CONVERGE发动机缸内CFD专业分析软件

发布时间:2018-03-06 11:59来源:admin 0 点击收藏

CONVERGE是美国Convergent Science Inc.(CSI)开发的革新性的热流体分析软件,它解决了网格生成这一CFD模拟中一个重要障碍。高效求解器配合自动网格生成功能极大缩短了计算时间。

自动网格生成功能不仅缩短计算时间,也适用于任何复杂形状的几何结构和类似阀门的运动边界。这种边界处理的实用性比其他软件显著提高。

CONVERGE自动生成正交六面体网格,并且还具有动态网格加密,负荷平衡功能,以取得较高计算精度。求解复杂现象的物理模型有喷雾模型,RANS 和LES湍流模型,燃烧模型,广泛应用于内燃机的共轭传热模型,流固耦合模型,辐射模型和VOF模型。

特别对于燃烧,除了经验模型,还有详细化学反应计算和机理简化功能,以前很难计算的详细化学机理现在可以计算。

特征


友好的GUI界面

通俗易懂的GUI界面,方便了所有条件的设置,譬如表面分割、边界条件的设置。可以使用免费的「EnSight Desktop for CONVERGE」(机能有所限制)。

CONVERGE的GUI界面CONVERGE的GUI界面CONVERGE的GUI界面

CONVERGE的GUI界面

全自动网格生成

大多数的CFD软件在实施计算之前都需要用户花费大量时间创建完整的计算网格,而CONVERGE是在每个时间步内自动生成体网格,且重建时间很短,用户不需要在计算前处理中划分网格。因此,用户可以大幅节省创建网格所花费的时间,用来分析计算结果以及检讨改善方案等更高科技含量的工作。 
仿真分析之前只需要准备好发动机的表面STL文件。在计算领域内部完全采用理想正交六面体网格,确保计算精度。还可以对活塞和阀门等运动边界实现动网格处理。

活塞、阀门等运动边界的设定极其方便

自适应加密功能 (AMR : Adaptive Mesh Refinement)以最小的计算成本实现最高的计算精度。

自适应网格功能可以根据变量(速度、温度、组分浓度)自动进行网格加密,以更少的计算成本实现最高的分析精度。

缸内燃烧分析的温度分布气门附近的网格自动加密定容喷雾/燃烧计算的温度分布


通过采用合适的网格控制策略,可以以常规计算网格数量的1/30,得到同等精度的分析结果。


计算结果受工程师个人经验的影响很小

网格控制参数标准化以后,工程师的经验对计算结果的影响很小 
此外,采用适当的网格控制策略,可能最大限度减少计算结果对网格的依赖性。


喷雾计算的网格依赖性验证算例

("GRID-CONVERGENT SPRAY MODELS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE CFD SIMULATION", P.K.Senecal, E.Pomraning, K.J.Richards, S.Som, Proceedings of the ASME 2012 Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conference, 2012.)

形状变更的灵活性

用户在改变几何形状进行再次分析时具有高度的灵活性。例如,只需花费10分钟~1小时即可完成对活塞和进排气道形状的修改。

活塞形状的替换(操作时间10分钟)

火花塞形状的案例(操作时间20分钟)

丰富的湍流、喷雾、燃烧模型

          采用LES湍流模型的喷雾计算结果案例                          喷雾贯穿距离的验证计算结果

详细化学反应模型

               汽油机燃烧计算结果案例                               柴油机燃烧计算结果案例

     是否选取Multi-Zone模型的缸内压力计算结果                     计算速度比较(仅化学反应计算部分)


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标签:发动机,CFD

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