XFlow

XFlow为基于Lattice-Boltzmann方法的高保真度CFD模拟软件。

技术突破

在解算非定常流（通常由于流动穿过复杂的实体几何体而造成，例如汽车的外表面）的CFD问题时，传统网格型方法对网格质量的依赖性极高。这样会导致工程师将大部分时间耗费在处理网格离散化上，而不是解决工程问题。此外，如果问题涉及到存在移动零件或流体结构相互作用，则此类问题的域拓扑出现变化时也会造成困难。

SIMULIA XFlow提供了独立的粒子型Lattice Boltzmann技术，可实现保真度计算流体动力学(CFD)方法。这一先进技术允许用户解决涉及高频率瞬变空气动力学、真实移动几何体、复杂多相流动、流体结构相互作用和空气声学的复杂CFD问题。

XFlow的自动点阵生成和自适应优化功能可以将用户输入降至较低，从而减少典型CFD工作流程中耗费在网格创建和预处理阶段的精力和时间。这样，工程师就能将其绝大部分时间用在设计迭代和优化上，而不是耗时耗力的网格创建过程上。

通过XFlow的离散化方法，曲面复杂性也不再是一个限制因素。可以利用一小组参数来轻松控制基础点阵；点阵对输入几何图形的质量有很高的容忍度，并且可适应移动零件的存在。

此外，高级渲染功能还提供了真实的可视化，从而帮助更深入地了解流动和热性能。Xflow的独特功能可以帮助各家公司减少物理测试，同时更快制定更出色的设计决策。

关键技术

l 单相流模型

l 多相和自由表面流动模型

l 声学分析

l 热分析

l 离散相模型（DPM）

l 非牛顿流体

l 耦合传热

l 热辐射

l 复杂的边界条件（包括多孔介质和风扇模型）

l 真正的部件移动

独特的CFD方法

改进的Lattice Boltzmann方法

在非均衡统计结构中，Boltzmann方法可描述以介观尺度建模的气体行为。Boltzmann方法可以再现流体力学限制，但是也能在航空航天、微流体甚至是近真空条件等应用领域中对稀薄介质进行建模。与标准MRT相反，XFlow中的散射算法，可以自然提高代码的伽利略不变性、准确性和稳定性。

基于粒子的动力学求解器

XFlow采用基于粒子的无网格动力学算法。在非平衡统计力学中，Boltzmann方程描述的是介观层面上的气体状态。和传统以网格为基础的分析方法相比，Lattice Boltzmann方法简化了整个分析流程，将算法参数变小化，避免了冗长复杂的网格划分过程。

自适应唤醒优化

XFlow引擎可以按照用户要求自动调整解算比例，从而优化壁面附近的分辨率质量，同时动态适应存在的强梯度并在流动形成时优化唤醒。

扰动建模：高保真度WMLES

XFlow采用保真度很高的壁面建模大涡流仿真(WMLES)方法来执行扰动建模。内在的先进LES方法基于壁面自适应局部涡流(WALE)粘度模型，提供了一致的局部涡流粘度和近壁面行为。它占用CPU的时间与仅提供RANS分析的大多数规范类似。XFlow使用统一的非均衡壁面函数对边界层建模。此壁面模型适用于大多数情况，这表示用户无需在不同的模型中进行选择，也无需担心每种方案存在的限制。