Altalr nanoFluidX是一個(gè)基于粒子法(SPH)的流體動(dòng)力學(xué)仿真工具,用于預(yù)測(cè)在復(fù)雜幾何體中有復(fù)雜機(jī)械運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)。可以用于預(yù)測(cè)有旋轉(zhuǎn)軸和齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑并分析系統(tǒng)每個(gè)部件的力和力矩。使用GPU技術(shù)能夠?qū)φ鎸?shí)的幾何形狀進(jìn)行高性能仿真。
1、基于粒子法(SPH)的流體動(dòng)力學(xué)仿真
2、無(wú)網(wǎng)格算法模擬復(fù)雜流動(dòng)
3、顯卡GPU運(yùn)算帶來(lái)的優(yōu)越加速性能
4、很好的適用于復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用,包括齒輪箱、曲軸機(jī)構(gòu)等
Altalr nanoFluidX優(yōu)勢(shì)
nanoFluidX基于弱壓縮SPH方法并包含許多獨(dú)有的功能,可提高計(jì)算準(zhǔn)確性,這使其成為市場(chǎng)上基于粒子的獨(dú)特解決方案。
經(jīng)過(guò)創(chuàng)建,該求解器可以用于圖形處理器(GPU)處理,使得其計(jì)算運(yùn)算十分迅速。它可以用于預(yù)測(cè)具有旋轉(zhuǎn)軸/齒輪的動(dòng)力系統(tǒng)的上油,分析各軸或部件上的力以及扭矩,還可以預(yù)測(cè)具有瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)的罐中液體的晃動(dòng)。
對(duì)于典型的齒輪系的應(yīng)用,代碼與傳統(tǒng)的有限體積相比快一個(gè)數(shù)量級(jí),而且可以簡(jiǎn)化幾何處理。
Altalr nanoFluidX應(yīng)用
nanoFluidX代碼的基于粒子的特性允許模擬過(guò)程中具有高變形的流動(dòng)。例如晃動(dòng)、劇烈的多相流,或者通過(guò)復(fù)雜幾何形狀的快速流動(dòng)。

其特性使其成為不同行業(yè)中的理想選擇,其中包括:
1、一般自由表面流動(dòng)模擬
模擬動(dòng)力總成系統(tǒng)中的油晃動(dòng),開(kāi)放環(huán)境中的自由流動(dòng)流體,高加速度下的開(kāi)放式或到閉式油箱以及類似現(xiàn)象。
2、高密度比的多相流
采用SPH方法的nanoFluidX十分易于處理高密度比的多相流(例如水-空氣),并不需要增加額外的計(jì)算工作量,流體界面是SPH方法自然得到的副產(chǎn)品,并不需要增加額外的計(jì)算工作量。流體界面是SPH方法自然得到的副產(chǎn)品,并不需要額外的分界面重構(gòu)算法,因此節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。
3、傳動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)齒輪、曲軸和連桿
nanoFluidX有針對(duì)預(yù)設(shè)的不同類型運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用選項(xiàng),因此仿真旋轉(zhuǎn)齒輪、曲軸、連桿變得十分容易,并能通過(guò)仿真估算固體單元由于和周圍流體交互的受力和力矩。
4、汽車和航空航天工業(yè)中的箱晃動(dòng)
測(cè)算水箱或者車輛由于大加速度導(dǎo)數(shù)的流體晃動(dòng)力,例如剎車或者車道變更。
Altalr nanoFluidX功能
Altair nanoFluidX具有更快的預(yù)處理、先進(jìn)的GPU技術(shù)、短的模擬時(shí)間,以及簡(jiǎn)單的后處理
1、GPU計(jì)算
和更笨重的CPU相比較,GPU計(jì)算提供了顯著的性能優(yōu)勢(shì)和能源節(jié)約。nanoFluidX是利用該激素的先區(qū)商業(yè)軟件之一,為整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了顯著的提速。
基于標(biāo)準(zhǔn)的有限體積法的CFD代碼在處理復(fù)雜幾何形狀時(shí)會(huì)遇到巨大的困難,計(jì)算往往不能初始化。即使他們這樣做,預(yù)處理過(guò)程也需要持續(xù)數(shù)周,并且這種模擬的計(jì)算成本將豐常的大。
2、簡(jiǎn)單的前處理功能
不需要經(jīng)典意義上的網(wǎng)格,處理只需要導(dǎo)入集合體,選擇元素并且生成粒子。不需要花費(fèi)更多的時(shí)間在預(yù)處理以及設(shè)計(jì)一個(gè)足夠好的網(wǎng)格上面。
3、剛體運(yùn)動(dòng)
除了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之外,nanoFluidX代碼還允許輸入文件規(guī)定的元素軌跡,研究任意平移運(yùn)動(dòng)的固體與周圍流體的相互作用。
4、硬件要求
nanoFluidX團(tuán)隊(duì)推薦使用NVIDIA Tesla V100,P100和K80加速器,因?yàn)樗鼈兪峭晟频腉PU卡及科學(xué)計(jì)算的核心。nanoFluidX已經(jīng)過(guò)全方面測(cè)試。該代碼具備平衡動(dòng)態(tài)負(fù)載,確保更好的硬件利用率,可以在多節(jié)點(diǎn)集群上運(yùn)行。