由Ivo Weinhold博士，产品营销经理，Mentor图形，机械分析部门，威尔逊维尔，OR
计算流体动力学（CFD）仿真长期以来的声誉太困难，慢，并且作为主流设计过程的一部分来执行的。可能是10年前的真实情况，但差价合约在过去十年中发生了变化，今天变得更加容易，更快，更便宜。然而，神话在机械设计的早期阶段更加使用。这些神话有助于解释为什么全球超过100万机械设计工程师中只有大约30,000人使用CFD模拟其产品内部和周围的流体流动。
1.操作CFD软件所需的技能是对CAD系统和产品物理的简单知识，这两方面绝大多数设计工程师都已经具备。flowwefd Pro完全嵌入在Pro/E Wildfire中。
误解1:CFD在设计过程中很难使用
在最近一项对机械设计工程师的调查中，58%的人表示，大多数工程师不具备使用CFD工具所需的专业知识。这是最有可能的，因为十年前的所有CFD代码和今天的许多代码都要求用户对流体动力学的计算方面有深刻的理解，以确保获得准确的结果。例如，用户需要知道如何将他们的计算机辅助设计模型转换到CFD环境中，然后“反向”该模型，以便对空流动空间而不是固体产品进行建模，创建具有正确属性的网格，确定边界条件，选择正确的物理模型，调整求解器设置以确保收敛和其他任务。
之前的CFD软件也需要大量的调整和调整，如手动修改单元以提高网格质量，并调整求解器控制，如松弛因子，以使其收敛到一个解决方案。这些任务提供了另一个原因，为什么CFD需要专业人员的技能，而不能作为设计过程的一部分。
但在过去的几年里，已经介绍了新一代的CFD软件，解决了CFD软件相对缺乏使用的所有主要原因。它使用本机3D CAD数据，流量空间的自动网格，并管理流量参数作为基于对象的特征，消除了工程师的需求，以了解CFD的计算部分，而是将专注于产品的流体动态这已经是理解和掌握的责任。
最新的CFD软件包含复杂的自动控制功能，可确保在几乎每个应用程序中收敛，而无需手动调整。也许最重要的功能控制网格的质量，以避免运行发散的最大原因之一。实际上，软件不会收敛的唯一情况是自然不稳定的流量的问题。通常可以通过切换到瞬态分析来解决这种类型的问题。
操作CFD软件所需要的技能只是对CAD系统和产品的物理知识的了解，这两方面绝大多数设计工程师都已经具备。工程师能够把他/她的时间和注意力集中在优化产品的性能上，而不是操作软件。
Myth＃2：CFD在设计过程中需要太长
CFD长期以来一直被用作设计过程基本完成后的验证步骤。主要原因是，过去CFD花费的时间太长，以至于如果在设计过程中对设计迭代进行分析，那么在得到分析结果之前，它就会被其他迭代所取代。在啮合过程中花费的时间是最大的。这通常需要耗时的手工步骤，将几何图形从CAD软件转换到CFD软件包。从这一点开始，另一个繁琐的步骤是需要从CAD模型中提取空腔，然后将它们网格化。虽然自动网格机已经存在很长时间了，但是仍然需要大量的人工干预，通过消除缝隙和重叠，并保持所需的偏斜度、长宽比、翘曲和单个单元的体积来保持网格的质量。每次设计变更都必须重复这个手动过程。
2.CFD花费这么长时间的主要原因是，当在设计过程中分析一个设计迭代时，在得到分析结果之前，它可能已经被其他迭代所取代。
新一代CFD软件大大减少了通过自动化所有这些步骤进行分析所需的时间。在新方法中，天然3D CAD数据直接用于流体流模拟，而无需翻译或副本。流动模拟所需的所有辅助数据，例如材料属性和边界条件是关联的与CAD模型相关联，并与所有设计变化一起携带。该软件分析CAD模型，并在没有用户交互的情况下自动识别流体和实体区域。然后，自动Mesher创建网格，同时保持偏斜，纵横比，翘曲和容量高度的质量，完全消除了对任何手动干预的需求。结果是，新的零件和设计变化可以在几分钟内啮合，大大减少了分析所需的时间。
误解3:CFD太贵，机械工程师无法使用
过去限制CFD使用的另一个因素是软件的高成本。传统CFD代码一年的租赁费在2.5万美元左右。对大多数公司来说，更大的成本是需要雇佣分析专家来运行代码。所有CFD代码都需要分析专家，而且大多数代码仍然需要分析专家，因为该软件要求用户对计算流体动力学的数学方面有深刻的理解。这些分析师需要花费相当多的时间进行培训，以跟上代码中的最新变化。最近，CFD代码还需要专门的硬件，如超级计算机，以便在合理的时间内提供结果。
3.并发CFD软件在设计工程师已经熟悉的同一CAD软件环境内运行。
最新一代的CFD代码旨在在主流设计过程中使用，大大降低了执行CFD的成本。软件的成本已经下降到大约2.5万美元的永久许可证，唯一持续的成本是每年18%的维护费。该软件消除了对分析专家的需求，因为它可以由机械设计工程师使用，只需要很少的培训。该软件在设计工程师已经熟悉的相同CAD环境中运行，用户不需要了解CFD的数学方面。最后，最新一代CFD软件在个人电脑和笔记本电脑上运行，这些电脑在十年前拥有超级计算机的能力，但价格仅为几千美元。
误解4:不能直接使用CAD模型进行CFD分析
在过去，为了创建CFD模型，必须将CAD模型复制或转换为不同的程序，然后对其进行大量修改。主要原因是，将CAD模型转换为CFD程序的工具需要大量的人工干预。通常情况下，翻译过程可能对80%的几何图形有效，但其余的必须重新创建或手工简化。许多用户发现，通过在CFD程序中创建几何图形从头开始更可靠，尽管这也涉及相当多的时间支出。
4.FloEFD V5嵌入在CATIA V5中。并发CFD软件直接使用本地3D CAD数据进行流动模拟，而不需要翻译。
新一代CFD软件使用直接用于流模拟的本机3D CAD数据，而无需翻译或副本。基于仿真结果的所有设计更改都是使用熟悉的实体建模功能直接在CAD系统中进行。没有必要在要素树中创建幻像“对象”以表示流体空间。流量条件直接在CAD模型上定义，并与特征树中的其他设计数据类似地组织。结果，可以使用原始CAD模型而无需修改CFD分析。
误解5:大多数产品不需要CFD分析
过去，CFD的使用集中在一种相对较少的行业，如汽车，航空航天和发电，生产高价值产品，其中流体流动对性能显而易见和重大影响。这导致了许多CFD仅为这些高价值产品增加了价值的信念。实际上，流体流动对各种产品的性能产生了重大影响 - 可以通过分析显着改善的性能。与流体或气体相互作用的每个产品以及涉及流体或气体的每个生产过程是潜在的分析主题。这有助于解释为什么今天CFD正在用于将产品改善为游泳池，厕所，草坪喷头，燃气表，生产印刷系统，磁盘驱动器和滤油器。
5. CFD软件将CFD集成到设计过程中的能力允许设计工程师专注于问题的物理学，在大多数情况下，他们已经了解得很好并更快地产生结果。
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