Fluent 2025 R1新功能｜Solution模式

下面列举了 Ansys Fluent 2025 R1 Solution 模式中可用的新功能。

1、用户体验

• 图形窗口中的平移、缩放和旋转等操作交互性能显著提升，尤其在处理包含数百万个三角形或面的复杂表面时表现尤为突出。

• 针对包含数千个区域且涉及辐射、多相流、组分输运、粘性、能量、电池、欧拉等模型的案例，图形用户界面的响应速度大幅增强。边界条件对话框的加载时间显著缩短，初始化过程更为迅速，案例的整体配置时间也明显减少。

• 跨 Fluent 会话拖放图形对象和绘图的功能得到优化，能有效保留对象的名称。

2、文件

• 只要在导出之前将周期性边界切开（mesh/modify-zones/slit-periodic），就可以将具有周期性边界的案例导出到 CGNS，并为每个单元区域设置一个单独的 zone_t（file/export/settings/cgns-separate-cellzones yes）。

3、求解器内网格处理

• 定义参考系时，现在可以指定运动由 motion definition 来定义。这意味着可以使用表达式和/或输入参数来定义运动。

• 当为启用了 remeshing 的动网格 deforming 区域定义几何形状时，现在可以使用 Reconstruction 类型的辅助几何进行定义。

• 当删除由指定单元寄存器标记的网格时，现在可以选择扩充单元列表，以便将原本在删除后会孤立的其他相邻单元添加到删除列表中。这有助于确保数值有效性。

• 当使用默认的one-to-one interface方法创建网格交界面时，现在可以使用以下改进：

• 现在可以选择单元区域作为设置的一部分，这相当于选择与这些单元区域关联的所有壁面和/或界面边界区域。在某些情况下，选择单元区域可以简化设置，减少需要进行的选区数量和/或消除识别所有相关边界区域的需要。

• 当手动创建具有单个边界区域对的网格界面时，现在可以启用匹配选项，以避免在原始区域匹配不佳的位置创建壁面区域。

• 如今，借助文本命令，用户可在创建一对一接口时指定排除一个或多个边界区域对。此举简化了设置流程，避免了在每次网格界面创建过程中逐一排除不必要的配对。无论通过图形用户界面（GUI）还是文本用户界面（TUI）进行操作，该文本命令均适用，显著提升了操作效率和便捷性。

• 为了节省设置和处理时间，现在可以使用单个文本命令创建多个单元区域的多个副本，而不是一次创建一个单元区域的一个副本。当一起复制相邻单元区域的簇时，单元区域之间的面区域将保留其原始边界条件，这可以简化设置。

• 2D 网格现在支持多面体单元类型。当读取具有悬挂节点/边的 2D 网格时，默认情况下，相邻单元现在会自动转换为多面体。要恢复到先前版本中的行为，可以在读取 2D 网格之前输入以下文本命令：file/convert-hanging-nodes-during-read? no。

• 使用网格自适应时，2D网格现在支持使用多面体非结构化网格自适应 (PUMA) 方法，并且默认情况下处于选中状态。此方法不会创建悬挂节点，并且比悬挂节点自适应需要更少的内存。要恢复到先前版本中的行为，可以在设置自适应之前输入以下TUI命令：mesh/adapt/set/method hanging-node。

4、传热/辐射

• S2S 辐射模型现可搭配 GPU 求解器使用。

• 对 GT-POWER 的支持已升级至 2024.2 版本。

• 在使用压力基求解器时，现可设定用于计算显焓的参考温度。此功能在比热随温度强烈非线性变化，且求解温度范围远离默认值（298.15 K）时尤为重要。通过设置合适的焓参考温度，可减少计算焓积分时的舍入误差，避免压力基求解器中出现非物理的温度振荡。

5、湍流

• 通用 WMLES 模型现可配合 GPU 求解器使用，该模型在计算域的主流区域采用 LES 技术，而在靠近壁面的边界层薄区域则使用代数 RANS 模型。

• 代数转捩模型（Algebraic Transition Model）及曲率修正（Curvature Correction）模型现已支持在 k-omega SST 和 GEKO 模型中，以及与 GPU 求解器协同使用。

6、声学

• Ffowcs Williams & Hawkings 声学模型现在可用于 GPU 求解器。

7、涡轮机械

• 在压力出口指定Radial Equilibrium Pressure Distribution时，现在可以选择应用表压的Reference Position。

• 在为气动阻尼模拟指定周期性位移时，Fast Mesh Smoothing现在可用。快速网格平滑通过在模拟开始时根据周期性位移求解网格运动来工作，因此不需要在每个时间步后进行平滑处理，从而节省了大量的模拟时间。

8、离散相模型

• 对于使用拉格朗日壁面液膜模型的问题，现在可以在 Wall Film... 类别中可以使用一个新的后处理变量 Wall Film Viscosity。

• 对于涉及拉格朗日壁面液膜模型的问题，新版本添加了以下离散相变量：

• film-particle-htc-characteristic-length

• film-particle-nusselt-number

• particle-viscosity

• 对于涉及拉格朗日壁面液膜模型的问题，现在可以使用in situ reduction来减少代表壁面液膜的 DPM 粒子数。此功能在以前的版本中作为 beta 功能提供。

• 对于选择性催化还原 (SCR) 系统，已添加用于评估固体沉积风险的level-based的模型。该模型能够计算与水力、结晶和二次化学反应相关的风险。

9、多相模型

对于涉及湍流分散力效应的问题，已添加以下求解器控制，允许通过文本用户界面（TUI）调整限制和过渡函数的体积分数限制：

• 限制函数：

  /solve/set/multiphase-numerics/interphase-interactions/turbulent-dispersion/limiting-function/vof-lower-limit

  /solve/set/multiphase-numerics/interphase-interactions/turbulent-dispersion/limiting-function/vof-upper-limit

• 过渡函数（Simonin 和 Burns et al. 模型）：

  /solve/set/multiphase-numerics/interphase-interactions/turbulent-dispersion/transition-function/vof-lower-limit

  /solve/set/multiphase-numerics/interphase-interactions/turbulent-dispersion/transition-function/vof-upper-limit

• 为避免混淆，作为Bubble Departure Diameter模型可用的 kocamustafaogullari-ishii 已更名为 kocamustafaogullari-ishii-bdd，作为Nucleation Site Density模型可用的 kocamustafaogullari-ishii 已更名为 kocamustafaogul-lari-ishii-nsd。

10、电势场和电化学模型

• 对于电解和氢泵模型，实现了以下增强功能：

• 可以在 Butler-Volmer 方程中指定参考温度以计算参考电流密度。
• 绘制毛细压力与液体体积分数关系图。

• 现在可以在模拟中使用各向异性固体材料。

• 基于物理的老化模型现在可用于解析锂离子电池模型。

11、电池模型

• 检测电池连接的方法已从基于区域的方法更改为基于变量的方法。不再需要为不同的电池定义单独的活性或非活性区域。现在可以将与不同电池关联的活性或非活性区域分组在一起，从而有效减少区域总数。

12、质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 模块

• 现在可以为每个多孔介质单元区域指定 Bruggeman 系数。
• 新增了用户可访问函数 Dissolved_Water_Masstransfer (cell_t c, Thread *t, real *mt_gd, real *mt_ld, real *dS) 和 Phase_Change(cell_t c, Thread *t, real *mt, real *dS)。这些函数允许自定义液态水、水蒸气和水之间的质量传递速率。

13、求解器初始化

• 现在可以使用命名表达式直接Patch初始化的流场，而无需在Patch对话框中提供表达式。

14、Fluent 原生 GPU 求解器

• 定义求解监测器时，只有 GPU 求解器支持的场变量才会出现在场变量列表中。

• 瞬态 CHT 模拟的 Run Calculation 任务页面现在提供固体时间步进。

• 当启用用于不可压缩瞬态计算的 Transient Formulation 的 Bounded Second Order Implicit 格式后，Use limiter in time 选项可用于改善瞬态热模拟的有界性。

• Fluent GPU 求解器现在支持Fluent Solution模式的以下功能 ：

• 低质量网格的鲁棒性。

• 基于报告定义的收敛条件。

• 表面报告定义的流量。

• 表达式报告定义。

• 静止和运动壁面的 No Slip 边界条件。

• 零Specified Shear（自由滑移壁面）。

• 涡轮机械流动

• 全叶轮和多排涡轮机械模型。

• 具有滑移网格界面的瞬态转子-静子 (Transient Rotor-Stator，TRS)。

• 具有多个动参考系的冻结转子 (Frozen-Rotor，FR) 界面。

• 多排周期性扇区模拟，包括 FR 和 TRS 模型的周期性实例化。

• 现在完全支持 CPU/GPU 的 remapping 功能。这种重映射可用于优化跨 CPU 和 GPU 的异构并行计算。在 GPU 上执行 GPU 密集型计算任务的同时，有利于在 CPU 上处理读取case和data的 I/O 操作以及执行其他 CPU 密集型操作。

15、密度基求解器

• 基于密度的求解器中添加了轴对称流动的轴稳定（Axis-stabilization）功能，以提高轴边界条件附近解的稳定性和精度。当启用高速数值计算时，该功能会自动启用。

16、图形、报告和后处理

• 瞬态后处理功能为深入分析瞬态求解器的运行结果提供了便利，能够从生成的数据文件中快速生成动画、报告图表以及结果对比图。

• 现在可以使用裁剪平面（clipping plane）交互式地查看内部表面，如图 2.1 所示。此功能可以通过图形窗口中的右键上下文菜单访问此工具。

  

• 新版新增了对 OpenGL2 Mesa 驱动程序的支持，其功能与其他着色器驱动程序相仿，但由于渲染过程不依赖显卡 (GPU)，性能会略有下降。这使得即便在没有专用显卡的设备上，也能实现基本及高级图形渲染。

• （柔和颜色）网格边缘比以前的版本更暗，提高了清晰度和可见性，如图 2.2 所示。通过在首选项( File >  Preferences...) 的 Appearance 分支中从 Model Color Scheme 下拉列表中选择 Pastel colors ，可以使用柔和颜色显示模型。如果需要，还可以在首选项中为边缘指定其他颜色。

  

• 新版现在可以使用大纲视图树中的右键上下文菜单或在控制台中输入 display/objects/display-in-different-windows 文本命令，在单独的图形窗口中同时显示多个图形对象。

17、并行处理

• 新版本现在在 Windows 上运行时可以使用 -stream 命令行选项，因此可以使用 STREAM 基准测试的变体打印内存带宽（而不是运行 Fluent）。此实用程序已针对所有平台进行了增强，可以运行内存带宽缩放研究，以帮助确定内存是否以最佳方式设置。

• 在 Linux 上运行时，可以使用新的 infiniband.ofed 互连。

18、Fluent for Arm

• 运行 Fluent for Arm 时，现在支持集成 CHEMKIN CFD 求解器。

19、参数化研究

• 参数报告现在可以导出为 PowerPoint 演示文稿。

• Create Design Points and Optimize Using optiSLang对话框现在包含 Use Start Designs Only 选项，该选项允许使用现有设计点作为参数优化的起点。

• 对于并行参数运行，Concurrent Settings对话框现在允许向 Ansys 高性能计算 (HPC) 平台服务集群提交远程作业以及配置本地作业。有关更多信息，请参阅“将并行参数作业提交到远程或本地计算资源”。

20、云计算

• 现在可以直接从 Fluent 界面将 Fluent 会话部署到 Ansys Cloud，以便可以使用 Ansys Cloud Burst Compute 资源远程运行和/或监控 CFD 模拟。

  注意：此功能在 Workbench、Fluent 网格划分工作区或将 Fluent 求解器工作区与 GPU 一起使用时不可用。

21、表达式

更新了Fluent 中可用于命名表达式的科学常数。以下常数已更新：

• R—气体常数。更新为 8314.4626

• avogadro—阿伏伽德罗常数。更新为 6.02214076e23

• echarge—基本电荷。更新为 1.602176634e-19

• planck—普朗克常数。更新为 6.62607015e-34

• stefan—斯特藩-玻尔兹曼常数。更新为 5.670374419e-08

22、负载管理器

• Fluent Launcher 的Scheduler选项卡中设置的图形用户界面 (GUI) 现在已得到改进，提高了可用性。

• 在 Fluent Launcher 的Scheduler选项卡中设置使用 Slurm 作业调度程序时，现在可以指定Custom Option。

23、Web 界面

• 与标准 Fluent 界面一样，现在可以直接在图形窗口中交互式地操作线和平面。

• 现在可以使用 Web 界面创建新的和查看现有的周期性实例，并在图形窗口中显示它们。

• 可以使用结果弧和Play Solution Animations工具运行预先保存的（求解）动画文件，选择该工具后，将列出任何现有的已保存动画文件，选择其中一个后，它们将出现在专用查看器中。

• 结果弧中的基于计算的控件（例如初始化和运行计算）现在允许展开面板以显示所有可用控件。

• 为了提高共享 Web 会话时的安全性，现在可以指定权限并更安全地与他人共享 Web 会话。

• 使用 Fluent Launcher 或通过命令行启动 Web 会话时，现在可以提供一个可选的电子邮件地址，可以将有关 Web 会话的详细信息和通知发送到该地址。

• 在运行模拟的过程中显示图形对象（例如等值图、矢量图等）时，可以使用 Auto-refresh 工具栏控制此类显示的刷新率。

• 现在可以对会话中可能存在的任何显示的流线和粒子轨迹进行动画处理。

• 在创建某些表面（平面和线表面）时，还可以通过单击并拖动箭头以及操作嵌入的三元组来在图形窗口中交互式地定位它们，以便将表面置于所需位置。

• Web 界面中提供了几个新模型，包括电化学和各种电池模型，包括 SOFC 和 PEMFC。

  此外，Fluent 桌面中有几个模型仅作为附加模块提供（例如，电池相关模型），需要使用文本用户界面加载模型。这些模型在 Fluent Web 界面中自动直接可用，但 Fuel Cell and Electrolysis 模型除外，该模型仅在 Fluent 桌面中可用，而在 Web 界面中不可用。

• 一些对象（如等值图、矢量图、流线图）的属性面板现在默认使用可展开的标题显示所有可用属性。它们将不再使用 More... 和 Less... 显示和隐藏其他字段的显示约定。

• 对于任何命名对象（例如，基于设置的对象，如边界条件，以及基于结果的对象，如等值图、矢量图、镜像平面等），现在可以使用基于管理器的面板，以便更轻松地管理这些对象。例如，在每种情况下，都可以查看类似对象的列表，并从列表中选择一个或多个对象。可以向列表中添加新对象或从中删除一个或多个现有对象。此外，可以使用管理器编辑一个（或多个）选定对象的属性。

• 粒子轨迹现在可用于协助后处理离散相分析。它们在大纲视图和结果弧中都可用。

• 如果要对等值图应用 Smooth 或 Banded 着色，等值线现在具有 Coloring 选项。

• 新版本已将附加功能应用于colormap，其中包括：

• 改进了colormap内部和周围的间距。

• 当colormap重新定位到图形窗口中的其他位置（例如顶部、底部或左侧）时，改进了标签的定位。

• 可以在属性面板中找到其他功能，其中包括：

• 对于选择列表，就像在 Fluent 中一样，可以查看选择的数量与选择列表中可用对象总数的关系。

• 对于可展开的标题，可以选择展开和折叠所有标题，以显示或隐藏属性面板中显示的可用属性。

• 为了改善整个界面的视觉用户体验，已对各种面板和菜单进行了间距、边距和各种填充改进。

• 现在可以调整界面某些部分的宽度和高度，甚至可以全屏放大，例如控制台窗口和绘图窗口（例如 XY 图、直方图和累积图）。此外，现在还可以调整大纲视图的宽度。

• 矢量对象现在包括其他Options，例如Style和Skip，以及Vector Options，例如In Plane、Fixed Length、Scale Head以及设置矢量的 x、y 和 z 分量的能力。

• 流线对象现在包括一个额外的Style属性（用于为流线提供不同的视觉表示，如线、点、球体等）以及所选样式的Style Attributes。但是，目前不支持带状图。

（完）