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词条 Fidap
释义

概述

FIDAP软件是基于有限元方法和完全非结构化网格的通用CFD软件,内含丰富的物理模型和高效的求解方法,适合解决从不可压缩到可压缩范围内的复杂流动问题。FIDAP具有强大的流固耦合功能,可以分析由流动引起的结构响应问题,是唯一能够提供完整流固耦合功能的专用CFD软件。除此以外,FIDAP软件还适合模拟动边界、自由表面、相变、电磁效应等复杂流动问题。

FIDAP是一个流体模拟的好选择,FIDAP的典型应用领域包括汽车、化工、聚合物处理、薄膜涂层、玻璃应用、半导体晶体生长、生物医学、冶金、环境工程、食品、玻璃处理和其他相关的领域。基于有限元方法,FIDAP提供了完整的筛网弹性和健壮有效的计算。

特点

1.通用建模能力

¨ 二维平面、二维轴对称、带旋流的二维轴对称流动以及三维流动问题

¨ 稳态和瞬态流动分析

¨ 蠕变流、不可压缩流、中等程度的可压缩流

¨ 层流、转捩及湍流流动

¨ 牛顿流体和非牛顿流体

¨ 传热模型包含自然对流、强迫对流和混合对流、液/固耦合传热和辐射模型

¨ 化学组分混合及化学反应,包含燃烧子模型和表面反应模型

¨ 相变模型(适用于固定网格和可变形网格)

¨ 自由表面运动(适用于固定网格和可变形网格模型)

¨ 用于离散相(粒子/液滴/气泡)的拉格郎日轨迹计算,包含与连续相的耦合

¨ 多孔介质模型,它可以各向异性的渗透性和惯性阻尼

¨ 集总参数模型,如风扇、通风孔

¨ 热量、质量、动量、化学组分的体积源

¨ 惯性参照系或非惯性参照系

2.网格能力

¨ 四边形、三角形、六面体、四面体、三角柱(楔形及其混合网格类型)

¨ 线性和二次插值网格

¨ 罚函数逼近和离散化压力(两者组合)

对于组合的情形连续和间断压力模型都可供选择

¨ 等阶和不等阶离散化

¨ 输入I-DEAS和PATRAN的网格

¨ 将流场变量从一种网格插值到另一种网格上

3.数值方法

¨ FIDAP提供两种主要的求解方法选项,它们具有以下共同特征:

基于有限元方法,并且使用完全非结构化网格

适用于所有速度范围

可支持动态的内存分配

¨ 全耦合求解方法同时计算所有的自由度,它有三种不同的变化:

Newton-Raphson法

修正的牛顿法(Modified-Newton)

Quasi-Newton方法,Broyden方法的改进

¨ 使用直接Gaussian消去法求解上述方法产生的线性方程组

¨ Segregated算法以顺序方式单独地计算每一个自由度。它具有以下特征:

Jacobi变量允许在单个单元扫描时构造多于一个自由度的系数矩阵

单元扫描的向量化

具有沙漏修正的单点求积分

简化模板体系,它可以减小非对称总体系数矩阵的大小

单精度或双精度存储总体系数矩阵

¨ 为了求解线性方程组,Segregated方法使用直接Gaussian消去法或以下迭代方法:

非对称系统的GMERS或共轭梯度自乘

对称系统的共轭残差或共轭梯度

4.瞬态求解算法

¨ 显式和隐式时间积分器可供选用的

¨ 对于隐式时间步逼近:

一级精度(backwardEular)或二级精度(trapezoidal rule)

¨ 由截断误差控制的自动时间步增量

也可以选用固定时间步选项

5.自由表面模型

FIDAP包含两类自由表面模型:变形网格和固定网格。自由表面问题可以是层流问题,也可以是湍流问题。

5.1 变形网格能力

¨ 适合于模拟外部自由表面,内部流体/流体之间的界面,具有给定运动的边界,纯单一材料熔化/凝固

表面

¨ 任意的拉格朗日欧拉描述(ALE)

¨ 可以包含表面张力

¨ 动态和静态接触线

¨ 2D、2D轴对称及3D自由表面

5.2 固定网格能力

¨ 体积组分模型(VOF模型)

¨ 适用于不规则或大变形的自由表面(例如:填充、液面晃动、涡破碎)

¨ 表面张力

¨ 2D、2D轴对称及3D自由表面

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更新时间:2025/3/15 15:52:47