汽車風(fēng)洞仿真軟件Altair Virtual Wind Tunnel

Altair Virtual Wind Tunnel是一款為汽車行業(yè)工程師們提供的風(fēng)洞仿真軟件，這款軟件充分利用高級網(wǎng)格劃分及高保真計算流體動力學(xué)仿真等多種 Altair 最先進(jìn)技術(shù)，并采用直觀、高度自動化和流程化的工作流程與用戶界面，將車輛外流場性能的精度和速度預(yù)測推向新高。

軟件介紹：

外流場仿真在現(xiàn)代汽車設(shè)計中扮演著舉足輕重的角色。車輛的燃料消耗量、穩(wěn)定性、發(fā)動機(jī)冷卻、駕駛室內(nèi)部噪聲以及風(fēng)擋刮水器的性能均與空氣動力作用息息相關(guān)。借助采用計算流體動力學(xué) (CFD) 的風(fēng)洞仿真，工程師可以對這些空氣動力載荷進(jìn)行研究，并能減少車輛開發(fā)過程中所需的物理風(fēng)洞測試。

“HyperWorks Virtual Wind Tunnel 基準(zhǔn)測試表明，Altair 的技術(shù)與實(shí)際風(fēng)洞結(jié)果非常吻合，”Altair CFD 技術(shù)副總裁 Farzin Shakib 博士表示，“我們可以預(yù)見，HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的易用性、靈活性、精度和速度定會使其風(fēng)靡整個汽車行業(yè)，并在建筑設(shè)計與構(gòu)造以及風(fēng)輪機(jī)開發(fā)等其他需要進(jìn)行外流場仿真的領(lǐng)域中掀起使用熱潮�！�

該解決方案的核心便是行業(yè)領(lǐng)先的Altair CFD 求解器AcuSolve®，其計算速度快、擴(kuò)展性強(qiáng)、功能強(qiáng)大且精度高的特點(diǎn)使之脫穎而出。借助 AcuSolve 先進(jìn)的湍流建模技術(shù)，HyperWorks Virtual Wind Tunnel 能夠利用穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)仿真對流場和氣流分離進(jìn)行預(yù)測，從而更快獲取更加精確的結(jié)果。AcuSolve 所提供的行業(yè)頂尖流體結(jié)構(gòu)耦合解決方案將結(jié)構(gòu)的靈活性考慮在內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)更為真實(shí)、全面的汽車虛擬風(fēng)洞仿真。

HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的另一項(xiàng)優(yōu)勢在于其高級網(wǎng)格劃分功能。HyperWorks Virtual Wind Tunnel 以強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分技術(shù)為依托，提供了具有邊界層的快速、全自動非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分器。汽車外流場分析的體網(wǎng)格劃分（包括車身底板、發(fā)動機(jī)艙以及邊界層）在兩個小時之內(nèi)即可完成。作為 HyperWorks Virtual Wind Tunnel 的核心，CFD 求解器不僅對單元質(zhì)量具有較強(qiáng)的包容性，還能夠管理對于復(fù)雜幾何無法避免的嚴(yán)重失真單元。其他解決方案的網(wǎng)格優(yōu)化步驟通常需要時間的集中投入，而求解器的靈活性便打破了這一常規(guī)，從而大大減少了網(wǎng)格劃分所需時間。

功能特色：

精確、穩(wěn)健和可擴(kuò)展的CFD求解器

HyperWorks VWT的核心技術(shù)是Altair先進(jìn)的計算流體動力學(xué)(CFD)求解器——AcuSolve。它是一款通用的、基于有限元技術(shù)的CFD求解器，因而在求解速度、可擴(kuò)展性、精確性和穩(wěn)健性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢。

基于可靠的數(shù)學(xué)理論，AcuSolve可以高效地解決復(fù)雜和大規(guī)模的工業(yè)CFD問題。構(gòu)架于共享和分布式內(nèi)存系統(tǒng)并行計算，采用混合的并行技術(shù)，AcuSolve在基于非結(jié)構(gòu)單元拓?fù)渖咸峁┛焖俸透咝У乃矐B(tài)和穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果，同時有著很好的并行加速比。

HyperWorks VWT采用雷諾平均Navier-Stokes (RANS)和分離渦(DES)技術(shù)來模擬湍流，預(yù)測流場和流動分離。DES技術(shù)采用RANS方法模擬近壁邊界層流動，而采用大渦模擬(LES)模擬車輛尾跡的分離流動。采用RANS方法進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析和DES方法進(jìn)行瞬態(tài)模擬均可以得到精確的外流場計算結(jié)果。由于AcuSolve在時間推進(jìn)上采用了一套非常高效和穩(wěn)健的數(shù)值方法，瞬態(tài)分析的耗時較少，通常都在可接受的范圍內(nèi)。這使分析人員有充分的時間來采用更貼合實(shí)際的、更精確的瞬態(tài)仿真，而不必由于考慮到時間成本而采用穩(wěn)態(tài)仿真來求解車輛的流場。

作為通用的CFD求解器，AcuSolve提供了豐富的物理模型和功能，如氣動彈性、氣動聲學(xué)仿真、剛體運(yùn)動及流固耦合(FSI)來模擬整車或部件外流場性能，為汽車虛擬風(fēng)洞仿真提供了真實(shí)、完整的建模環(huán)境。

先進(jìn)的網(wǎng)格生成技術(shù)

HyperWorks VWT內(nèi)嵌了一套快速、高效并完全自動化非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和邊界層網(wǎng)格生成的技術(shù)。它包含了許多強(qiáng)大而靈活的表面網(wǎng)格和體網(wǎng)格生成工具，包括邊界層傳播技術(shù)、面網(wǎng)格和體網(wǎng)格拉伸技術(shù)、各向異性網(wǎng)格和邊緣協(xié)調(diào)網(wǎng)格技術(shù)、混合網(wǎng)格拓?fù)洹�區(qū)域影響網(wǎng)格及用戶自定義網(wǎng)格技術(shù)。汽車外流場分析(包括底盤、發(fā)動機(jī)艙和邊界層)的體網(wǎng)格生成時間通常小于2小時。

HyperWorks VWT的自動非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成器對網(wǎng)格單元質(zhì)量的要求不高。它可以有效處理由于網(wǎng)格完全自動化生成而出現(xiàn)的一些大展弦比及嚴(yán)重扭曲的單元。由于這一特點(diǎn)，很多其它求解器需要進(jìn)行的網(wǎng)格優(yōu)化過程可以省略，從而減小了網(wǎng)格生成的時間。

高度自動化和流程化的工作流程

基于Altair solidThinking Inspire技術(shù)，HyperWorks虛擬風(fēng)洞用戶界面友好直觀。它是一個一體化的操作環(huán)境，用戶可以導(dǎo)入CAD幾何模型(表面網(wǎng)格模型)、設(shè)置好求解問題、生成網(wǎng)格、提交計算，最后獲得一個計算報告。

仿真過程是高度自動化的、只需要輸入少量的用戶參數(shù)，致使用戶不容易犯錯而影響仿真結(jié)果。另外的一些參數(shù)控制通過AcuSolve專用的前處理AcuConsole在后臺自動完成，同時AcuConsole也是一個集成在HyperWorks VWT中的模塊。

在HyperWorks VWT環(huán)境下提交任務(wù)到高性能計算機(jī)上十分容易，從而方便解決一些十分耗內(nèi)存和計算資源的任務(wù)，如體網(wǎng)格生成、求解和后處理。

仿真完成后會自動生成定制的結(jié)果報告，包括問題的建立、網(wǎng)格信息及計算結(jié)果。另外，先進(jìn)的CFD后處理器還允許用戶能交互式或以批處理模式進(jìn)行更復(fù)雜、更大數(shù)據(jù)的可視化工作。