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瞎扯蛋(IV)

网格的事情还有很多,不能再往下扯了,再扯就没有了。难道我会告诉你说网格好不好还得看求解器的脸色么。

在仿真计算的世界中,求解器才是真正的老大,吃什么和拉什么都是求解器说了算,网格生成器搞出来的网格再漂亮质量再好,求解器不认可还是白搭。所以经常有人问“为啥子在ICEM CFD中生成的质量一级棒的网格导入到Fluent中会出现质量不好的提示,到底谁说了算”,这还用问么,当然是Fluent说了算了。所以呢,在划分网格之前得明确目标求解器是什么,有的求解器吃粗粮,有的求解器娇贵只吃细粮。

求解器很多,而且基本上都在宣称自己是leader,每次看到某某软件推出新版本的时候宣称自己是领导者的时候都想笑,都是领导,那谁来当小兵兵捏?

CFD的求解器很多,叫得出名字的和叫不出名字的,少说也有百八十种,当然我们耳熟能详的也就那么为数不多的几种而已。这些求解器各有自己的看家本领,没有看家本领的求解器都已经淹没在历史长河中了,所以说我们不要动不动就问别人求解器哪家强,这问题真的很low。求解器,只有最适合,没有最强大。再破烂的求解器,只要还存在,那就有她存在的理由。

Fluent作为ANSYS CFD的主角,一直都被ANSYS作为明星产品在行业内冲锋陷阵,每次ANSYS版本的更新文档中,Fluent的更新内容都是最多的。作为一款CFD商用软件,Fluent无论从功能上还是从性能上都无可挑剔。当然,17.0之后的版本界面是真的很恶心,不知道是那个脑残想出来的Ribbon界面。不过要利用Scheme语言做界面,也真的是有点儿难为人家了。而且这货受益于ANSYS庞大的用户群体,因此学习资料甚多,推荐入门选用。

CFX作为ANSYS CFD的另一款通用流体软件,地位一直都很尴尬。当年ANSYS收购了CFX,大伙儿都以为ANSYS要重点栽培这货,结果收购了没多久又收购了Fluent,很多人都以为ANSYS在炫富,毕竟一个公司拥有两款功能重合度超过90%的软件让人很难以理解。后来,ANSYS公司使劲鼓吹CFX的双向耦合功能,貌似要将多物理场的流体重担押注在CFX身上。可是后来ANSYS又搞出来System Coupling,将Fluent作为多物理场中流体场的主力,就让人有点儿摸不着头脑了。也许ANSYS公司对CFX的网格重构功能放弃治疗了吧。在System Coupling模块出来之前,CFX更新了Remshing功能,利用外部调用ICEM CFD的方式来更新双向耦合中流体计算区域的网格,但是缺陷比较大。System Coupling模块出来之后,CFX基本上已经被打入冷宫了,从最近几个大版本的更新文档来看,CFX的功能更新几乎可以忽略不计。也许CFX还能够凭借旋转机械这块挣扎一番吧,不过个人觉得CFX翻腾不了多久。不吹不黑,CFX是款不错的软件,界面很友好,功能也不弱,不过一山难容二虎,CFX前途堪忧。

扯完ANSYS公司,还不能不提CD-Adapco。坊间传言CD-Adapco的老板出自帝国理工,和D.B. Spalding是同事,完全是技术派人士。adapco跟ANSYS的情况惊人的相似,它也有两款功能重合度极高的CFD软件:STAR CD和STAR CCM+。

STAR CD是个大杀器,尤其在燃烧仿真领域。当年这货和Fluent抢领导者地位的时候,那叫一个热火朝天,不过始终弱了一筹,我没搞明白到底弱在哪里。个人感觉这求解器很稳定,而且计算速度也很快,一些在Fluent中无法收敛的问题,在CD中很容易收敛,而且计算结果也还不坏。不过我是无法忍受这家伙的界面。现在有大显示器还好,以前19寸显示器的时候,好多对话框中的Apply按钮显示不出来,呃,开发界面的程序猿该祭天了。

Star CCM+是后起之秀,可以认为是CD公司的亲儿子,从一诞生就受到了CD公司的强力吹捧。这货源自STAR CD,因此基本上继承了STAR CD的求解算法的优势,而且重做了软件界面,在GUI设计上能够甩STAR CD好几条街。CCM+这几年在CFD领域风头很盛,到处抢Fluent的饭碗。而且自从前阵子CD-Adapco公司被西门子收编后,这家伙借着西门家的威风到处抢占市场。不黑不吹,这软件我用了很多年,个人觉得功能上要稍强于Fluent(很多成熟不成熟的模型他们都敢往里面加,Fluent胆子小,只敢加非常成熟的模型,稍微不成熟的模型都被藏了起来),但性能上比起Fluent略显不足(收敛性和精度都要差一线)。

ESI CFD是ESI公司的CFD软件,收编之前叫CFDRC。功能很齐全,前处理求解器后处理都有,不过我不怎么喜欢这家伙的操作界面,再加上这货的学习教程极少,额,想要学习的话要么买他们正版,要么自己硬着头皮啃文档吧。

Cradle是日本Cradle公司开发的CFD软件,前不久Cradle公司被MSC公司收编,其主要包含三款流体求解器:scFLOW、SC/Tetra以及scSTREAM。其中scFLOW采用多面体网格,SC/Tetra采用四面体网格,scSTREAM采用笛卡尔网格。看官方网站介绍,这软件功能简直能够逆天,不过我没怎么用过,不便发表意见。

XFlow是Next Limit公司开发的CFD软件,目前被达索收编。这货很奇葩,计算结果都很酷炫,真不愧是做视觉特效的公司开发的产品。不过这软件占用计算机资源极大,想要得到比较靠谱的计算结果,还是先找牛逼的电脑再说吧。个人体验的结果,台式机上计算得到的数据,也就视觉上看看罢了。这或不需要特别关照网格,倒是能省不少事儿。

CFD++在航空航天领域是个大杀器,对于超音速高超音速很有一套。不过我不喜欢这软件的工作界面。纯粹的流程式操作,很容易迷路。这货计算收敛很快,不过没有前处理,后处理功能也土到掉渣渣。

求解器还有很多,这里没有讨论开源求解器,以后有兴趣再来专门扯开源求解器。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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