ANSYS CFX - 汎用熱流体解析ソフトウェア

ANSYS CFX 概要

ANSYS CFX は、20 年以上にわたり世界中の企業に貢献してきた歴史があります。特に、回転機械と混相流が関与するエンジニアリング分野では絶大な信頼と実績を誇るCFD ソフトウェアです。

ANSYS CFX は、ANSYS Workbench インターフェースから利用できます。完全なCFD シミュレーションのすべての作業段階に対し、単一利用環境から簡便にアクセスできるようになっています。

ANSYS CFX の優れたテクノロジーには例えば以下のようなものがあります。

  • 先進的な連成マルチグリッド線形ソルバー技術
  • メッシュ作成における卓越した柔軟性
  • 優れた並列処理効率
  • 強力なプリプロセスおよびポストプロセス機能

幅広い物理モデルは互いに同時利用することができ、産業における実際の問題に対し、真の答えを導くことができます。また、ANSYS CFX はオープン・アーキテクチャであり、あらゆるレベルのカスタマイズを実現するための特別なツールが提供されています。入力と結果の双方とも利用可能なフォーマットであるため、容易にカスタマイズし、既にお持ちの工学ソフトウェア環境に完全に統合することが可能です。

ANSYS CFX テクニカルトピックス

  • Two-Way FSI が容易に可能、流体・構造の同時ポスト処理が可能に
  • 単体によるFSI 機能が向上
    メッシュを変形することなく、メッシュの重ね合わせによって、固体の複雑な動きが簡単に解析できるようになりました。
  • In-Cylinder の解析機能が充実
    リメッシング機能、粒子追跡機能、燃焼モデルなど、多岐に渡る改良が行われました。
  • ターボ機器の設計をより強力にサポート
    VISTA-TF を統合することで、1D でモデル化が可能なターボ機器の範囲が広がります。また、1D コードによる解析を行うことで、スクリーニング作業の効率アップが図れます。
  • 混相流モデルに機能追加
    壁沸騰モデルが追加されます。
  • エンジン解析に対応する燃焼モデル（ECFM、EGR、ノッキング、着火遅れ）と移動・変形メッシュ機能
  • ロバスト性と精度を両立した、ノードベース連成AMG ソルバー

キウィの花粉
（資料提供：University of Canterbury）
熱交換器内の熱伝達分布予測
電気モータ
（資料提供：WEG Motors）

適用分野

ターボ機械

低圧蒸気タービン内の非平衡条件下に
おける湿り度の分散予測		 化学プロセス

シェルとチューブで構成される
熱交換器内部の流れ		 建築・空調

ダムの水門を通過する水の
自由表面流速
 
自動車

4 ストロークエンジンの燃料噴射
および吸気バルブ開放直後の渦構造		 航空宇宙

航空機まわりの気流		 船舶

自由界面流れと船体スロッシングの
流体－構造連成解析
 
石油・ガス

海洋プラットフォームに作用する
風と波の荷重		 バイオメディカル

頭部モデル周囲の換気流		 発電・環境

バイオリアクタモデルを適用した
表面曝気装置

機能

ANSYS CFX は、極めて高精度な解析結果、安定した解、および業界をリードする並列処理効率を提供する、テクノロジー・リーダーです。膨大な計算を必要とする問題に対しても、以前に比べて大幅に計算時間を短縮しています。また、この製品は、幅広いモデル間についてほぼ完全に同時利用することができるため、十分な情報に基づいた設計上の決定を可能とする、現実的な結果を得ることができます。主な機能は以下のとおりです。

数値解析と周辺機能

  • 2次元および3次元の流れ
  • 定常/非定常流
  • メッシュ分割
    一般的な非構造セルに対応しています。ノードベースの離散化法を用いており、多面体セルと同様の利点があります。
  • ソルバー
    ノードベース・空間二次精度の離散化、圧力ベース連成ソルバーと代数マルチグリッドを組み合わせた、成熟したソルバーが最大の特徴です。他の手法に比べ、低品質（大歪み）のメッシュに対するロバスト性、大規模解析時の計算負荷低減に大きな利点があります。単一のソルバーで、すべての物理モデル、解析機能に対応しています。
    ANSYS CFXソルバーについての詳細な説明はこちらをご覧ください。
  • 差分スキーム
    一次/ 二次風上のブレンド、有界高解像度差分スキームを搭載し、二次精度スキームがデフォルトとなっています。
  • 並列計算
  • メッシュアダプション（解適合格子）
  • 移動変形メッシュ
  • 流体－構造連成解析
    ANSYS Workbench 環境でのANSYS Mechanical との連成、MFX による陰的時間進行が機能上の特徴です。また、単一のベンダーがすべてのソフトウェアを提供していることは、実務遂行上の大きなユーザーメリットです。

物理モデルと物性

  • 層流、乱流
    FLUENT と同様に多数の乱流モデルと壁面処理法を用意していますが、層流から乱流への遷移モデル、はく離や対流伝熱の予測に好適なSST モデルの搭載が特徴です。
  • ニュートン流体、非ニュートン流体
  • 強制 / 自然対流伝熱、固体/ 流体連成伝熱、輻射伝熱
  • 化学種の混合、燃焼と化学反応
  • 自由表面流 / 混相流モデル、分散相のラグランジュ式追跡計算
    豊富なモデルを搭載しています。数値解法の安定性（体積分率も連成可能）、気泡径変化（Multiple size group, MUSIG）が特徴です。また、ロバストな混相流解析機能をベースとしたキャビテーションモデルも用意しております。
  • 融解 / 凝固を対象とした相変化モデル
  • 非等方浸透性、慣性抵抗、固体熱伝導、空隙率を考慮した速度、多孔質面圧力ジャンプ条件を含む多孔質モデル
  • ファン、ラジエータ、熱交換器を対象とした集中定数モデル
  • 回転機械
    専用のプリ・ポスト、高精度でロバストなソルバー、重要な周辺機能（乱流モデル、動翼/ 静翼干渉、蒸気物性、流体- 構造連成解析）など、この分野を牽引する機能を搭載しています。
  • 音響モデル
    直接計算法（CAA）、音響解析ソフトウェアとの連成に加え、単独のファンに対して定常数値解から音響スペクトルを出力できるローソンモデルが特徴です。
  • 物性値
    水・蒸気の実用国際状態式（IAPWS-IF97）を搭載しています。

データアクセスとカスタマイズ

  • 操作環境
    単独でも実行できますが、ANSYS Workbench の統合CAE 解析環境からも利用できます。これは、他の当社CAE 製品とのデータ共有、最適化、流体- 構造連成解析を容易にします。
  • データインポート
    各種メッシュ生成ソフトウェア、CAE ソフトウェアのメッシュやデータの一部をインポート可能です。
  • データエクポート
    各種可視化ソフトウェア、CAE ソフトウェアへメッシュやデータをエクスポート可能です。
  • ユーザー定義の方程式
  • 質量･運動量･熱･化学種の体積ソース項
  • ユーザー定義FORTRAN
    FORTRAN 言語のソースコード記述による柔軟なカスタマイズが可能です。

セミナー情報

製品デモ

こちらから製品のStep-By-Stepデモをご覧いただけます。