AcuSolve流体仿真

HyperWorks平台中的AcuSolve是一款通用的、基于伽辽金/最小二乘（GLS）的有限单元法计算流体力学（CFD）软件，包括前处理模块AcuConsole、求解器AcuSolve和后处理模块AcuFieldView，提供了一套完整的CFD求解方案。

AcuConsole是AcuSolve自带的基于图形界面的前处理模块，功能强大且操作界面友好易用，支持多种CAD几何模型文件和第三方网格模型文件的导入。其先进的、基于八叉树法的全四面体网格生成技术，可轻松实现高质量四面体网格的批量处理和生成。丰富的网格控制参数，包括对全局网格、局部网格、区域网格加密、边界层网格等的高级设置，能有效提高缝隙处与薄层内的网格质量；自动实现外部拐角的网格边缘融合曲率加密，以及边界层网格和体网格尺寸自动匹配的区域网格加密。

AcuSolve的后处理模块AcuFieldView源于Intelligence Light公司世界一流的CFD后处理器Fieldview，包含了原产品中最新最尖端的流体后处理技术和完整的后处理功能，比如用来实现优化图像性能的算法，以及交互性极佳的图形用户界面；支持多视窗视图，对可视对象的数量没有限制；提供8核并行操作，有助于高效处理庞大的AcuSolve计算数据，并且对模型的大小没有限制；支持客户端-服务器功能，可远程处理服务器上的超大计算数据；友善的操作界面，让使用者能快速上手并轻松完成全套的后处理工作。

作为一款基于有限体积法的求解器，AcuSolve具有以下三项核心技术优势：高稳健性，高精度和高并行效率。1）AcuSolve的稳健性得益于GLS有限元算法和新型线性方程迭代求解器。由于迭代求解器的高度稳定性，AcuSolve能够处理复杂工业模型中自动生成网格时不可避免得到的极度扭曲的单元和高长宽比的非结构网格，求解精度和收敛性不依赖于网格拓扑结构，从而大幅度减少了网格处理时间。2）AcuSolve的精确性体现在各工况及网格类型下保持相关参数的整体和局部守恒。GLS是一种高阶精确的算法，可用于所有变量的等阶节点插值；出了空间精确性，还具有二阶时间积分功能，在每个时间步内实现快速非线性收敛，进而获得时间精度。3）AcuSolve具有高效的并行功能，其并行模式对终端用户完全开放。求解完全耦合的压力/速度方程组的问题时，具备显著的线性与非线性加速比；作为一款与矢量和基于缓存的超级标量计算机相同架构的求解器，其所有算法均采用多核并行集群设计，使用混合分布/内存共享（MPI/OpenMP）的并行模型。

AcuSolve的分析类型包括以下六大类：

1） 稳态、瞬态流场分析：AcuSolve提供16种常用的湍流模型，包括RANS，DES和LES，以及高级的湍流转捩模型，可处理各种内流及外流的问题，比如汽车空气动力学特性分析，风力机叶片模拟，座舱内流分析等。

2） 热分析：AcuSolve的热分析模型丰富而完善，包括热传导、自然对流、强制对流、封闭辐射、P1辐射模型、DO辐射模型、太阳辐射、以及多层薄壳换热模型，可综合考虑产品中的传导、辐射、对流等传热机理。如手机热分析，散热片散热性能分析，座舱热舒适性，半透明介质辐射（透镜）模拟等。

3） 自由液面多相流：采用了典型的VOF多相流模型，可模拟段塞流、自由表面流动和分层流动，应用场合包括浇注液体、自由液面变形、气泡夹带、容器内的注液和排液、容器晃动等。

4） 代数欧拉模型Algebraic Eulerian Model ：液体夹带气泡的流动

5） 湿度模型 Humidity：空调，干燥机等运用领域

6） 搅拌与混合：AcuSolve可求解组分输运方程，用于模拟多相混合，比如燃气轮机的燃气混合。内置的AcuTrace模块，可实现流场与粒子的单、双向耦合计算，适用于搅拌器的搅拌仿真等。

7） 六自由度刚体运动：AcuSolve内置六自由度刚体运动模块，配合成熟的ALE（任意拉格朗日欧拉法）运动网格技术，可求解流体载荷作用下的刚体运动这类多物理场的问题，如海洋平台的涡激运动、阀门刚体运动等。

8） 粘弹性流体：针对非牛顿流，AcuSolve提供了粘弹性流体的模型，用于化学混合模拟。

9） 形状优化和参数优化：优化方法内嵌在CFD求解器中，无须耦合外部优化求解器。可以实现风道流阻优化、机翼升力优化，流动温度均匀性优化等等。

得益于HyperWorks平台，AcuSolve有以下两个功能亮点。

第一，与结构求解器OptiStruct联合仿真，可分别实现基于数据映射的热固耦合、基于模态叠加的实用流固耦合以预测线性材料小变形、实时交换载荷/位移的直接流固耦合以预测非线性材料大变形。

第二，与低频电磁场求解器Flux联合仿真，可以实现永磁电机发热功率的精确定义。

第三，与多体动力学MotionSolve联合仿真，可以实现CFD+机构运动的仿真，比如洗衣机平衡环的仿真和油箱晃动对车身姿态影响仿真。

第四，结合HyperWorks中的多学科优化软件HyperStudy，可实现CFD外形优化及参数优化，可有效缩短产品的设计迭代周期。

AcuSolve已为10多个行业提供了CFD解决方案，主要的应用领域包括：汽车整车与零部件、电子散热、旋转机械、化学混合、暖通空调、家用电器、医疗器械、油气海洋平台、船体设计、建筑、列车空气动力学、可再生能源等。