「软件速递」Polyflow：非牛顿流体流动模拟利器

Polyflow是ANSYS旗下专注于模拟非牛顿流体流动问题的CFD软件。

Ployflow软件最广为人知的是其对粘弹性材料的建模能力。该软件由比利时Louvain大学1982年研发成果，1988年成立公司，1997年被Fluent公司收购，后随Fluent一起被ANSYS于2006年收购。

Polyflow是基于有限元法的CFD软件，具有强大的解决非牛顿、非线性问题的能力，专门用于处理粘弹性材料流动问题，主要适用于塑料、树脂等高分子材料的挤出成型、吹塑成型、拉丝、层流混合、涂层过程中的流动、传热以及化学反应问题。 

该软件特点：

• 具有多种粘性模型及内容丰富的粘弹性材料库

• 在处理复杂流变特性流体及粘弹性流体时，主要采用3种模型：广义牛顿模型、屈服应力模型及粘弹性模型

• 采用变形网格、接触算法以及网格重叠技术，保证计算结果的准确性

• 支持多种类型的计算网格，如四面体、五面体、六面体、三角形、四边形以及混合网格

• 吹塑模拟过程中采用的壳体模型大大减小了工作量，只需要简单的设定和计算就可以得到吹塑后各部位的厚度、剪切应力、温度等参数

• 挤出成型模拟中采用自由面方法，Polyflow提供了数目众多的自由面类型，可以处理多种挤出成型问题

• 可以模拟玻璃熔炉中的电加热问题，并且可以将电导率定义为温度的函数

Polyflow工程应用范围及其广泛，尤其在塑料瓶吹塑成型、热成型优化、橡胶密封制品模具设计、挤出成型和逆向挤出成型、药物和食品包装、餐具设计、玻璃成型等方面具有特殊优势。

Polyflow软件由一系列模块组成：polymat、polydata、polyflow、polystat、polyman等。

• polyman为主控模块，用于协调其他模块运作。不过如果从Workbench中启动的话，就不需要使用polyman。

• polydata模块为主程序模块，用于读取网格文件、定义物理模型、定义材料参数、定义边界和过程条件以及设定数值计算参数等。

• polymat模块用于材料参数的预分析，用户可以基于实验数据拟合材料参数曲线，生成的材料参数文件可用于定义polydata的材料参数

• polyflow模块为主求解器，用于计算polydata创建的数据文件，并生成后处理结果文件

新版本的polyflow取消了前处理器gambit及后处理器fluent/post，取而代之的是Mesh模块及CFD-Post。

基本步骤包括：

• 利用前处理器生成计算所需的网格。

• 启动polydata，读取网格文件

• 创建任务（Task），确定物理模型（steady-state、time-dependent、evolution）及模型维度（2D、3D等）

• 创建子任务（sub-task）

• 定义计算区域

• 定义材料参数

• 定义边界条件

• 对于包含运动边界的物理模型，需要对运动边界进行网格重构

• 定义迭代方法

• 必要时创建另一个子任务，设置相关参数

• 指定物理场参数（如流场函数、压力等）

• 设置数值参数

• 指定计算结果文件的输出格式

• 保存数据文件，退出polydata

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道