自从1981 年英国CHAM 公司首先推出求解流动与传热问题的商业软件PHOENICS以来,迅速在国际软件产业中形成了通称为CFD 软件的产业市场。到今天,全世界至少已有50余种这样的流动与传热问题的商业软件,在促进CFD技术应用于工业实际中起了很大的作用。下面介绍当今世界上应用较广的CFD商业软件。
(1) CFX
该软件采用有限容积法、拼片式块结构化网络,在非正交曲线坐标(适体坐标) 系上进行离散,变量的布置采用同位网格方式。对流项的离散格式包括一阶迎风、混合格式、QUICK、CONDIF、MUSCI及高阶迎风格式。压力与速度的耦合关系采用SIMPLE系列算法(SIMPLEC),代数方程求解的方法中包括线迭代、代数多重网络、ICCG、STONE 强隐方法及块隐式(BIM)。软件可计算不可压缩及可压缩流动、耦合传热问题、多相流、化学反应、气体燃烧等问题。
(2) FIDAP
这是英语Fluid Dynamics Analysis Package 的缩写,系于1983年由美国Fluid Dynamics International Inc. 推出,是世界上第一个使用有限元法(FEM) 的CFD软件。可以接受如I-DEAS、PATRAN、ANSYS和ICEMCFD 等著名生成网格的软件所产生的网格。该软件可以计算可压缩及不可压缩流、层流与湍流、单相与两相流、牛顿流体及非牛顿流体的流动问题。
(3) FLUENT
这一软件由美国FLUENT Inc.于1983年推出,是继PHOENICS 软件之后的第二个投放市场的基于有限容积法的软件。它包含有结构化及非结构化网格两个版本。在结构化网格版本中有适体坐标的前处理软件,同时也可以纳入I- DEAS、PATRAN、ANSYS 和ICEMCFD 等著名生成网格的软件所产生的网格。速度与压力耦合采用同位网格上的SIMPLEC 算法。对流项差分格式纳入了一阶迎风、中心差分及QUICK 等格式。软件能计算可压缩及不可压缩流动、含有粒子的蒸发、燃烧过程、多组分介质的化学反应过程等问题。
(4) PHOENICS
这是世界上第一个投放市场的CFD 商业软件,可以算是CFD商用软件的鼻祖。这一软件中所采用的一些基本算法,如SIMPLE 方法、混合格式等,正是由该软件创始人D. B. Spalding及其合作者S. V. Patankar 等所提出的,对以后开发的商业软件有较大的影响。近年来,PHOENICS软件在功能上与方法方面做了较大的改进,包括纳入拼片式多网格及细密网格嵌入技术,同位网格及非结构化网格技术; 在湍流模型方面开发了通用的零方程、低Reynolds k-E模型、RNG k-E模型等。应用这一软件可计算大量的实际工作问题,其中包括: 城市污染预测、叶轮中的流动、管道流动。
(5) STAR-CD
这一软件名称是英语Simulation of Turbulent Flow in Arbitrary Region 的缩写,连字符后的CD 是开发商Computational Dynamics Ltd 的简称。这是基于有限容积法的一个通用软件。在网格生成方面,采用非结构化网格,单元的形态可以有六面体、四面体、三角形截面的棱柱体、金字塔形的锥体及六种形状的其它多面体。应用这一软件可以计算稳态与非稳态流动、牛顿流及非牛顿流体的流动、多孔介质中的流动、亚音速及超音速流动,并且这一软件在世界汽车工业中应用的十分广泛。2100433B