[转帖]各CFD仿真软件有何区别

hyacinth

这些软件都属于CFD软件，也就是说众多微元的能量、质量、动量守恒方程构成模型框架；速度场、温度场、压力场为计算目标。

若进行热流体机理研究，CFD方法存在局限性。原因是湍流研究、相变研究、物质混合研究在现在并不能给出让计算符合实际的数学描述。算着算着结果就飞掉了。

若进行工程设计，CFD方法还需求助经验公式。在绕流分析方面CFD目前仍具有优势，但在复杂热力管网（有泵、阀门、三通、滤网）、相变过程、多相流动、辐射换热不可忽视的场合，CFD的计算结果就偏差太多。

热工程师过去大多依赖于FEM结构分析软件，因为保证结构安全性、协助结构工程师完成热应力分析是我们的职责之一。但这也压制了热工程师的需求。

我们需要灵活地控制节点规模以评估热设计的多种方案，我们需要真实曲面曲体计算热辐射、我们不必在每一阶段都要面对FEM软件在应力集中区产生的大量网格，我们还要模拟泵、阀门、三通、多相、多组分流动，让软件自动计算接触面积、自动分配热导、纳入隔热材料、烧蚀材料、节流制冷、压缩循环等过程。。。，我们还要逻辑控制实现实现模型快速调整、试验数据拟和和工程可靠度分析。

CFD软件对流体理论研究工作者、对绕流和流场分布计算者而言，是一个有用的工具，但对于大多数热工程师而言，我们需要解决的是复杂的工程问题，需要能帮助我们快速决策的工具。这时，我们会转向以经验公式和计算拟和关系式为基础的其它类软件，如SINDA/FLUINT。

过去困扰热工程师的是，我们没有FEM结构软件那么好用，能利用CAD设计模型，能自动产生网格并给出多彩后处理结果的软件。

但是ThermalDesktop软件解决了这点，它集成了FEM软件、有限差分软件、等式求解式软件的优点。热工程师能像结构工程师一样，自由建模、快速调整。现在是他们向我们叹气的时候了，FEM结构的大量网格使得他们不能像我们一样完成复杂系统的自动优化过程，而我们也跳出了“一问一答”机械建模的时代。
当然还有STAR-CD

STAR-CD是由英国帝国学院提出的通用流体分析软件，由1987年再英国成立的CD-adapco集团公司开发。STAR-CD这一名称的前半段来自于Simulation of Turbulent flow in ArbitraryRegin.该软件基于有限体积法，适用用于不可压流和可压流（包括跨音速速流和超音速流）的计算，热力学的计算及非牛顿流的计算。它具有前处理器，求解器，后处理器三大模块，以良好的可视化用户界面把建模，求解及后处理与全部的物理模型和算法结合在以个软件包中。
STAR-CD的前处理器（Prostar）具有较强的CAD建模功能，而且它与当前流行的CAD/CAE软件（SAMM,ICEM,PATRAN,IDEAS,ANSYS,GAMBIT等）有良好的接口，可有效地进行数据交换。具有多种网格划分技术（如Extrusion方法，Multi-block方法，Dataimport方法等）和网格局部加密技术，具有对网格质量优劣地自我判断功能，Multi-block方法和任意交界面技术相结合，不仅能够大大简化网格生成，还使不同部分的网格可以进行独立调整而不影响其它部分，可以求解任意复杂的几何形体，极大地增强了CFD作为设计工具地实用性和时效性.STAR-CD在适应复杂计算区域地能力方面具有一定优势，它可以处理滑移网格地问题，可用于多级透平机械内的流场计算。STAR-CD提供了多种边界条件，可供用户根据不同的流动物理特性来选择合适的边界条件。
它提供了多种高级湍流模型，如各类k-模型。STAR-CD具有SIMPLE,SIMPISO和PISO等求解器，可根据网格质量的优劣和流动物理特性来选择。在差分格式方面，具有低阶和高阶的差分格式，如一阶迎风，二阶迎风，中心差分，QUICK格式和混合格式等。
STAR-CD的后处理器，具有动态和静态显示计算结果的功能，能用速度矢量图来显示流动特性，用等值线图或颜色来表示各个物理量的计算结果，可以进行气动力的计算。
STAR-CD在三大模块中提供了与用户的接口，用户可根据需要编制Fortran子程序并通过STAR-CD提供的接口函数来达到预期的目的。