FLOW-3D简介

FLOW-3D是国际知名流体力学大师Dr. C.W. Hirt毕生之作。从1985年正式推出后,在CFD（计算流体动力学）和传热学领域得到了广泛的应用。对实际工程问题的精确模拟与计算结果的准确都受到用户的高度赞许。其独特的 FAVOR TM 技术和针对自由表面（Free surface）的 VOF 方法为常见的金属压铸与水力学等复杂问题提供了更高精度、更高效率的解答。不仅如此,FLOW-3D本身完整的理论基础与数值结构,也能满足不同领域用户的需要,如小到柯达公司最高级相片打印机的喷墨头计算,大到NASA超音速喷嘴与美国海军舰艇输油系统的设计,近年来更针对生物医学科技中的电泳进行新模型的开发及验证。

FLOW-3D主要特点

1. 独特的FAVOR技术

FLOW-3D使用了一种方法将矩形网格的优点和扭曲的、适体的网格的灵活性结合在一起，这种方法称之为自由网格法（网格和几何体相互独立）。这种方法是建立在结构化网格系统之上，裁剪网格的一部分来定义光滑的曲面。简单的矩形网格生成容易，数值精度高，内存需求较小。FLOW-3D使用独有的FAVOR方法在网格内部定义障碍物的几何模型，计算障碍物所阻挡的每个网格的面积和体积。FAVOR方法使FLOW-3D利用简单的矩形网格来表示任意复杂的几何形状，这将大大提高了求解的精度。

FAVOR是一项特殊的网格技术。应用简单而且规则的长方形网格，定义出复杂的模具和型腔外形，让网格分析变得快速简便，并有效地降低计算机在计算上的消耗；并且在计算流场和温度场耦合时保持极高的准确性。

2. Tru-VOF方法

流体体积法（VOF）是最成功的体积跟踪的数值方法，主要由三部分组成：一是定位表面；二是跟踪自由表面运动到计算网格时的流体表面；三是应用表面的边界条件。许多CFD程序宣称使用了VOF方法。事实上，它们仅仅执行了VOF中的两步，象这“虚假的VOF法”经常得出错误的结果。FLOW-3D使用了真实的三步VOF方法，称之为“Tru-VOF”。

自由表面的跟踪，可由 TRU-VOF 来计算。这种方法能够精确地算出金属液滴的结合与分开，这使得FLOW-3D有强大而且可靠的能力来模拟金属液充填型腔的流 动过程。

3. 多重网格区块（MULTI-BLOCK)技术

针对复杂的外形，多重网格区块是功能强大的网格分析技术；可应用不同大小网格区块的连结（ linking) 或植入（ nesting) ，使得同一区域，具有不同的网格解析度。

4. 包含三种算法：分离隐式算法、显式算法、可改变方向的隐式算法。从而使FLOW-3D适用于低速不可压流动、跨声速流动乃至压缩性强的超声速和高超声速流动。

5. 包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够模拟无粘流、层流、湍流、传热、化学反应、颗粒运动、多相流、自由表面流、表面张力、相变流、凝固等复杂的物理现象。

6. 可同时考虑对流换热、热传导、热辐射等换热方式。

7. 不仅可求解牛顿流体，也可求解非牛顿流体。

8. 包含丰富的流体、固体材料库，而且材料属性可根据用户的需要重新进行设定。

9. 提供了友好的用户界面，并为用户提供了二次开发接口。

10. 具有强大的后处理功能，可以以图形、曲线以及矢量的方式对计算结果进行方便地处理。