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Ansys流体产品2025 R2版本新功能:加速CFD、DEM和SPH领域的创新

十一月 14, 2025

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Michael Tooley | 新思科技旗下Ansys首席产品经理
Pedro Afonso | 新思科技旗下Ansys首席产品经理
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Ansys 2025 R2版本提供了强大功能,无论您是才开始使用新思科技旗下Ansys流体产品,还是经验丰富的老用户,其都能帮助您更快、更有信心地解决更复杂的问题。

Ansys流体产品2025 R2版本实现了整个产品组合的全面升级,涵盖物理模型、GPU 加速和多物理场耦合等方面的改进。此次更新旨在提高准确性、扩大物理覆盖范围,并大规模实现之前难以想象的强大性能。

观看Ansys流体产品2025 R2版本“新功能”网络研讨会点播视频,了解更多信息。

扩展流体产品组合

Ansys流体产品涵盖广泛的求解器和工具,包括:

2025 R2版本更新进一步拓展了这些解决方案的能力边界,侧重于以下三方面:

  1. 速度:利用多GPU并行加速实现巨大的性能提升
  2. 准确性:新增能够精确捕获真实物理现象的模型与方法
  3. 集成:增强求解器之间的耦合分析,以实现真正的多物理场工作流程

聚焦FreeFlow软件:SPH的新时代

今年推出的FreeFlow软件是流体产品系列的最新成员,专注于使用SPH方法进行气液自由表面流动仿真。与基于网格的CFD不同,SPH使用颗粒来捕获液体行为,非常适合用于具有复杂运动几何结构的场景,例如清洗设备、电机油冷、低转速变速箱或储罐液体晃动。

储罐晃动

2025 R2版本新功能

  • 表面张力效应分析:基于物理的模型可实现准确的液滴形成、润湿和液膜行为仿真。这对于喷雾冷却、电机润滑油分配或清洁工艺等应用至关重要。
  • 多GPU并行计算:FreeFlow软件现在可跨多个GPU扩展,实现包含500万个表面三角形的大规模计算域仿真,并缩短周转时间。
  • Ansys Mechanical软件双向耦合:双向压力和热传递支持流固耦合(FSI)工作流程,例如储罐晃动和热引起的变形。
  • 复杂几何结构处理:增强的前处理和稳健的求解器,支持复杂的计算机辅助设计(CAD)案例,从而加速工业级系统的设置。

这些进步使FreeFlow软件在需要探索自由表面流动相关工艺(包括早期设计阶段的液体冷却)的行业中尤为强大。

阅读博客“了解Ansys FreeFlow:光滑粒子水动力学仿真解决方案”,了解更多信息。

Rocky软件:先进颗粒力学

Rocky软件在离散元模拟(DEM)领域仍保持着领先地位。在2025 R2版本中,Rocky软件进一步提升了仿真的真实性,并拓展了应用范围。

片剂压制中的可变形颗粒

2025 R2版本亮点:

  • 增强接触模型:引入了体积压缩场景下颗粒材料的爱丁堡弹塑性粘附(EEPA)模型。该模型考虑了塑性变形导致的接触面积增大,增强了颗粒之间的黏附效应,适用于制药压片、增材制造以及食品加工等应用。
  • 可变形颗粒(测试功能):支持球形和非球形颗粒发生弹性/塑性变形及破碎。这将DEM的应用范围扩展到压片、压延和颗粒破碎工作流程。
  • 与Fluent软件的热耦合:DEM颗粒与CFD场之间的半解析方法传热分析现在支持湍流模型,例如油炸过程中的传热或散装颗粒加热。
  • 基于DEM的双向结构耦合:Rocky软件将DEM力传递至Mechanical软件,后者将计算变形,并将位移结果反馈回Rocky软件。

Rocky软件与Fluent软件和Mechanical软件的集成,使您能够利用GPU驱动的多物理场解决方案有效解决复杂的仿真挑战。

欢迎访问Ansys创新空间(Ansys Innovation Space)获取Rocky教程。

Fluent软件:通过GPU、人工智能(AI)和内置优化加速CFD

Fluent软件中的GPU原生求解器,始终是推动Ansys开展高速、大规模CFD研究的基石。

2025 R2版本中新增的物理场和工作流程包括:

  • 自由表面流动分析:流体体积(VOF)求解器现在支持GPU加速,兼容滑移网格、多重参考系和非牛顿流动。
  • 组分输运:多混合物组分输运模型现在可在GPU上运行,从而以更低的成本实现化学反应与混合流动的仿真。
  • 燃烧与CHT:小火焰生成流形(FGM)模型和预混合燃烧模型现已实现GPU兼容,并支持共轭传热(CHT)耦合计算。典型示例是具有反应流的燃烧室CHT。
  • 辐射:面-面辐射模型在GPU上的速度较之前版本提高了2至2.5倍,并新增了滑移网格兼容性。
  • 涡轮机械:GPU工作流程现在支持全周瞬态大涡模拟(LES)(超过1亿个单元),该功能已在欧盟Sci-Fi-Turbo项目中得到验证。

KHI案例:Kawasaki Technology Co. Ltd(川崎重工)采用Ansys Fluent图形处理器(GPU)求解器,对工业燃气轮机燃烧室中氢甲烷混合物的回火现象进行预测。最近,在Fluent 2025 R2版本中利用GPU对该案例进行的详细化学仿真显示,在保持高保真物理精度的同时,其速度较中央处理器(CPU)配置提高了8到10倍。

Ansys 2025 R2还推出了一款AI驱动的产品内置助手——Ansys Engineering Copilot工具。Engineering Copilot工具基于AnsysGPT技术构建,使用户能够直接从Fluent软件的Desktop界面中获取培训、知识文章和技术支持,帮助新用户和经验丰富的用户更快地找到答案、跟踪技术支持请求、访问知识资源等。

Ansys Engineering Copilot工具和Fluent演示:在2025 R2版本中,Engineering Copilot工具直接集成到了Fluent Desktop界面,无需额外费用即可使用。欢迎在Ansys客户门户网站(Ansys Customer Portal)下载2025 R2版本。

此外,Fluent软件现已将Ansys optiSLang后处理功能原生嵌入到Fluent Desktop界面中。这样就减少了在不同应用之间切换的需求,从而直接在Fluent软件中对参数化研究进行后处理。工程师现在可以:

  • 直接在Fluent软件的参数化工作流程中定义输入参数和所需关注的输出,例如阻力系数、压降和传热速率。
  • 开展实验设计(DOE)研究,系统地探索输入变化如何影响输出。
  • 将参数图、蚁丘图、历史图和平行坐标图直接嵌入到Fluent软件中。
  • 利用改进的自动化参数报告功能,生成HTML、PDF或PowerPoint格式的报告;其中,可将设计点表和筛选后的表格作为可编辑项嵌入PowerPoint报告中。

最后,快速八叉树网格划分现已直接集成到Fluent网格划分功能中,能够在数千个CPU内核上,在一小时内完成超过10亿个单元网格的可扩展网格划分。此外,与GPU求解器工作流程的无缝集成,可加速高分辨率模型的直接切换。

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快速八叉树网格划分与Fluent GPU求解器相结合,可实现令人惊叹的网格划分与仿真速度。

阅读博客“Ansys Fluent计算的新时代:数十亿个单元,几分钟即可完成网格划分,数小时完成求解”,以了解更多信息。

CFX软件:推进涡轮机械仿真

CFX软件始终是旋转机械领域的参考标准,其在压缩机、涡轮机、泵、风扇等旋转机械中的稳健性和预测准确性值得信赖。该软件凭借经过验证、可直接投入生产的工作流程,持续保持行业领先,可应对各种涡轮机械挑战,包括气动弹性、谐波平衡和瞬态转子-静子相互作用。Ansys 2025 R2版本进一步增强了CFX软件的高保真度设计和验证能力。

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Ansys TurboGrid涡轮叶片网格划分软件,现已支持混合网格划分。

2025 R2版本关键更新包括:

  • 改进的混合网格划分现已集成在Ansys TurboGrid涡轮叶片网格划分软件中,为复杂叶片设计提供自动化网格划分。
  • 在CFX软件中涡轮CHT设置现已得到简化,通过域界面实现混合流体-流体和流体-固体连接。
  • CFX软件中的航空力学增强功能(可从预览中获取)现在包含边界通用作用力的内置计算,使用户能够更好地评估强制响应计算中强制项的收敛性。
  • CFX流动边界(预览功能)可通过系统耦合与其他求解器耦合。这有助于将CFX软件中的涡轮机械组件连接到Fluent软件中的上游/下游模型或多个CFX实例。

访问Ansys涡轮机械迷你网络研讨会系列,以了解更多信息。

Thermal Desktop软件:增强系统级热流体仿真

Thermal Desktop软件可快速开展系统级瞬态热与流体过程建模,广泛应用于太空、航空航天、电子和可再生能源领域。它在早期设计与详细的组件分析环节之间建立了衔接,并在统一环境中提供了辐射、传导和流体建模能力。借助Thermal Desktop 2025 R2版本软件,工程师能够更高效地对整个热流体网络进行仿真。

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二阶热单元

2025 R2版本关键更新包括:

  • 管道与固体:无需对管道几何结构进行网格划分,即可实现对流经固体结构的流体流动的高效仿真,尤其适用于紧凑型冷却通道建模和简化整体工作流程。
  • 二次热单元:引入二阶热单元,以提供更准确的温度分布,尤其在稀疏网格上也能提高精度。
  • 与optiSLang软件集成:Thermal Desktop节点现已完全集成于optiSLang软件中,用于优化工作流程。求解器中新增了输出参数(在Thermal Desktop软件中称为“符号(symbols)”)。
  • TD Designer(全新几何结构与网格划分工具):作为预览功能,TD Designer取代了TD Direct,并基于Ansys Discovery平台构建了全新几何结构和网格划分环境,提供增强的建模功能、热数据标记支持以及与Thermal Desktop软件的无缝双向集成。

观看Thermal Desktop网络研讨会系列,以了解更多信息。

对于新用户,这些更新功能可降低入门门槛,新版本中还提供了直观的工作流程、AI辅助和预置培训,以确保用户更快上手。对于经验丰富的用户,性能提升和新的物理模型则为曾经无法实现的仿真打开了大门。

从航空航天、能源到半导体等各个行业,Ansys流体产品持续帮助工程师满怀信心地预测其产品在真实世界工况下的性能。

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