1. 产品简介

在竞争激烈的现代产品创新环境中，各行各业都需要在极端条件下对其产品的真实行为进行复杂仿真，例如车辆涉水、动力传动系统润滑和关键飞行操控动作。

XFlow 在 SIMULIA 的流体仿真产品组合内提供了粒子型 Lattice-Boltzmann 技术，适用于高保真计算流体动力学 (CFD) 应用。

XFlow 这一先进技术允许用户解决涉及高频率瞬变仿真的复杂 CFD 工作流程，其中包含真实移动几何图形、复杂多相流动、自由曲面流动和流体结构相互作用。

其自动点阵生成和自适应优化功能可以将用户输入降至最低，从而减少耗费在网格化和预处理阶段的时间和精力。这样，工程师就能将其绝大部分精力用在设计迭代和优化上。

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。

高级渲染功能提供了逼真的可视化，有助于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，同时更快做出更出色的设计决策。

2. 主要应用与功能

单相流模型

自由表面流动模型

多相流模型：基于粒子的跟踪；相场与VoF

声学分析

热分析

共轭传热(CHT)边界条件

蒙特卡罗辐射模型

标量（Scalar）传输

离散相位模型(DPM)

非牛顿流体

先进的边界条件，包括多孔介质及风扇模型

带有强制行为的移动部件

运动部件（刚体动力学高达6个自由度）

与Abaqus、Simpack及FMU实现流固耦合(FSI)

与Wave 6实现振动声学联合仿真

2.1 统一前后处理

XFlow为用户提供了独特新颖的界面和工作环境。预处理器、求解器和后处理器完全集成在同一环境中。用户界面布局是完全可配置的可移动工作区窗口和选项，以使用预先设置的显示设置。

由于基于粒子，XFlow背后的算法降低了对CAD模型的要求。例如，在动力系统润滑的分析中，该软件不关心移动或交叉表面，只要这些表面定义了一个连贯的流体体积。XFlow减少了用户为定义流动特性和生成流体域而必须设置的参数数量。因此，几何结构的复杂性不是XFlow中的限制因素。

XFlow的图形后处理功能允许解决方案的交互式可视化，并允许在计算仍在运行时进行数值分析。XFlow提供工具，通过导出到3DEXPERIENCE平台或第三方应用程序(如ParaView和EnSight Gold)进行额外处理。

2.2 独特的基于粒子的求解器

XFlow具有一种新颖的基于粒子的动力学算法，专门设计用于在硬件上非常快速地执行计算。

XFlow中的离散化方法避免了经典的域网格划分过程，表面复杂度不再是限制因素。用户可以很容易地用一组小参数控制底层晶格的细节水平，晶格可以容忍输入几何形状的质量，并适应运动部件的存在。

2.3 其它功能特点

善于分析物体运动过程和自由液面的流动：包括波浪、刚体、强迫或约束运动条件下的流场变化。

捕捉瞬态三维流场发生、发展各阶段的特性：克服传统NS求解方法的不足、降低计算代价。

自适应的尾流跟踪和细化（Adaptive wake refinement）：靠近壁面自动提高精度，动态追随尾迹发展过程。

复杂边界条件和物理过程分析：耦合换热、跨/超音速流、多孔介质、非牛顿流、多相流等。

气动声学分析：不需要人为地稳定或跟踪自然压力波的演变，直接进行声波分析。

流固耦合分析：内置的结构求解器，以自然的方式允许完全的流固耦合分析。

近似线性的加速性能：甚至能够在桌面个人电脑上进行三维瞬态流体仿真。

3. 传统CFD与xFlow的区别

4. 主要应用范围

纯瞬态空气动力学：升力和阻力预测，空气动力学设计

气动声学：如减噪分析

自由表面与多相流：如润滑、涉水、油箱晃动、搅油等

具有真实移动部件的负责FSI，如发动机润滑、飞机演习、各种阀门等

5. 主要应用行业

5.1 航天航空

阻力和升力预测

起落架收放瞬态流场模拟

客舱内空调及通风

旋翼飞行器

超音速流动

5.2 汽车与零部件

全几何模型的车辆气动力分析

噪声计算

汽车会车过程中的气动压力波分析

电驱动搅油分析

5.3 船舶

船舶水动力学

推进器

波浪传播

5.4 装备制造业

电气设备的热管理

齿轮润滑

旋转机械

内流管道、阀门计算