体、六面体、三角柱、金字塔
结构化网格与非结构化网格的对比
对于简单几何，四边形/六面体网格 比 三角形/四面体网格要容易生成，而 且网格质量高。
Exhaust Aftertreatment Overview
Exhaust System
The main components of the exhaust system are
Exhaust manifold(排气歧管) Catalytic converter(催化式排气净化器) Muffler(消声器)
Monolith usually has a honeycomb structure(过滤器通常是蜂窝状结构) Monolith structure increases surface area in contact with exhaust gas(过滤器 的蜂窝结构主要是增大与气体的接触面积)
The monolith structure is coated with one or more catalysts, known as the washcoat(在过滤器的表面涂有一种或多种催化剂,比如:washcoat)