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ANSYS Polyflow

产品详细

ANSYS PolyflowANSYS FBU

ANSYS Polyflow软件是计算包括粘弹性流动在内的复杂非牛顿流变学的有限元CFD求解器。ANSYS Polyflow为聚合物、玻璃、金属和水泥工业的企业提供高级流体动力学技术。使用该技术,研发团队能扩展设计和优化过程,如挤出、热成型、吹模、玻璃成型、纺纤和混凝土成型。25年以来,为了提高热成型或吹塑产品的质量而制造挤出模具或减少厚度变化时,设计工程师已经使用Polyflow把物理样机减到最少。

适用领域

● 包括粘弹性流动在内的复杂非牛顿流变学

功能和特点

通用建模功能

● 2维平面,2.5维平面(包括第三个速度分量),2维轴对称,带旋涡的2维轴对称,3维流动,3维壳单元和2维膜(薄膜流延)

● 等温和非等温

● 稳态、瞬态分析或进化分析(连续技术)

● 广义非牛顿流,包括屈服应力流体

● 多模差分粘弹性流(2维和3维,稳态或瞬态,等温和非等温)

● 多模积分粘弹性流(2维和3维壳,稳态(2维)或瞬态(3维壳),等温和非等温)

● 包扩自然、强制或混合对流,共轭(固体/流体)传热,辐射,运动固体导热,电加热

● 用变形网格的自由表面模型

● 挤出的反问题(模唇设计)

● 内部运动边界(界面)

● 静态和动态接触点

● 多孔介质(达西定律)

● 化学组分的混合和反应

● 热、质量、粘性加热、电势、焦耳效应、气泡的体积源

● 流固耦合(FSI)

● 对玻璃冷却(残余应力)的Narayanaswamy热粘弹性模型

● 冷却后的简单热机械应力

● 接触探测

 固体部件的运动

● 重叠网格技术(网格交叉方法)

● 滑移网格技术

● 包括统计分析的拉格朗日轨迹计算

● 单位系统转换

● Windows风格组织

 在线获取网页服务

 文件跟踪系统时序表

● 用户定义模版

● 优化

 模具几何(模具平衡)

 多目标函数的流动和几何优化

 和VisualDOC(第三方优化软件)的接口

● 专家系统提供如下考虑

 对不收敛或可能修补方法的诊断

 质量和能量守恒

 如有必要增加迭代

 收敛率

 如果发散立即停止运行

 当前所需内存

 对更多类似仿真要减少CPU时间的技术推荐

 为更好收敛做必要问题设置的推荐

● 对设计用户提供有限功能的吹模和挤出模版

● 嵌入式LES(E-LES)选项
 

网格能力

● 四边形、三角形、六面体(砖形)、四面体、棱柱体(楔形)、金字塔、混合单元网格、三角形3维壳单元、四边形3维壳单元

● P网格(0维、1维、2维、或3维拓扑组)

● 允许非一致(不匹配)网格界面

● 包括常数、线性、线性不连续、二次方、最小单元、2X2、4X4的内插

● 读入Gambit、GeoMESH、FIGEN、POLYMESH、POLYM3D、I-DEAS V12、PATRAN、HyperMesh生成的网格

● 基于求解的动态适应:

  三角和四面体网格的一致性适应

  对所有单元类型的悬挂节点适应和网格嵌套

  适应标准基于模具曲率、自由表面曲率、离模具的距离等

● 网格加密后的求解结果自动内插

● 网格操作工具(缩放、平移、旋转和合并)

● 重新划分网格技术(变形网格)包括:

  高效的2维重划分网格技术(SPINES)

  稳健的2维重划分网格技术(优化网格、弹性、拉格朗日、托普森)

  高效的3维重划分网格技术(优化网格、流线方向)

  全3维方法(托普森、基于弹性的、拉格朗日)

  3维壳拉格朗日重划分网格方法

● 把不同来源网格合并到单一文件(polyuse)

● 在线网格信息栏

数值方法

● 加速3维粘弹性仿真的张量流向近似(SAFT)方法

● 基于全非结构网格的有限元方法

● 可解耦温度和/或坐标的全耦合/分离求解器

● 基于几何分解的直接求解器

● 代数多波前求解器

  Secant求解器

  ILU求解器

● 迭代求解器

● 动态内存分配

● 单精度和双精度计算

● 对于粘性的Newton–Raphson和Picard迭代格式

● EVSS(弹性粘性分切应力)和DEVSS公式

● 上风(SU) 4X4SU

● 时间积分

  隐式欧拉

  隐式伽辽金

● Crank–Nicolson
 

 
流变学模型

● 广义牛顿流定律包括:

  牛顿流(常数)

  Bird–Carreau

  Cross

  Power

  Carreau–Yasuda

  Bingham

  Herschell–Bulkley

  Log–log

  Modified Bingham

  Modified Herschel–Bulkley

  Modified cross law

● 温度相关性

  无相关性

  混合相关性(多项式)

  阿雷尼乌斯近似(一阶)

  阿雷尼乌斯

  阿雷尼乌斯近似剪切应力(垂直/水平变换)

  阿雷尼乌斯剪切应力

  Fulcher

  WLF

  WLF剪切应力(垂直/水平变换)

● 通过UDF定义的其它相关性

  停留时间(聚合物龄)

  坐标

  速度

  应变率

  变形张量率的不变性

  压力

  温度

  组分

  用户定义量

● 对粘度法和流变仪曲线的自动拟合

  剪切率vs剪切粘性

  模量vs 频率的损失和存储

  第一范式和第二范式的差别vs频率

  拉伸粘度(常拉伸率)vs时间

  应力vs应变(常拉伸速度)

粘弹性模型

● 多模差分粘弹性模型

  Maxwell

  Oldroyd–B

  White–Metzer

  Phan Thien–Tanner

  Giesekus

  FENE P

  Pom-pom

  Leonov

  用于挤出的简化粘弹性模型(PFLM)

● 多模积分粘弹性模型(2维和3维壳):

  Lodge–Maxwell

  Doi–Edwards

  带有Wagner和Papanastasiou–Scriven–Macosko阻尼方程(可逆或不可逆)的KBKZ

● 温度相关性

  无相关性

  阿雷尼乌斯近似(一阶)

  阿雷尼乌斯

  WLF

边界条件

● 以笛卡尔坐标或柱坐标分量大小和方向表示的入口速度,法向和切向分量大小,或用户指定的局部坐标分量

● 考虑质量或体积流量、滑移系数和流变学行为后作为预处理计算的入口速度分布

● 出口静压

● 指定流量加权的出口

● 出口(Vs=0 and Fn=Cst)

● 提升力

● 提升速度

● 壁面边界的设置有:

  用笛卡尔分量、旋转速度或局部轴表示的切向壁面速度

  包括滑移条件的剪切应力

  用热流量、温度或外部导热、辐射(发射率)、混合边界或用户指定温度分布的热边界条件

  Rosseland correction

● 运动边界(自由表面和交界面),包括:

  指定法向力

  指定法向速度

  空气阻力

  沿着两种流体界面的滑移

  表面张力/界面张力

● 对称面、旋转周期和平移周期边界

● 轴边界条件

● 结合法向和切向速度指定法向和/或切向力

● 结合法向和切向位移(FSI)指定法向和/或切向力

  沿着固体(FSI)的膜速度

  沿着固体(FSI)的局部滑移

  强制节点位移(FSI)

  流动材料和固体材料的热界面

  拉维斯托科斯和达西定律的界面

  层流局部滑移

● 沿着运动部件(用重叠网格技术)的局部滑移(纳维斯定律)

  接触探测

  周期边界条件

  瞬态边界条件

  对热成型的温度编程

  用户用CSV格式指定的边界分布或图

  吹模初始厚度的优化

化学反应和燃烧模型

● 使用下述模型实现的对N个反应物向后反应的有限速率化学反应:

  阿累尼乌斯

  用户定义函数

● 用户定义反应源项/汇项

● 物理发泡模型(PE)

● 固化模型


 

 

材料属性

● 常流体属性或变流体属性,包括温度和组分关系(数据对或分段多项式数据),导热系数、比热、密度

● 对标准流体和固体(用户可修改),可使用包含材料属性的数据库

● 有标准单位制

● 固体域中与温度相关的热容和导热系数

● 用户输入自定义属性

● 材料属性的自动拟合

● 重力

● 惯性项

● 粘性加热

● 热源

● 密度随温度的变化(Boussinesq假设)

● 表面张力

● 杨氏模量

● 泊松系数

● 线性膨胀系数

● 结晶模型

● Doufas–McHugh

● Nakamura(通过UDF)

用户定义函数

● 用户物理属性的定义

● 定制边界条件和初场

● 创建用户化的后处理变量

并行计算

● 在共享内存系统的所有平台上支持并行计算

● 用METIS网格分区工具实现的域分区方法

界面、图形、后处理和报告

● 后处理中指定单位(单位系统或单个单位)

● 网格检查(有效性、质量、尺寸),合并、分隔和重新排序

● 求解器和物理模型设置的总结报告

● 灵活的单位指定(国际单位、英制、用户指定/混合单位)

● 质量流量、热流量和化学组分流量的报告和监测

● 使用重叠网格技术的力和力矩的报告和监测

● 通过预定义函数转换数据

● 面积分和面平均的计算和报告

● 体积分和体平均的计算和报告

● 用户定义场函数的计算

● 梯度计算(矢量和标量)和导出变量计算

● 几何和求解数据的直方图

● 数据的X-Y量化视图

● 数据的图形探测

● 从大量轨迹中得出定量混合的统计工具(POLYSTAT)

  平均和标准差

  概率函数

  概率函数密度

  直方图

  百分位数

  变量之间的关系

  分配混合

  炭黑解集模型

输出求解数据到下述软件

● ANSYS CFD-Post

● ANSYS LS-DYNA

● EnSight

● FIELDVIEW

● I-DEAS

● IGES PATRAN

● CFView

● FIPOST

● FLPOST

量化输出

● 速度

● 压力

● 温度

● 流线

● 应力

● 特征应力

● 应变

● 粘性

● 局部剪切应变率(云图和统计分析)

● 停留时间(云图和统计分析)

● 模平衡评价

● 通过用户指定边界的流量

● 厚度(对壳单元)

● 渗透率(对壳单元)

● 膜的重量和体积(吹模和热成型)

● 容器的内部体积(吹模和热成型)

● 容器的重量(吹模和热成型)

● 面积伸展率

● 接触时间图

● 混合指标(云图和统计分析)

● 总剪切(统计分析)

● 拉伸(统计分析)

● 瞬时拉伸效率(统计分析)

● 时间平均的拉伸效率(统计分析)

● 隔离尺度(统计分析)

● 条文厚度(统计分析)

● 混合指标分布(统计分析)

● 涡度

● 力、沿着用户指定边界的力矩(使用重叠网格技术)

● 耗散功率

● 对流热

● 沿着用户指定边界的热流量/质量流量

● 材料点跟踪

● 使用2维轴对称配料挤出模拟结果来生成吹模壳模型

● 部件厚度计算(玻璃成型)

● 残余应力(Narayanaswamy)

在线帮助文档

● 完整的超文本在线文档

● 包括理论和应用的用户指南

● 特定模型案例的教程

● 在线连接用户服务中心

● 在线初学者入门

● 部分日文版在线帮助

支持的硬件

● ANSYS Polyflow支持Windows 32位和 64位机器的单机和并行计算。


 

 

 

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